呼和浩特市高级法院的建筑给水排水工程 毕业设计说明.docx

摘要本设计的建筑为九层的办公楼，给排水工程设计包括了室内生活给水系统设计，室内排水系统设计，室内消防给水系统设计，以及雨水系统设计。生活给水系统分为两个区：地下室至三层为低区，采用市政给水管网直接供水；四层至九层为高区，利用变频泵给系统供水。消防系统分为消火栓灭火系统、自动喷淋灭火系统和消防水泡灭火系统，本建筑为一类民用建筑，按高层民用建筑防火设计规范规定，室内消火栓用水量和室外消火栓用水量分别取40l/s和30l/s，自动喷淋系统计算用水量为6l/s，自动喷淋系统在屋顶设增压设备。排水系统采用污废合流制，排水系统采用专用通气立管排水系统，通气冒高出屋顶2.00m。给水系统采用镀锌钢管给水管材，各层给水支管采用普通的pp-r排水管。消火栓给水系统和自动喷淋灭火系统采用无缝镀锌钢管，排水系统立管采用铸铁管，在地下层设生活贮水池和加压泵房。关键词：建筑 给水 消防 喷淋 排水 abstractwork in the complex building for9 floors of trade in the building originally designed, is it drain off water engineering design including room is it supply water system design , indoor fire control supply water the system is designed and the indoor drainage system set up to live to give. life supplies water and is divided into two districts systematically: the ground lower floor to 3floor are the low district, adopt the pipe network of municipal water supply and supply water directly; 4are the high district to the 9th floor, supply water for the system with the high-order water tank of the roof. fire control supply water system divide into fire hydrant supply water system and automatic spray fire extinguishing system, building this one building, but area its does not exceed 1000m2, stipulate according to high-story civil building fire prevention the design specification , water consumption of the indoor fire hydrant and outdoor fire hydrant water consumption fetch 40l/s and30l/s respectively, automatic spray systematic water consumption fetch 21l/s, automatic spray system set up the pressurized equipment on the roof. supply water system adopt pp-r supply water pipe , fire hydrant supply water system and automatic spray fire extinguishing system adopted and has not sewn the zinc-plated steel tube , the drainage system sets up and is in charge of adopting ppi spiral drain pipe, drain off water and prop up in charge of adopting ordinary drain piping on the everyth floor. sets up the storage cistern and pressurizes in the pump house in the ground lower floor, the basement sets up and collects the puddle separately , collect and set up and sneak the corrupt pump in the puddle。guarantee sewages are discharged in time.keyword: building supply water fire control spray 第一章 原始资料一、设计题目呼和浩特市高级法院的建筑给水排水工程二、毕业设计目的 毕业设计是在本科生学完教学计划所规定的全部课程后进行的最重要的也是最后一个实践性教学环节。它可以使学生综合运用和深化所学的理论知识，并且较系统地、完整地将所学的专业知识应用于实际、培养学生独立分析与解决实际问题的能力。使其受到工程师的基本训练。它还能使学生，初步掌握专业工程设计的内容、基本要求、计算方法、设计步骤、绘图能力与某些技巧，为毕业后的专业工作奠定必要的基础。毕业设计又是以前各教学环节的继续、深化、总结与检验提高的过程，其效果将直接影响毕业生的质量。三、设计任务与内容 1、建筑内部给水系统设计；2、建筑内部排水系统设计（含污、废水排除、雨水排除）；3、建筑内部消防系统设计（含液体消防，某些建筑有气体消防）；四、基本要求 学生应在教师指导下，按时独立完成所规定的内容和工作量，同时必须满足以下几项要求：1、通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关资料，拟定设计方案，（并应注意做好建筑、结构、供热通风空调工程，建筑电气等专业间协调），选择合理的设计方案。2、毕业设计说明书，应包括建筑给水排水工程设计的主要原始资料、方案比较以及各系统的设备选型分析，说明，参数选择，工艺设计计算与有关简图等，要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。3、毕业设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力求布局合理、紧凑、正确清晰，符合制图标准，专业规范及有关规定，用工程字注文。图纸不少于 10 张（按1号图纸），其中 6张图纸基本达到施工图深度。四、设计原始资料 （一）图纸资料1、建筑首层平面图1：100（比例同建筑图以下同）。2、建筑标准层平面图，1：100。3、建筑非标准层平面图1：100。4、地下室平面图（地下一层、二层、三层指有给排水之层）。5、设备层平面图。1：100。6、顶层平面图。1：100。7、裙房平面图。1：100。8、必要的剖面图。1：100。9、卫生间大样图。1：100。10、其它（二）文字资料 1、建筑所在地区 呼和浩特 市。2、建筑性质 公共建筑 。3、结构与基础类型 框架结构 。4、城市给水管网管径 dn300 mm，管顶埋深 2.0 m，城市可靠供水压力 0.3 mpa.5、城市排水管网管径 700 mm，管底埋深 2.0 m。6、冰冻线深度 1.6 m。7、地下水埋深 6 m。8、蒸汽压力 0.2 mpa。9、电源、城市可提供一路独立电源。（三）专题有关资料 （四）其它补充资料 五、设计日期 2013年3月-2013年6月 。六、毕业答辩 毕业设计答辩安排于毕业设计最后一周，包括公开答辩和小组答辩。毕业生依据设计计算书及设计要求回答教师的提问，自述及回答问题在30分钟内完成。五、成绩评定 毕业设计成绩由本专业毕业答辩委员会按五级分制评定为： 优、良、中、及格、不及格。 第二章 建筑内给水系统2.1室内给水系统方案比较与确定（1）由给排水设计手册可知：内部给水系统应尽量利用外部给水管网的水压直接供水。在外部管网水压不能满足整个建筑或建筑小区的用水要求时，则建筑物的下层或地势较低的建筑，应尽量利用外管网的水压直接供水，上层或地势较高的建筑设置加压和流量调节装置供水。（2）由设计资料可知：市政管网水压为30m水柱，本建筑物的高度为37.8米，因城市管网常年可资用水头远不能满足用水要求，故考虑二次加压，所以必须分区。（3）给水系统划分的原则：高层建筑生活给水系统的竖向分区，应根据使用要求，设备材料性能，维护管理条件，建筑层数和室外给水管网水压等，合理而定。一般最低卫生器具给水配件处的静水压力宜控制在以下范围内：旅馆饭店公寓住宅医院和功能类似相似的其它建筑：300350kpa,其它的建筑：350450kpa。（4） 因下面几层供水压力将超过0.35mp，容易造成接口损坏，且未能有效利用市政管网水压，浪费能量，同时，屋顶水箱容积过大，增加建筑负荷和投资费用。室外常年可资用水头为0.20mp，可考虑直接向较低的几层供水。2.2给水分区该建筑共九层功能表为：高级法院楼层功能表序号楼层号主要功能层高(m)1地下室停车场、设备间、资料室4.322一层办公4.83二层办公4.84三层办公4.85四层办公3.96五层办公3.97六层、七层办公3.98八层办公3.99九层办公3.910十层水箱间、电梯机房3.9（5） 初步拟定分二区：低区是-13层，高区是49层，设置减压阀进行减压。（6）生活区的给水可以用三种方式：由增压水泵直接加压供给的下行上给式；由高水箱供给的上行下给式；有上述两种方式结合的复合给水方式：4-15层变频泵组下行上给16-20高水箱上行下给。方案一是：低区-13层利用市政管网水压供水，中区49层利用变频泵从生活水池中吸水。方案二是：低区负13层利用市政管网水压供水，高区49层利用高位水箱供水。在中间设置减压阀进行减压。方案一的优点是供水可以随时间变化，水泵的流量由变频控制，自动改变水泵的转速，使水泵经常处于高效状态，能量损耗小。缺点是需要一套较贵的变速水泵及其自动控制设备，且维修较复杂。方案二的优点是减压阀不占楼层的房间的面积，使建筑物的面积发挥最大的经济效益，其缺点是减压阀宜损坏，有较大的能量损耗。（7） 经方案比较，本设计应该采用第一方案。室内给水系统宜采用分区给水方式分为高，低二区。低区即为低区是负13层直接由市政供水；高区是423用城市管网地下贮水池变频泵各用水点。（8）变频给水方式供水原理图 (如图2.1)： 图2.1变频供水原理图（9）本建筑物的给水系统是：区为-1至3层，采用下行上给供水方式，即城市管网直接供低区各卫生洁具，区为4至9层，共6层，也采用下行上给供水方式， 用变频泵供水即城市管网地下贮水池水变频泵区各卫生洁具。2.3给水系统的组成本建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、直联无负压给水设备等组成。2.4给水管道布置与安装1、各层给水管道采用墙体扣槽敷设，各层支管管材均采用pp-r管，采用承插式接口，用弹性密封圈连接。2、离梁、柱及设备之间的距离为50mm，梁、柱净距为2025mm。3、给水管与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管的上面。4、立管通过楼板时应预埋套管。5、在立管横支管上设阀门，管径dn50mm时设闸阀，dnh,满足低区水压要求。6、高区水压校核图2.1.3中的最不利点为a点，其所需的水压为：1）静水压37.8+0.4+4.9+2=41.6m 2）室内计算管路水头损失（1+30%）1.33.24=4.21m（局部水头损失取沿程水头损失的30）3）安全水头h3=2m4）1点所需的最低工作压力h4=5m5）52.8m选用的变频泵的扬程=70m=700kpah,满足高区水压要求。7、变频泵的选择变频泵用于高区供水。（1）设计流量取高区最高时用水量16.52（2）选用设备设 备 型 号：hls-18（1）18-70（流量18，扬程70m）台 数：2台，一用一备 功 率：7.5kw气压罐规格：600mm1800mm压力等级 0.6mpa第三章 建筑内消防系统3.1、建筑消防给水系统组成本建筑应设有室内、外消防给水系统，即室外消火栓给水系统、室内消火栓给水系统和自动喷水灭火给水系统、消防水炮系统。3.2、消火栓系统3.21室外消火栓给水系统室外消火栓给水系统的设计流量为30l/s。每个消火栓用水量按1015l/s计算,采用两个地下式室外消火栓, 室外消火栓应沿建筑物均匀布置，距建筑物外墙的距离不宜小于5m，不宜大于40m；距路边的距离不宜大于2m。3.2.2室内消火栓给水系统室内消火栓给水系统的设计流量为40l/s，每根消防竖管最小设计流量为15l/s，每支水枪最小设计流量为5l/s。火灾延续时间为3h。1）、系统组成室内消火栓给水系统不分区，采用消防贮水池、消火栓泵和消防水箱联合供水的给水系统，由消防贮水池、消火栓泵、消防水箱、消火栓、水龙带、水枪、水泵结合器等组成。2）、消火栓设备规格计算（1）消火栓的布置间距选用19mm水枪配备65mm水龙带，水带长度为25m，单出口，展开时的弯曲折减系数c=0.8，充实水柱为12m水龙带的有效长度ld=250.8=20m水枪的充实水柱在水平投影长度为ls=4.8m消火栓的保护半径r=ld+ls=24.8m消火栓的最大保护宽度 b=6m消火栓的布置间距 s=r-b=24.1m(2)水枪喷嘴处所需水压：hq=fhm/(1-fhm)=1.2113/(1-0.00971.2113)=18.61mh2ohq - 水枪充实水柱所需要的水压mhm-充实水柱长度,mf - 实验系数, 该值为1.21 - 与水枪喷口直径有关的系数, 该值为0.0097.表3-4 特性系数b水枪喷口直径/mm13161922b0.3460.7931.5572.836喷嘴口径19mm的水枪水流特性系数b=1.577。(3)水枪喷嘴的出流量qxh=bhq=1.57718.61=5.42l/s5.0 l/s，符合规范规定的每支水枪的最小出流量规定（也可以查相关计算表直接得到qxh =5.42 l/s）。(4)水带阻力根据水枪和消火栓类别选用直径65mm的水带，本建筑采用室内消火栓经常使用的衬胶水带，阻力小，比阻az=0.00172。水带水力损失：hd=az ld qxh 2=0.00172255.422=1.26 mh2o(5)消火栓口所需压力取消火栓出口处的水头损失取hk=20kpa=2.0 mh2o，则消火栓口所需压力为：hxh= hq +hd+hk=18.61+1.26+2=21.87 mh2o3.23消火栓水力计算（1）考虑到8股水柱作用，最不利管道上有3股水柱，次不利管道上有3股水柱，次次不利管道上有2股水柱。见草图：hxh0=21.87mh2o hxh1= hxh0+h(0-1点的消火栓间距)+h(0-1点的消火栓的损失)=21.87+3.9+0.41=26.28mh2oqxh1=hxh1-21b+ald=26.28-211.577+0.0017225=6l/shxh2= hxh1+h(1-2的消火栓间距)+h(1-2的管段的水头损失)=26.28+3.9+1.38=31.56mh2oqxh2=hxh2-21b+ald=31.56-211.577+0.0017225=6.6l/s消火栓水力计算表编号设计秒流量q(l/s)管长m管径mm流速v(m/s)比阻i(kpa/m)沿程损失h=il015.423.91000.630.0890.35125.42+6=11.423.91001.330.3541.38236.6+11.42=18.0252.361002.080.81942.89342*18.02=36.0432.91501.930.45214.874536.04=11.42=47.4684132001.530.20517.255647.4652001.530.2051.0256747.469.42001.530.2051.93 hy=79.7kpa=7.96mh2o高层民用建筑设计防火规范gb 5004595规定，消火栓给水管道中的流速不允许大于2.5m/s，设计计算中管径取用符合规定。根据水力计算表可知，室内消火栓给水横干管采用dn200的给水铸铁管，室内消火栓给水竖管采用dn100的给水铸铁管,室内程环状消防给水管道。管路总水头损失：hw=1.1hy=1.17.96=8.77mh2o消火栓给水系统所需总水压力：hx=h1+hxh+hw=39.72+8.77+21.87=70.34mh2o消火栓给水系统所需总用水量：qx=47.46l/s。选用消防水泵型号xbd11.7/40-150立式多级消防泵，两台，一用一备，qp=50l/s，hp=117m,转速n=1480r/min，电机功率w=90w。 （2）消火栓减压高层民用建筑设计防火规范gb 5004595规定，消火栓栓口的出水压力（动水压力）大于0.50mpa时，消火栓处应设减压装置。本建筑中采用减压阀减压，以使消火栓的实际出水量接近设计出水量。由以上的水力计算可得，从最不利点开始计算，第九层最不点消火栓的实际栓口压力为21.87m，第八层消火栓的压力为21.87+3.9+0.035=25.805m以此类推第二层栓口压力为52.032m50m,因此二层、一层、地下室的消火栓需要减压阀。（4）水泵结合器高层民用建筑设计防火规范gb 5004595规定，室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应设水泵接合器，并应符合下列规定：水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量应按1015l/s计算；消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器；水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为1540m；水泵接合器宜采用地上式，当采用地下式水泵接合器时，应有明显标志。本建筑室内消火栓给水系统设计用水量为47.46l/s，47.46/15=3.13，因此应设置3个水泵结合器才能满足室内消火栓用水量的要求。（5）消防水箱以贮存10min的室内消防水量计算时，消防水箱贮水容积v=qxftx60/1000=401060/1000=24m3，容积偏大，故以“一类公共建筑不应小于18”的规范规定取值。由于液位信号仪的液位信号转换为水泵的启、闭有一定的时间差，平时因管路渗漏、消防给水系统测试等因素而导致水箱内液位降低时，为确保平时消防水箱内18的贮水容积不被动用，将消防水箱的贮水容积定为20。消防水箱规格：（有效水深为2.25m）消防水箱置于屋顶水箱间内，水箱箱内底标高为38.3m，箱内顶标高为40.8m。水箱间室内地坪标高37.8m，水箱架空高度为0.5m。 2）消防水箱进水泵消防水箱进水泵的设计流量和扬程为：15.48768.221 kpa77m选用两台50dl6多级立式泵，一用一备，水泵性能参数：q9.016.2，h63.679.8m，n1450r/min，n5.5kw。3)增压设施消防水箱内标高为72.5m74.25m，最不利点消火栓的标高为66.9m，则消防水箱提供给最不利点消火栓的静水压力为5.67.35m，即5673.5kpa，应设增压设施。增压设施的最小工作压力200.41.17.08+（66.9-72.5）10152.19kpa（相对压力）气压罐的取0.8，则：增压设施的最大工作压力=（100）/0.8100215.24 kpa（相对压力）增压泵的设计工况电应满足：a、 流量为5l/s时，扬程不小于152.19kpab、流量小于5l/s时，扬程能达到 215.24kpa增压泵选用两台50dl2多级立式泵，一用一备，水泵性能参数：q3l/s时，h250.0 kpa ，q5l/s时，h180.0kpa，n1450r/min，n3kw。气压罐为隔膜式，调节水容量300l,容积附加系数1.05，气压罐总容积v为：v 1.05300/（1-0.80）1575l气压罐规格：1200mm1500mm (6)消防贮水池消防贮水池进水管选用upvc给水管，管径dn125,流速取1.0m/s，流量为13.50l/s（48.6/h）消防贮水池贮水容积v包括：1)用于室内消火栓系统和喷淋系统灭火时的消防贮水量（346.08+120.23-313.5）3600/1000424.692）用于提供消防水箱的消防贮水量则：v=424.6921445.69消防贮水池规格：lbh=11000mm18000mm2300mm（有效水深为2.0m），贮水容积为455.00。消防贮水池和消防泵房相毗邻。消防贮水池池内底标高：-9.3m，池内顶标高：-7.0m，吸水坑坑内底标高：-9.8m。33自动喷水灭火给水系统该建筑为一类建筑，火灾危险等级等级为中危险级级，自动喷水灭火给水系统采用湿式自动喷水灭火系统（简称：喷淋系统），设计喷水强度为6l/（minm2），作用面积160 m2 ，喷头工作压力0.1mpa。火灾延续时间为1h,则自喷系统消防用水量 = 1606/60 = 16l/s。3.3.1、系统组成喷淋系统有消防贮水池、喷淋泵、湿式报警阀组、喷淋给水管、减压孔板、水流指示器、喷头、消防水箱、增压设备、水泵结合器等组成。3.3.2喷头的选型及布置3.32自动喷水灭火系统及布置表格 11 设置各类自动喷水灭火系统的原则系统类型系统特点适用范围湿式自动喷水灭火系统系统管道内始终充满有压水，灭火速度快、控火效率高适用于环境温度大于4度且小于70度的场所干式喷水灭火系统在干式报警阀前的管道内充有压力水，报警阀后的管道内充以压力气体适用于环境温度小于4度或大于70度的场所预作用喷水灭火系统系统的管道中平时无水，呈干式，充以低压压缩空气适用于建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑物雨淋自动喷水灭火系统系统在雨淋阀后的管道内平时为空管，火灾发生时，所有喷头一起喷水，出水量大，灭火及时适用于火灾蔓延速度快、危险性大的建筑或部位水幕系统喷出的水形成水帘状，与防火卷帘、防火幕配合使用适用于防火隔断、防火分区及局部降温喷雾系统使用范围广，不仅可提高扑灭固体火灾的灭火效率，而且不会造成液体火飞溅，电器绝缘性好适用于扑灭可燃液体火灾、电器火灾综上所述：本建筑消防设计采用湿式自动喷水灭火系统。湿式自动喷水灭火系统工作原理比较简单，整个系统压力平时由高位消防水箱或稳压装置维持，水通过湿式报警阀导向杆中的水压平衡小孔保持阀板前后水压平衡，由于阀芯的自重和阀芯前后所受水的总压力不同，阀芯处于关闭状态（阀芯上面的总压力大于阀芯下面的总压力）。发生火灾时，高温火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感元件炸裂或熔化脱落，喷水灭火。此时，管网中的水由静止变为流动，则水流指示器就被感应送出电信号。在报警控制器上指标某一区域已在喷水，持续喷水造成湿式报警阀的上部水压低于下部水压，原来处于关闭状态的阀片自动开启。此时，压力水通过湿式报警阀，流向干管和配水管，同时水进入延时器，继而压力开关动作、水力警铃发出火警声号。此外，压力开关直接连锁自动启动消防水泵或根据水流指示器和压力开关的信号，控制器自动启动消防水泵向管网加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。该建筑采用闭式喷头，作用温度为57度，喷头办公区内的水平间距一般为2.4-3.6m距墙不小于0.6m不大于1.8m。走廊的喷头设计喷头的保护面积为r=1.73m则走廊的碰喷头间距为s=2r-b=21.73-1.6=2.3mb走廊宽度的1/23.33设计水力计算（1）作用面积与喷水强度根据9层喷头的平面布置情况，取喷淋系统最不利工作作用面积f163。作用面积内的喷头，共29只。见草图最不利点的喷头水压为10m，流量为(2)最不利管段水力计算表如下表示：其中管段流量q=nq压力损失p=1.2alq自动喷淋水力计算表节点管段节点水压流量l/s管径比阻管长管段沿程损失计算公式p(mpa)管段qmmam(mh2o)10101.33q=80(100.1)/60=1.3310-91.33250.43682.32.1q=1.33912.11.47p=2.1+10=12.19-82.8320.0943882.32.04q=1.33+1.47=2.8814.141.58p=12.1+2.04=14.148-74.4400.044542.32.4q=1.58+2.8=4.4716.541.71p=14.14+2.4=16.547-66.1500.011082.31.14q=4.4+1.71=6.1617.71.77p=1