本次设计的目的是充分利用所学的现有的知识

1、目 录1 引言.12 工程概况.12.1 建筑概况.12.2 建筑设计原始资料.22.3 城市给水排水条件.22.4 工程设计任务.23 方案设计说明.23.1 建筑给水系统说明.23.2 建筑消防系统说明.43.3 建筑排水系统说明.63.4 管道及附件安装工程.74 建筑给水系统设计计算.114.1 贮水池容积计算.114.2 高位水箱容积计算.184.3 设计秒流量计算.114.4 给水管网水力计算.125 建筑消防工程设计计算.185.1 消火栓系统设计计算.185.2 自动喷淋系统设计计算.246 建筑排水工程设计计算.286.1 设计秒流量的计算.286.2 系统水力计算.296.

2、3 通气立管的设置.33结 论.35致 谢.36参考文献.37附图 0 图纸目录附图 1 设计说明附图 2 地下一层给排水管道平面图附图 3 一层给排水管道平面图附图 4 一层消防管道平面图附图 5 二层给排水管道平面图附图 6 三层给排水管道平面图附图 7 四层至十二层给排水平面图附图 8 十三层给排水平面图附图 9 十四至二十三层给排水平面图附图 10 二十四至二十六层给排水平面图附图 11 屋顶给排水平面图附图 12 卫生间大样图与系统图附图 13 一层自动喷淋平面图附图 14 二层自动喷淋平面图附图 15 自动喷淋系统图附图 16 给水管道系统图附图 17 消防管道系统图附图 18 排

3、水管道系统图附图 19 屋顶水箱大样图1 1 引言引言本次设计的目的是充分利用所学的现有的知识，完成高层建筑给水排水工程的设计。此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，充分把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性。本次设计在选题的过程中，考虑到地区性、建筑性质，选用高层建筑，建筑类别相对高级，进行建筑给水排水工程的设计，满足人们的生活需要，并且使人们得到舒适、便利生活环境。设计的主要内容是：建筑给水工程、排水工程和消防工程。设计的意义在于满足人们生活用水的同时，要满足室内的消防用水，保证人们居住的安全性。设计的

4、依据为相关书籍和设计手册、规范。在设计中，按照常规方法，严格依据设计手册中的相关规范来进行，要求建筑给水排水系统及卫生设备要完善，技术上要保持先进的水平，计算的过程中要尽量使用符合经济流速的管径，以降低成本，同时要考虑水的漏失、压力情况来选择管材和一些连接管件，以便在水从市政管网输送到建筑内用户的过程中减少水的漏失量，节约水资源。2 2 工程概况工程概况2.1 建筑概况建筑概况本设计为一幢商住楼，地下一层，地上二十六层，总建筑面积 20000m2，建筑高度 78m。地下一层为自行车库，层高 3.6m，地上一层和二层有商业区和住宅区，三层至二十六层只有住宅区。1 层商业区层高 3.6 米，住宅区

5、层高 2.9 米。2 层商业区层高 3.6米，住宅区层高 3 米。326 层层高均为 3 米。卫生设施：一至二商业区层设公共卫生间，内设蹲式大便器、洗手盆、拖布池等。住宅部分为单元式住宅，每户设有一个厨房和一个卫生间。厨房内设有厨房洗菜盆，卫生间设有淋浴器，坐便器，洗脸盆，阳台上设有洗衣机。每户设置分户水表。建筑内的供水要求保证安全和稳定。既要有足够的水量，又要有良好的水质和稳定适宜的水压。该住宅建筑不需设置热水供应系统。2.2 建筑设计原始资料建筑设计原始资料 建筑物地下一层平面图、一至三层商业区平面图，四层以上组合平面图，屋顶平面图，单元放大图及其市政供水条件。2.3 城市给水排水城市给水

6、排水条件条件（1）给水条件本工程从市政管网取水，室外给水管道来自主体建筑以北 10m，接管点埋深1.5m，管径为 400mm；另一条市政给水管道距主体建筑南面 15m，接管点埋深 1.4m，管径为 200mm，管材为铸铁管。市政管网常年所提供的资用水头为 0.26MPa。市政管网不允许直接抽水。（2）排水条件要求建筑内卫生间污水需经化粪池处理后方可排入城市下水道，室外排水管道位于主体建筑南面，埋深 2.0m，管径 200mm，管材为混凝土管。2.4 工程设计任务工程设计任务本工程依据建筑条件、建筑图纸及相关规范，进行建筑给水排水系统设计。设计内容主要包括：给水系统、排水系统、室内消火栓及自动喷

7、淋系统等。设计结果要求画出：各层管道的平面布置图、卫生间管道布置大样图、给水系统图、排水系统图、消火栓给水系统图及喷淋给水系统图。3 3 方案设计说明方案设计说明3.1 建筑给水建筑给水系统说明系统说明 给水系统方案的选择（1）高层建筑给水系统竖向分区原则当建筑高度很大时，若采用同一个系统供水，建筑底层配水点所受到的静水压力会很大，将会产生以下弊端： 配水水龙头开启时，水流喷溅严重，使用不便。当配水龙头关闭时容易产生水锤，不但会引起噪音还会损坏管道及附件，造成漏水。由于压力过大，水龙头、阀门等给水配件易受到磨损缩短寿命，同时增加了维修工作量。流速过大，会产生水流噪声，振动噪声，影响室内安静。为

8、了消除上述弊端，当建筑高度达到某一高度时，给水系统需做竖向分区。我国高层建筑给水排水设计规范GBJ15-98 规定：高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区的最低点的卫生器具配水点的静压力，住宅，旅馆，医院宜为 300500kpa。所以本设计住宅部分给水系统分成高低两个供水区域，一至十三层为低区，十四至二十六层为高区，采用下行上给式。商业区一层没有用水点，二层拟用室外给水管网的压力直接供水。既能保证供水安全，又可节约能源，基建投资与运行管理费用。（2）高层建筑给水方式在高层建筑竖向分区确定后，就要对给水方式进行选择。高层建筑的给水方式有：高位水箱给水方式，气压罐给水方式和水泵给水方式。给水方式选

9、择应以经济合理，技术先进，供水安全可靠为原则。变频调速泵给水是国内几十年发展起来的新型给水方式，已被广泛应用于居住区、高层大厦等生活给水系统。它有明显的节能效果，凡需增压的给水系统，为了节能，均可采用变频调速给水系统。一般变频调速给水机组由主工作泵、辅助工作泵、气压罐、压力开关安全阀、控制柜和管道配件等组成。本设计从节能、安全。可靠的角度考虑，采用变频调速泵给水系统。由于室外给水管网水压不稳且不允许直接抽水，变频调速泵从生活贮水池抽水，将水二次加压后通过给水管道送往用户。综上所述，本设计一、二层商业区部分由市政管网直接供给，住宅部分给水系统采用分区供水方式，分为高、低两区。一至十三层为低区，由

10、位于 3#楼内的低区变频供水设备供给；十四至二十六层为高区，由 3#楼内的高区变频供水设备供给。采用下行上给式。一至四层、十四至十七层均做支管减压。 给水系统的组成该建筑的给水系统包括引入管、水表节点、给水管道、给水附件、地下贮水池、变频调速水泵设备等。 流速控制生活生产给水系统中，给水管道流速控制范围应满足表 3-11。表 3-1 给水管道流速控制范围给水管道流速控制支管干管、立管最大流速0.61.2m/s1.01.8m/s2.0m/s3.2 建筑消防系统说明建筑消防系统说明 室外消火栓给水系统室外消火栓给水系统由室外消火栓、室外消防给水管网和消防水池组成。扑救火灾时，可向消防车等室外消防用

11、水设备供水。室外消防给水与市政生活给水由 DN200mm 的环状管网供水，在管网上设 4 个室外地上式消火栓。室外消防给水管道可采用高压管道、临时高压管道和低压管道。在这里作一下简单介绍：高压管道 要求消防管道内经常保持足够的压力，火场上需使用消防或其他移动式水泵加压，而直接由消火栓接出水带、水枪灭火。临时高压管道 管道内平时水压不高，在水泵站内设有高压消防水泵，当接到火警时，开启高压消防水泵，使管道内的压力迅速达到高压给水管道的压力要求。 低压管道 管道内平时压力较低，保证管网内最不利点消火栓的压力大于或等于 0.1MPa 即可，当发生火灾时，由消防车或移动式消防水泵进行加压。在该工程中采用

12、第三种方式，即低压制。室外消火栓的消防水源由市政给水管网直接供给。 室内消防给水系统根据高层民用建筑设计防火规范，本工程属于一类建筑，按照我国建筑设计防火规范 ，超过 50m 的商住楼防火等级为一级，应设置室内消火栓4。我国高层建筑设计防火规范规定，高层建筑中一类建筑商住楼商业部分均应设置自动喷水灭火系统。故该建筑室内地下一层至二十六层都设消火栓灭火系统，一二层商业部分加设自动喷水灭火系统。（1）消火栓给水系统形式按消防给水系统压力分，室内消防给水系统可分为高压、准高压和临时高压消防给水系统。在这里作一下简单介绍：高压消防给水系统 管网里经常保持灭火所需水量水压，消防时不需启动升压设备，直接使

13、用灭火设备救火，系统简单供水安全。准高压消防给水系统 消防给水管网内经常保持足够的压力，压力由稳压泵或气压给水设备等增压设施保证。在水泵房（站）内设有高压消防水泵，在火灾时启动消防水泵，使管网的压力满足消防水压的要求。临时高压消防给水系统 消防给水管网内平时水压不高，在水泵房（站）内设有高压消防水泵，发生火灾时启动高压消防水泵后使管网内的压力达到消防水压的要求。本工程使用临时高压消防给水系统，这也是在高层建筑中广泛采用的消防给水系统。根据给排水设计手册10，建筑高度超过 50m 的消火栓给水系统，难以得到一般消防车的供水支持扑灭火灾。为加强给水系统的供水能力，保证供水安全和火场灭火用水，应采用

14、分区给水。因为该建筑高度 78m，所以室内消火栓系统分为两个区，低区为地下一层至十二层，高区为十三层至二十六层。根据规范9，采用临时高压给水的高层建筑，均应设屋顶消防水箱。所以，该建筑屋顶设消防专用水箱。根据规范，由于水箱高度不满足最高层最不利点静水压大于 70kPa，所以应在水箱附近设增压设施。本设计增压设施采用稳压泵和小型气压罐联合使用，将其设置在高层建筑的顶部水箱间内。这种增压设施占用面积小，能耗低，投资少，运行可靠等优点。（2）自动喷洒灭火系统自动喷洒灭火系统是在火灾发生时，能自动打开喷头喷水并同时发出火警信号的消防灭火设施，经国内外大量事实验证，它具有安全可靠，控制火灾成功率高，经济

15、适用等特点。根据高层民用建筑设计防火规范 （GB50045-95）规定：建筑高度不超过 100m的一类高层建筑及其裙房的下列部位，除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外以及二类高层建筑中的商业营业厅、展览厅等公共活动用房和建筑面积超过 200m2的可燃物品库房均应设置自动喷洒灭火系统。自动喷洒灭火系统按其保护对象可分为：洒水系统，雨淋系统，水幕系统，水喷雾系统四种类型。其中洒水系统又可分为湿式系统，干式系统，干湿兼用系统和预作用系统。本设计采用湿式自动喷水灭火系统，管道始终充满有压水，当火灾发生时闭式喷头感温元件开启，喷头即能及时喷水灭火，同时发出火警信号。该系统具有灭火速度快，控火效率高

16、的特点，也适用于常温环境下的建筑物。 室内消防给水系统的供水设施（1）供水设施分类。供水设施分类见下表 3-24：表 3-2 供水设施分类名称作用和目的主要设施自动供水设施保证高层建筑室内消防给水设备扑救初期火灾所需水量和水压的设施消防水箱或具有规定容积的气压给水设备主要供水设施保证高层建筑室内消防给水设备扑救大火时，有可靠的水量和水压的设施固定消防水泵，消防水池临时供水设施补充室内消防给水管网水量的设施消防水泵接合器（2）水泵接合器消防水泵接合器是消防队使用消防车从室外水源或市政给水管取水，向室内管网供水的接口。水泵接合器的作用为： 室内消防水泵发生故障时，消防车从室外消火栓取水，通过它将水

17、送至室内消防给水管网；室内遇大火消防用水不足时，可通过它将水送至室内消防给水管网，补充消防用水量的不足；室内消防水泵压力不足时，可通过它将水送至室内。水泵接合器有地上式、地下式和墙壁式三种安装方式。在本工程中选择地上式，设置在建筑物的两个侧面和正面，共四个。3.3 建筑排水建筑排水系统说明系统说明 排水系统方案的选择根据实际情况、建筑性质、规模、污水性质、污染程度，结合市政排水制度与处理要求综合考虑，本设计排水系统采用污、废分流制，地上部分卫生间的大便器单独设置 DN100 的污水立管，其他排水设置废水立管。卫生间污水经化粪池处理后排至市政排水管网。本设计不涉及雨水排水系统。在本设计中，由于建

18、筑较高、排水立管长、水量大的缘故，在公共卫生间排水立管常常会引起管道内的气压极大波动，并极有可能形成水塞，造成卫生器具溢水或水封被破坏，从而使下水道中的臭气侵入室内10，因此，在本建筑设计中设置专用通气管，专业通气立管与污、废水每隔两层设置结合通气立管。综上所述，该建筑排水系统一二层污、废水单独设排水立管。三层以上卫生间设有专用通气管和结合通气管。 排水系统的组成该建筑排水系统由卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、潜水泵、集水井、化粪池等。通气系统包括伸顶通气管、专用通气管、结合通气管。 排水管道允许的流量负荷根据理论和实践分析，排水立管按水膜流流态的临界流量及管中含有污

19、水杂质确定排水管道允许的流量负荷，见表 3-3，表 3-41。表 3-3 无需设专用通气立管的排水立管临界流量值管径 DN/mm5075100150排水立管的临界流量值/（L/S）1.02.54.510.0表 3-4 设有专用通气立管时的排水立管流量值管径 DN/mm5075100150排水立管的临界流量值/（L/S）59253.4 管道及附件安装工程管道及附件安装工程 给水管道及设备安装要求（1）给水管道布置的原则本设计中，给水管道布置的原则如下1：满足系统的最佳水力条件，保证给水质量，减少阻力损失，节省能源，缩短管道长度，节省材料。保证管道安全不受损坏。避免管道受到腐蚀和污染。管道敷设力求

20、美观和维护检修的方便，充分利用地下室的空间、吊顶空间、管道竖井等位置。（2）给水管道敷设本设计中，给水管道的敷设要求如下1：给水横干管敷设在地下室顶棚下和吊顶内，立管设在管道井内。给水支管采用明敷设，管材均采用给水塑料管。给水管采用暗装敷设，横向管道在室内装修前敷设在吊顶中。给水管与排水管平行、交叉时，距离分别大于 0.5m 和 0.15m，交叉处给水管在上。 排水管道安装要求（1）排水管道布置的基本原则本设计中，排水管道布置的基本原则如下6：排水路径简捷，水流顺畅；避免排水管道对其他管道及设备的影响或干扰；施工安装方便；排水管道避免排水横支管过长，并避免支管上连接卫生器具或排水设备过多。（2

21、）排水管道的连接本设计中，排水管道的连接要求如下7：排水横支管与立管的连接，采用正三通；排水立管在垂直方向转弯处, 采用两个 45 度弯头连接；排水立管与排出管的连接，采用弯曲半径不小于 4 倍管径的 90弯头。（3）排水管道以及设施的安装本设计中，排水管道以及设施的安装要求如下7：排水管道的坡度按规范确定；排水管管材采用铸铁排水管；排水检查井中心线与建筑物外墙距离为 3m；排水检查井井径为 0.7m；排水立管上隔层设检查口，检查口距离地面 1m，横支管起端设置清扫口。 消防管道及设备安装要求（1）消火栓管道的布置原则：本设计中，消火栓管道的布置原则如下3：消火栓给水系统与其他给水系统分开独立

22、设置。室外消火栓给水系统管道布置成环状管网，其进水管为两条。室内消火栓保证同层相邻两只水枪的充实水柱同时到达室内的任何部位。消防电梯前室设有消火栓。屋顶水箱间设有检验用消火栓。（2）消火栓管道安装本设计中，消火栓管道的安装要求如下4：消火栓给水管道采用焊接钢管，法兰或沟槽连接，阀门及需拆卸部位采用法兰连接；消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于 30m，裙房不应大于 50m。消火栓栓口离地面高度宜为 1.10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。消火栓栓口的静水压力不应大于 1.00MPa，当大于 1.00MPa 时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于 0.50MP

23、a 时，应采取减压措施。消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为 65mm，水带长度不应超过 25m，水枪喷嘴口径不应小于 19mm。（3）自动喷淋灭火系统喷头的布置与选择本设计中，喷头的布置要求如下5： 喷头的平面布置形式采用正方形； 喷头之间的水平距离是根据每个标准喷头的保护面积和平均喷水强度确定的； 采用闭式喷头时，喷头应垂直布置, 喷头间距按水平投影距离计算； 在建筑物室内、走廊内、电梯前室设置喷头。管道布置：在本设计中，自动喷水灭火系统的给水干管均设在每层的吊顶下。每层引入管上均设一个水流指示器和消防信号蝶阀。该建筑属于中危险一级，配水管每侧的支管上设置的喷头数不多于 8 个，

24、同一配水支管在吊顶下都布置有喷头，其下侧的喷头不多于 8 个5。湿式报警阀设在地下层，且便于管理的地方。管道均采用镀锌钢管，丝扣连接。管道支架与防晃支架：吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水效果为原则。一般吊架距喷头的距离应大于 0.3 米，距末端喷头的距离小于 0.75 米。对钢制的吊架其间距可小至 0.075 米。（4）水泵结合器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

25、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。（5） 屋顶消防水箱的布置及管道安装本设计中，屋顶消防水箱布置间距满足下表要求3：表 3-2 水箱布置间距要求水箱外壁至墙面的距离（m）水箱形式设浮球阀一侧无浮球阀一侧水箱之间的距离（m）水箱至建筑结构最低点的距离（m）圆形0.80.50.70.6方行或矩形1.00.70.70.6（2）本设计中，水箱利用钢板制成，设有进水管、出水管、溢流管和泻空管。各管道安装要求如下2：进水管：水箱进水管从侧面接入，进水管出口装设浮球阀，进水管中心距水箱顶 200 毫米。出水管：水箱出水

26、管从侧壁接出，出水管内底高出水箱内底 50 毫米，出水管上装设阀门。溢流管：水箱溢流管从侧面接出，溢流管直径比进水管大 1 级，溢流管口比最高水位高 50 毫米，溢水管上不设阀门。泄水管：水箱的泄水管从水箱底部最低处接出，泄水管上面装有阀门，并与溢流管连接，泄水管管径 50 毫米。4 4 建筑给水系统设计计算建筑给水系统设计计算4.1 贮水池容积计算贮水池容积计算本设计水源取自市政给水管网，因为市政给水管网不允许水泵直接从管网直接抽水，故设地下贮水池。根据高层民用建筑设计防火规范要求，当建筑高度超过 50 米时，生活水池与消防水池应分开设计。本设计的生活贮水池和消防贮水池均布置在 3#楼内。4

27、.1.1 生活水池容积规范中规定，如果没有详细的设计资料或为了方便设计，生活贮水池的调节容积亦可按最高日用水量的 20%25%确定，如按最高日用水量的 20%计，则生活贮水池的调节容积为：V1 = 200.520% =40.1m34.1.2 消防水池容积消火栓系统用水量根据建筑给水排水设计手册规定，本建筑防火等级为一级，所以室内消火栓设计用水量 40L/s，室外消火栓设计用水量 30L/s，火灾延续时间取 3 小时。因此：Q13（40+30）3600756000L756（m3）自动喷淋系统用水量根据建筑给水排水设计手册规定，本建筑防火等级为一级，所以选用自喷设计用水量 30L/s，火灾延续时间

28、取 1 小时。因此：Q21303600108000108 m3消防总用水量为：QQ1Q2756108864 m3消防水池容积应大于等于 864m3，故取水池体积 900m3。根据规范9，当消防水池容积大于 500m3时，应分设成两个，每个容积为总容积的 1/2。所以，本设计采用两个消防水池，每个容积为 450m3。4.3 设计秒流量计算设计秒流量计算该建筑为高层商住楼，因此，设计秒流量公式为7: （4-3）gggkNNq*2 . 0式中： qg 计算管段的生活设计秒流量，单位（L/s） ；Ng 计算管段的卫生器具当量总数； 根据建筑物用途确定的系数。查表 住宅=1.02，=0.0045；k商场

29、=1.5，=0；k使用此公式是应注意以下几点：（1）如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。（2）如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。4.4 给水管给水管段段水力计算水力计算我国高层建筑给水排水设计规范GBJ15-98 规定：高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区的最低点的卫生器具配水点的静压力，住宅，旅馆，医院宜为300500kPa。所以本设计住宅部分给水系统分成高低两个供水区域，一至十三层为低区，一至十三层为低区，由位于 3#楼内的低区变频供水设备供给；十四至

30、二十六层为高区，由3#楼内的高区变频供水设备供给，均采用下行上给式。商业区一层没有用水点，二层拟用室外给水管网的压力直接供水。 商业区给水管道水力计算根据图 4-1 进行商业区给水管道水力计算，计算结果见表 4-1。图 4-1 商业区给水计算草图表 4-1 商业区水力计算表卫生器具名称、数量编号蹲便器洗手盆拖布盆当量总数N设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速V m/s单阻i Kpa管长Lm沿程水头损失（Kpa）0-10100.50.21200.530.210.80.171-20111.50.37250.570.211.50.482-311120.42250.620.230.20.533-

31、411120.42250.620.23102.804-522130.52320.500.1153.355-633250.67320.650.16104.956-755490.90400.540.09156.37-8774110.99400.590.1087.108-9884121.04400.640.1388.149-1010106161.20500.400.04158.7410-1112127191.31500.470.0558.9911-1214149231.44500.560.07109.69管段沿程水头损失累计：hy9.69（kPa）计算局部水头损失hj：hj30%hy0.39.692

32、.91（kPa）计算管路的水头损失为：H2（hyhj）9.69+2.9112.60（kPa）引入管到最不利用水点的标高：H15（mH2O）50（kPa）最不利用水点的流出水头为：H30.10（MPa）100（kPa）水表选型：总水表拟选用 LXS 旋翼湿式水表，型号 LXS-32C，口径 32mm，最大流量 12hm /3，公称流量 6hm /3。安装在 11-12 管段上，则水表的总水头损失为：18.66kPa10012)6.31.44(KqH22b2g4最不利点所需水头为：181.2kPa18.6610012.60504321HHHHH市政管网压力为 260kPa，满足低区供水要求。 住宅

33、部分低区给水管道水力计算根据图 4-2 进行低区给水管道水力计算，计算结果见表 4-2。图 4-2 低区给水计算草图表 4-2 低区水力计算表卫生器具名称、数量编号淋浴器洗脸盆坐便器洗菜盆洗衣机当量总数N设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速V m/s单阻i Kpa管长Lm沿程水头损失（Kpa）0-1100000.750.18150.970.921.51.381-2101001.250.23200.690.3432.402-3111002.00.30200.790.425.54.713-4111113.750.41250.620.206.56.014-544444150.86320.830

34、.2536.765-688888301.25500.660.2637.546-71212121212451.57500.830.4038.747-81616161616601.85500.980.54310.368-92020202020752.10501.110.68312.409-102424242424902.34501.240.83314.8910-1128282828281052.56501.360.98317.8311-1232323232321202.77750.640.14318.2512-1336363636361352.98750.690.16318.7313-144040

35、4040401503.17750.730.18319.2714-1544444444441653.36750.780.21319.9015-164747474746175.253.49750.810.22320.5616-174949494946180.753.56750.830.233829.3017-189898989895364.55.531000.720.122031.7018-19145145145145140538.757.161000.930.193037.40管段沿程水头损失累计：hy37.40（kPa）计算局部水头损失hj：hj30%hy0.337.4011.22（kPa）计

36、算管路的水头损失为：H2（hyhj）37.40+11.2248.62（kPa）引入管到最不利用水点的标高：H139（mH2O）390（kPa）最不利用水点的流出水头为：H30.10（MPa）100（kPa）则水泵的扬程为：H=37.40+11.22+390+100=538.62kPa 变频调速泵按流量，扬程选择。选择同型号水泵两台，一sL.167Q mH58备一用，互为备用。水泵型号：IS8050250B 型离心清水泵，Qb=12.03L/s，Hb=60mH2O， N=15kW，转速=59%。电机型号：160L2。 住宅部分高区给水管道水力计算根据图 4-3 进行高区给水管道水力计算，计算结果

37、见表 4-3。图 4-3 高区给水系统草图 表 4-3 高区水力计算表卫生器具名称、数量编号淋浴器洗脸盆坐便器洗菜盆洗衣机当量总数N设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速V m/s单阻i Kpa管长Lm沿程水头损失（Kpa）0-1100000.750.18150.970.921.51.381-2101001.250.23200.690.3432.402-3111002.00.30200.790.425.54.713-4111113.750.41250.620.206.56.014-544444150.86320.830.2536.765-688888301.25500.660.2637.5

38、46-71212121212451.57500.830.4038.747-81616161616601.85500.980.54310.368-92020202020752.10501.110.68312.409-102424242424902.34501.240.83314.8910-1128282828281052.56501.360.98317.8311-1232323232321202.77750.640.14318.2512-1336363636361352.98750.690.16318.7313-1440404040401503.17750.730.18319.2714-1544

39、444444441653.36750.780.21319.9015-1648484848481803.55750.820.23320.5916-1752525252521953.73750.870.257739.8417-181041041041041043905.781000.750.132042.4418-191441441441441445407.171000.930.193048.14管段沿程水头损失累计：hy48.14（kPa）计算局部水头损失hj：hj30%hy0.348.1414.45（kPa）计算管路的水头损失为：H2（hyhj）48.14+14.4562.59（kPa）引入管

40、到最不利用水点的标高：H179（mH2O）790（kPa）最不利用水点的流出水头为：H30.050（MPa）50（kPa）则水泵的扬程为：H=48.14+14.45+790+50=902.59kPa 变频调速泵按流量，扬程选择。选择同型号水泵两台，一sL7.17Q mH95备一用，互为备用。水泵型号：IS8050315B 型离心清水泵，Qb=12.6L/s，Hb=103mH2O， N=30kW，转速=50%。电机型号：200L28。5 5 建筑消防工程设计计算建筑消防工程设计计算5.1 高位消防水箱容积计算高位消防水箱容积计算根据规范9，采用临时高压给水的高层建筑，均应设屋顶消防水箱。规范中规

41、定，室内设计消防水量大于 25L/s 时，水箱体积采用 18m3。因为该建筑消防等级为一级，根据规范查得室内消火栓设计水量为 40L/s，大于 25L/s，所以该建筑的屋顶消防水箱体积为 18m3。因为规范中规定，当建筑高度大于 50m 时，应分设成两个消防水箱，水箱底部用连通管连接，连通管上设阀门，阀门保持常开状态，每个水箱容积为总容积的 1/2。所以，本设计采用两个屋顶消防水箱，每个水箱容积选用为 9m3。5.2 消火栓系统设计计算消火栓系统设计计算本工程采用临时高压消防给水系统，根据给排水设计手册10，建筑高度超过 50m的消火栓给水系统，难以得到一般消防车的供水支持扑灭火灾。为加强给水

42、系统的供水能力，保证供水安全和火场灭火用水，应采用分区给水。因为该建筑高度 78m，超过 50m，所以本设计室内消火栓系统分为两个区，低区为地下一层至十二层，由 3#楼内低区变频水泵供给；高区为十三层至二十六层，由 3#楼内高区变频水泵供给。（1）消火栓的布置本设计建筑总高度 78m，属于中危险级，按要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有 2 个消火栓的水枪充实水柱同时到达4。本设计中消火栓系统采用 DN6519 的直流水枪，25m 长 DN65 的麻织水带，水枪设计充实水柱为 12m，单个水枪的设计流量为 5L/s。消火栓保护半径可按下列计算公式计算：RLdLS （5-1）式中： R消火栓保

43、护半径，单位（m） ；Ld水带敷设长度，单位（m） 。考虑水带的转弯曲折应为水带长度乘以折减系数 0.8，多排布置时不大于消火栓保护半径的 1.4 倍为宜；LS水枪充实水柱长度的平面投影长度（m） 。因此，消火栓的保护半径为：RLdLS=250.812sin4528.5（m）消火栓布置间距采用下式1计算：S（R2b2）1/2 （5-2）式中： S消火栓间距，单位（m） ；R消火栓保护半径，单位（m） ；b消火栓最大保护宽度，单位（m） 。本设计中，消火栓采用双排布置，取房间长度 7m，走廊宽度 2.5m，消火栓最大保护宽度 b 取 9.5m，因此，消火栓间距为：S（R2b2）1/226.86（

44、m）根据建筑实际情况-1 至 23 层每层布置 6 个消火栓，24 至 26 层每层布置 4 个消火栓，见平面布置图。（2）水枪喷嘴处所需的水压水枪喷嘴处水压7：HqafHm（1afHm） （5-3）式中： Hq水枪喷嘴处水压，单位（mH2O） ；af水枪实验系数；Hm水枪充实水柱，单位（m） ；水枪系数。本设计中，经过查表，水枪喷口直径选 19mm，水枪系数值为 0.0097，充实水柱 Hm不要小于 12m，选 Hm=12m，水枪实验系数 af值为 1.24。因此，水枪喷嘴处所需水压为：HqafHm（1afHm）1.2412（10.00971.2412）17.39（mH2O）173.9（kP

45、a）（3）水枪喷嘴的出流量喷口直径 19mm 的水枪水流特征系数 B 为 1.577。因此，水枪喷嘴的出流量为7：qxh（BHq）1/2（1.57717.39）1/25.24（L/s）由于此计算值大于单个水枪的设计流量 5L/s，所以满足要求。（4）水带阻力水带阻力损失7：hdAZLdqxh2 （5-4）式中： hd水带阻力损失，单位（m） ；AZ水带阻力系数；Ld水带有效长度，单位（m） ；qxh水枪喷嘴出流量，单位（L/s） 。本设计中，19mm 的水枪配 65mm 的水带采用帆布麻织水带，查表可知 65mm 的水带阻力系数 AZ值为 0.0043。因此，水带阻力损失为7：hdAZLdqx

46、h20.0043255.2422.95（mH2O）因此，消火栓口所需水压：HHqhd17.392.9520.34（mH2O）（5）因为该建筑消防等级为一级，根据规范查得室内消火栓设计水量为 40L/s。按最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求最不利消防竖管为 X1出水水枪数为 3 支，相邻消防竖管 X2出水枪数为 3 支，第三根消防立管出水枪数为 2 支 Hxh1=Hxh0+H+h=20.34+3.0+0.023=23.36（mH2O）式中0 至 1 点的消火栓距离，单位（m） ；H（0-1）管段水头损失，单位（mH2O）h查表 B=1.577 ，Az=0.0017211qxhBHq22121

47、1xhdZxhxhqLABqHsLLABHqdZxhxh/62. 52500172. 0577. 11236.2312111 点、2 点水枪射流量计算同 0 点。 低区消火栓系统管道水力计算根据图 5-1 进行低区消火栓系统管道水力计算，计算结果见表 5-1。图 5-1 低区消火栓给水系统水力计算草图表 5-2 低区消火栓水力计算表管段设计秒流量q（L/s）管长L/m管径 DN（mm）v（m/s）i（mmH2O）水头损失iL（mH2O）0-15.2431000.680.10.31-210.8631001.320.3871.172-310.86301001.020.1654.953-417.00

48、361500.900.1023.674-534.007.41501.80.1060.785-642.86 25.3 200 1.660.1012.56合 计13.43管路的沿程阻力损失为 13.43mH2O局部水头损失按 10%计，则总水头损失为：Hw=13.431.1=14.77（mH2O）低区消火栓给水系统所需总压应为：HX=H1+Hxh+Hw=36+20.34+14.77=60.63（mH2O）低区消防泵选择：低区消火栓系统的消防水量为 42.86L/s，所需扬程为 60.63mH2O。故选用消防泵型号为：IS125-100-250A 型 2 台，一用一备（流量为 51.94L/s，扬程

49、为 70mH2O，电机功率为 55kW） 。 高区消火栓系统管道水力计算根据图 5-2 进行高区消火栓系统管道水力计算，计算结果见表 5-2。图 5-1 高区消火栓系统计算草图表 5-1 高区消火栓水力计算表管段设计秒流量q（L/s）管长L/m管径DN（mm）v（m/s）I（mmH2O）水头损失iL（mH2O）0-15.2431000.680.10.31-210.8631001.320.3871.172-410.86521001.020.1155.984-517.00381500.900.1023.885-634.007.41501.800.3922.96-742.8625.3 2001.66

50、0.2416.1合 计20.33管路的沿程阻力损失为 20.33mH2O局部水头损失按 10%计，则总水头损失为：Hw=20.331.1=22.36（mH2O）高区消火栓给水系统所需总压应为：HX=H1+Hxh+Hw=75.8+20.34+22.36=104.93（mH2O） 高区消防泵选择：高区消火栓系统的消防水量为 42.86L/s，所需扬程为 104.93mH2O。故选用消防泵型号为：IS125-100-315A 型 2 台，一用一备（流量为 53.1L/s，扬程为 114mH2O，电机功率为 110kW） 。 水泵接合器的设计按高层民用建筑设计消防规范 （GB 50045-95）规定：

51、根据室内消火栓总用水量 51L/s，故在室外设置 4 个水泵接合器，每个水泵接合器的流量为 10-15L/s，水泵接合器的型号选为 SQB150。 水箱高度校核及增压装置设置由于水箱高度已定，则需校核水箱高度是否满足最不利消火栓所需压力。最不利消火栓实际流量为 5.24L/s，消防立管流量 16.5L/s，立管管径DN=125mm，i=23.50mmH2O，v=1.24m/s。消防环管流量 44L/s，管径DN=150mm，i=87H2O，v=2.59m/s，L=50.6m。水箱到最不利点所需压力：H=hdHgiL1.1=22.441.1（50.40.0813.60.0235）=27.02（m

52、H2O）=264.83（kPa）水箱对最不利点的消火栓作用压力为 3.8m，不能满足最不利点的消火栓水压要求，应选择气压供水加压或设置稳压泵。气压罐低压 P1=27.02-3.8=24.22（mH2O）气压罐高压 P2=P1+7.6=31.82（mH2O）根据高层民用建筑设计消防规范 （GB 50045-2001）规定：气压给水设备的气压水罐其调节水量为 2 支水枪 30 秒的用水量，即：Vs=2530=0.30（m3）Vo=V/（1-） =1.05（m3）选择 SQL10000.6 气压罐给水设备，其有效容积为 0.36m3。总容积 1.44m3。选64DL-2 增压泵 2 台，1 开 1

53、备，流量 Q=5L/S，扬程 HP=37m。消火栓系统减压由高区试验消火栓开始计算各层消火栓的剩余水头,在高区 15 层消火栓及低区-1层的栓口处压力大于 0.5MPa。所以地下室 1 层地上 2 层及 1315 层消火栓采用减压稳压消火栓,从而保证消火栓正常使用。5.3 自动喷淋系统设计计算自动喷淋系统设计计算计算资料：根据规范，该建筑的设计喷水强度为 6 L/（minm2） ，作用面积为160m2，喷头工作压力为 10.0104Pa。各层的喷头在高层建筑顶棚吊顶下布置。根据规范要求，一、二层要设置自动喷淋灭火系统。喷头距墙不小于 0.5m，不大于 2m。喷头按长方形布置，间距为 3.0m（

54、2.42.6）m，走廊采用吊顶型喷头。（1）喷头出水量计算：qK（H） 1/2 （5-5） 式中： q喷头出水量，单位（L/s） ；K喷头流量系数，采用玻璃瓶喷头，K=0.42；H喷头处压力，单位（mH2O） 。（2）管道沿程水头损失计算6：h1ALQ2 （5-6） 式中： h1计算管段沿程水头损失，mH2O；A比阻值，S2L2；L计算管段长度，单位（m） ；Q计算管段流量，单位（L/s） 。局部水头损失按沿程水头损失的 20%计。（3）管段的设计流量计算管段的设计流量是从最不利点的喷头开始，逐个算出各喷头节点的出流量和各管道中流量，直至喷头的出流量达到公式（5-7）所示最大允许值为止。管道中

55、的最终设计流量应满足公式 3-12。Q（1.151.30）Q （5-7） 式中： Q管道设计流量，单位（L/s） ；Q理论流量，单位（L/s） ，为喷水强度与作用面积的乘积。本设计中，喷水强度与作用面积在上述中已给出，因此，理论流量为：Q6.0160=960（L/min）16（L/s）管道设计流量应该满足下述要求：Q（1.151.30）16（18.420.8 ） （L/s）（4）划分作用面积在最不利层（二层）划分最不利面积，易知离给水立管最远处的区域为最不利区域，1 号喷头为最不利喷头。矩形长边平行于最不利喷头的配水支管，短边垂直于该管配水支管。作用面积为 160 m2，按长方形计算：长边，短

56、mAL2 .151602 . 12 . 1边 B=160/15.2 = 10.5 m。根据房间的尺寸和相关要求，在作用面积内布置 20 个喷头，图 2 中虚线包围范围。实际作用面积为 171.5m2，符合要求。（5）自动喷淋系统水力计算根据图 5-3 进行自动喷淋系统水力计算，计算结果见表 5-3。图 5-3 自喷系统最不利管段示意图表 5-3 自喷系统最不利管段水力计算表节点编号管段编号喷头特征系数（K）节点水压（mH2O）喷头处流量（L/s）管中流量（L/s）管径DN（mm）管道比阻A（S2/L2）管道长度L（m）管道沿程水头损失（mH2O）11-20.42101.321.32250.36

57、732.51.6022-30.4211.61.432.76320.07971.20.6133-40.4212.214.08320.02453.21.3144-50.4213.526.80500.009831.3655-60.4214.881.628.42800.000611.60.2266-70.4215.1012.321000.0001530.0777-80.4215.1716.401000.0001330.0988-90.4215.2621.681500.0000520.0599-100.4215.311.6421.681500.0000530.081010-1121.681500.000

58、053.50.091111-1221.681500.00005671.531212-1321.681500.00005501.15合 计8.16从系统最不利点开始进行节点编号，直至自动喷淋水泵处。从节点 1 开始计算，至后节点管段累计流量增加到 21.68L/s，达到管段设计流量最大允许值为止，以后的管段设计流量均按 21.68L/s 计算。采用特性系数法进行水力计算。管道比阻 A 值查阅现代建筑给水排水工程表 2-17。根据图 5-3 进行自动喷淋系统最不利管段水力计算，自动喷淋系统最不利管段水力计算见表 5-3。表 5-3 中，8-9 管段中的计算流量不满足设计流量允许值 Q（1.151.

59、30）Q 的要求，所以，管段 8-9 的流量为：Q1.30Q21.68L/s，以后各管段的设计流量都按管段 8-9 的流量计算。校核各管段的流速，均满足要求，因此，管径不必重新调整。其他层的自动喷淋管管径按照上表计算方法选择。（6）自动喷淋系统所需压力和供水量计算计算管路的水头损失累计为：Hy8.16（mH2O）局部水头损失为：8.1620%=1.632（mH2O）计算管路中最不利喷头喷水工作压力：由于该建筑高度超过 50m，属于高层建筑，因此，最不利喷头喷水工作压力取 10mH2O；最不利点的喷头与贮水池之间的垂直几何高差，经计算为 12m；报警阀的水头损失按下式计算：H0.00869Q20

60、.0086921.6824.09（mH2O）计算管路的水头损失累计为：因此，自动喷淋系统所需压力为：H8.161.63210124.0935.88（mH2O）自动喷淋系统所需供水量为 21.68L/s。（7）加压设备的选择根据上述计算结果，自动喷水灭火系统所需压力为 35.8mH2O，即所选喷淋泵的扬程为 35.8mH2O；所需供水量为 21.68L/s，即所选喷淋泵的流量为 21.68L/s。因此，查表选得喷淋泵的型号如下：IS150-65-250 型 2 台，一用一备（流量为 27.82L/s，扬程为 80mH2O，电机功率为37KW） 。（8）校核最不利喷头水箱至最不利点管段立管管径为