高层建筑设计计算说明书

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 3・・\o"CurrentDocument"第一章 设计任务书 5・\o"CurrentDocument"第二章 设计方案 6・\o"CurrentDocument"1•生活给水设计 6.⑴ 高层建筑给水系统竖向分区 6⑵高层建筑给水方式 6.\o"CurrentDocument".排水系统设计 8.\o"CurrentDocument".消防给水系统设计 8.⑴ 室外消火栓给水系统 8.⑵室内消防给水系统 9.⑶室内消防给水系统的供水设施 .11\o"CurrentDocument"第三章设计计算书 12\o"CurrentDocument"生活给水系统的计算 12⑴用水量计算 1.2⑵ 设计秒流量公式的确定 12⑶屋顶水箱容积计算 12⑷地下贮水池容积计算 14⑸管道水力计算 15校核水箱安装高度 21水泵的选择 21高区底层给水支管的减压 23\o"CurrentDocument"消火栓给水系统的计算 23⑴消火栓的保护半径的确定 24⑵消火栓口所需水压的确定 24⑶消防泵的选定 28⑷屋顶水箱安装高度的校核 29⑸水泵接合器和室外消火栓的选定 30⑹消火栓的减压 30\o"CurrentDocument"3•自动喷洒给水系统的计算 31⑴基本设计参数 32⑵喷头的布置间距 32⑶设计计算 32⑷选泵 35\o"CurrentDocument"4•排水系统设计计算 37⑴横管水力计算 38⑵排水立管水力计算 41⑶排出管计算 43\o"CurrentDocument"后 i记 44摘要随着国民经济的发展，人民居住理念的变化，高层建筑如雨后春笋般，越来越多的矗立于城市之中。城市住宅由纯多层住宅或纯高层住宅向具有一定规模的多层小高层、高层住宅组合而成的居住小区转化，公共建筑亦由功能单一向多用途、大面积、综合性的高层建筑发展。高层建筑的给排水设计也就成了影响建筑物日后使用的重要因素。本文针对某市一高层商住楼，结合对设计标准、规范的理解，对该建筑的给水系统、排水系统、消火栓给水以及自动喷洒给水系统，主要以设计计算说明的形式，进行了初步探讨。AbstractWiththedevelopmentofthenationaleconomyandchangesintheconceptofpeopleliving,thehigh-risebuildingsoarseverywhereinthecitymoreandmore.Thecityhousingconstructionisbeingconvertedfrompuremultistoriedhousingconstructionorpurehigh-risehousingconstructiontoresidentialareacomposedofmultistoriedlittlehigh-riseconstructionwithacertainscaleandhigh-risehousingconstruction.Thepublicbuildingdevelopsitselffromsinglefunctionhigh-risebuildingtomulti-purpose,bigarea,integrateone.Andsothedesignofhigh-risebuildinginwatersupplyanddrainagebecomesanimportantfactorimpactingthelateruseofthebuilding.Accordingtoacommercialhigh-risehousingconstructioninacity,integratingtheunderstandingofthedesignstandardsandparameters,thisarticlemakesapreliminaryexplorationmainlyintheformofdesigncalculationsinthewatesupplysystem,drainagesystem,hydrantwatersupplysystemandautomaticsprinklewatersupplysystem.第一章设计任务书某城市拟建一幢高层民用建筑，共有 19层，地上18层，地下1层。建筑总高度为65米，该建筑占地面积约2000平方米。地下室是设备用房，用作泵房和修建贮水池，地下室地面标高为-5.00米，1~2层是裙房，作为商业场所使用。1、2层均为4.8米高，1层设有男女公用卫生间，男厕所内设自闭式冲洗蹲便器5个，1.8米长小便槽一个，洗手盆污水盆各 1个；女厕所内设自闭式冲洗蹲便器5个，洗手盆2个，污水盆1个。2层上面设有1.8米高的设备层，在设备层对给排水以及消防管线进行必要的调整。3~18层为单元式住宅，层高3.0米，每层4户，每户都是两室一厅，一个厨房和一个卫生间。厨房内设厨房洗涤盆 1个，卫生间内设浴盆1个，低位水箱坐便器1个，洗脸盆1个。每户设分户水表，共用水表箱设在走廊内。在18层上面设有高度为0.8m的闷顶。室外常年可保证的水压为 200kPa。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。现要求设计出该高层民用建筑室内的给水、 排水、消火栓系统以及自动喷洒灭火系统。第二章 设计方案该商住楼外形为狭长型，考虑到管网水力条件的均匀和优化，将其分为两个面积基本相等区域分别供水，设置两套结构、功能基本相同且对称的给水、排水、消火栓以及自动喷洒灭火系统。因此，对其中一个区域进行设计计算，另一个区域与之基本相同，可只作个别部位的说明计算。1•生活给水设计⑴高层建筑给水系统竖向分区当建筑高度很大时，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，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300~500kpa由于本住宅建筑只有二楼上一个设备层，住宅各层都是 3米。分区多于三个无论采用水箱还是减压阀都会对层高利用产生影响。 故用独立的生活给水系统，生活给水系统分成高低两个供水区域。建筑下面两层和地下室可利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。⑵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，气压罐给水方式和无水箱给水方式。给水方式选择应以经济合理，技术先进，供水安全可靠为原则。高位水箱给水方式是运用较为普遍的一种给水方式。它主要有贮水池，加压水泵，高位水箱和配水管网组成。这种供水方式又可分为串联给水方式，并联给水方式，减压水箱给水方式，减压阀给水方式等。串联给水方式该方式是将水泵和水箱分散设置与各区的楼层中，低区水箱兼作上一区的贮水池，水泵由下区水箱抽送至上区水箱，再由水箱向各区供水。优点：水泵压力较均衡，所需扬程小，水锤影响小，耗材合理。缺点：设备布置分散，占用面积大管理不便；水泵设在楼层，对防震，隔声要求高。上区供水受到下区的限制，供水可靠性差。并联给水方式这种方式是各分区独立设置水泵和水箱，水泵集中不只在建筑底层或地下室，分别向各区供水。优点：各区是独立的供水系统，供水安全可靠；水箱分散设置各区水箱容积小，有利于结构设计。水泵集中布置，便于管理维修。缺点：水泵桃树多，供水高压管路长，投资费用高，水箱占用上层建筑面积多。减压水箱给水方式这种方式是将整个建筑用水量全部由底层水泵送至屋顶水箱，然后再分别送至各分区水箱，分区水箱只起减压作用。优点：水泵台数及类型少，所需泵房面积小，投资少，设备集中，便于集中管理。缺点：建筑内全部用水均需水泵提升至屋顶水箱，使水泵输送量大，工作时间长，转运经费高，屋顶水箱容积大，加大建筑荷载，提升了对建筑结构设计和抗震要求，供水可靠性差。减压阀给水方式该方式工作原理与减压水箱给水方式相同，只是分区给水系统用减压阀代替减压水箱。优点：减压阀不占用楼层面积，可使建筑面积得到更好的利用。缺点：水泵运行动力费用高，同时减压阀的质量需要得到很好的保证。由于采用水箱供水安全可靠性要好于单用水泵供水，也比气压罐的调节容积大，故采用高位水箱给水方式。此住宅楼只有二层上一个设备层，除商场外各层高均为3米，且住宅的防噪声要求较高，所以不用水箱串联和水箱间减压给水方式。建筑的日用水量并不大，用多泵并联给水方式，会增加泵的数量和泵房的建筑面积，也增加了动力费用和管材的耗用量。综合考虑分析以上几种供水方式，选择减压阀给水方式比较合适。.排水系统设计高层建筑的排水系统组成应满足以下三个要求：系统能迅速通畅地将污废水排到室外。排水管道系统气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内环境卫生管线布置合理，简短顺直，工程造价低。室内污水采用合流制排放。排水立管采用特殊配件单立管系统，这种系统是有一根排水立管和两种特殊连接配件组成的单立管排水系统。组成中的一种配件是在立管与支管连接的节点处装置特制配件，成为上部特制配件。另一种配件是立管底部转弯处的弯头特制配件，称为下部特制配件。这种系统具有良好的排水性能和通气性能，适用于各类高层建筑。住宅排水立管在设备层汇合后沿墙柱排出室外，商场污水单独排出。泵房内设污水坑，安装潜水泵，由水坑内水位自动控制水泵的运行。•消防给水系统设计⑴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O.IMPa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。⑵室内消防给水系统本工程的消防对象为住宅，商场，按照我国《建筑设计防火规范》，超过6层的塔式住宅，通廊式建筑，底层设用商业网点的单元式住宅和超过 7层以上的单元式住宅都应设置室内消火栓。我国《高层建筑设计防火规范》规定，高层建筑中二类建筑中的商业营业厅，展览厅等公共活动用房均应设置自动喷水灭火系统。故本建筑室内每层都设消火栓灭火系统，商场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。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。本工程使用准高压消防给水系统，这也是在高层建筑中广泛采用的消防给水系统。消防系统不分区，与生活给水系统独立设置。将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。根据规定：一类建筑的商业楼，展览馆，综合楼和消防高度超过 100米的其他高层建筑内，均应增设消防卷盘，即自救式小口径消火栓设备。其栓口直径为32mm,配带的小口径开关水枪喷嘴口径为8mm，橡胶水龙带内径19mm，长度30m。橡胶卷绕在可旋转的转盘上，与普通消火栓设在组合式消防箱内。该设备操作方便，便于非专职消防人员在火灾初期及时救火。以防火势蔓延，提高救火成功率。因消防卷盘只在火灾初期时使用，因此只要求室内地面任何部位有一股水流能够到达，而不要求到达室内任何部位，其安装高度应便于取用，其用水量可不计入消防用水量。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，控火效率高的特点，也适用于常温环境下的建筑物。⑶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：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：（a）室内消防水泵发生故障时，消防车从室外消火栓取水，通过它将水送至室内消防给水管网；（b）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； （c）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，在该工程中选择地上式。设置在建筑物的两个侧面和正面，共四个第二章设计计算书1•生活给水系统的计算该建筑用独立的生活给水系统，建筑内采用分区供水的方式。生活给水系统分成高低两个供水区域。地下室至一，二层为低区，由室外给水管网直接供水，管网布置成下行上给式；3~18层为高区布置成上行下给式，由高位水箱和水泵联合供水。由于市政给水管网不允许生活水泵直接抽水， 在地下室内设贮水池，泵房设在地下室。屋顶水箱设水位继电器自动起闭水泵。 为使消防水箱中的水常处于流动更新状态以保证水质，采用生活和消防合用水箱，同时也要采取措施使消防用水不被动用，因此生活给水使用顶端开口的虹吸管从水箱底部吸水。 贮水池也是用生活消防合用水池，在池中设置溢流墙，以保证消防贮水不被动用。⑴用水量计算查阅《新编建筑给水排水工程师手册》住宅中二类建筑的用水定额在130L/p•d~220L/p•d之间，在本设计中取用最高标准220L/p•d。时变化系数Kh=2.5，用水时间T=24h。每户人口定为3人，用水人数为3*4*16=192人高区最高日用水量Qd=192*220/1000=42.24m3/d高区最高日最高时用水量Qh=Kh*Qd/T=2.5*42.24/24=4.4m3/h低区用水全部由市政给水管网直接供给，对高位水箱容积的计算无贡献。⑵设计秒流量公式的确定采用qg=0.2*一NgkNg查表住宅：=1.02，k=0.0045;商场〉=1.5，k=0;⑶屋顶水箱容积计算该建筑屋顶设两个体积相等的水箱，采用生活，消防合用，为了使水箱中的水经常保持流动更新，又要保证消防用水不被动用，生活出水管采用虹吸管钻孔措施，示意图如下：

小孔（巾5-10小孔（巾5-10）水箱的进水出水管分设在两侧也是为了避免水流短路。 消防出水管口距水箱底》50mm,以防止沉淀物进入配水管网，出水管上用阻力较小的旋启式止回阀，止回阀标高应低于最低水位不少于1m,以保证止回阀开启所需的压力。采用水箱水位与水泵连锁，在水箱侧壁安装浮球式液位指示器，可以根据水箱水位自动控制水泵的开闭。消火栓给水系统：市内消火栓用水量20L/S,是外为15L/s。自动喷洒系统：喷水量为20L/s。室内消防总用水量为40L/s。水箱的消防贮水量Vx=60*qvx*Tx=60*40*10/1000=24m

Kb——水泵1h内最大启动次数，一般选用4~8次/h;生活贮水量的计算公式为:Cqb4心生活贮水量的计算公式为:Cqb4心式中 Vsqb水箱的有效容积，m3;水泵出水量,m3/h；C——安全系数，可在1.5~2.0内采用。选qb=1.2*Qh=l.2*4.4m3/h=5.28m3/h取C为2.0,心为4,二 VS=2*5.28/4*4=0.66m3,取为1.0m33••• 高位水箱的容积为V=Vx+Vs=24+1.0=25m选用3.2m*3.2m*2.7m=27.6m3（包括0.2m超高）的水箱。⑷地下贮水池容积计算贮水池为生活和消防合用水池，应考虑消防用水不被动用的措施。在这里采用在水池中设置溢留墙的形式。水池的进水口不能被淹没，进出水管布置在水池壁的不同侧面，以避免水流短路。方法见下图：其有效容积为生活调节容积，消防贮水容积和安全用水容积之和。生活调节容积取最大日用水量的25%，安全容积取最大日用水量的10%。就有，V=Vs+Vx+Vb生活贮水量 Vs=25%*Qd=0.25X42.24X2=21.12m3消防贮水量为消火栓2小时，自动喷洒1小时，Vx=60*20*120/1000+60*20*60/1000=144+72=216m33V=Vs+Vx+Vb=21.12+216+8.448=245.58m选用10m*8m*3.2m=256m3（包括0.25m超高）的贮水池⑸管道水力计算①低区生活给水系统计算1~2层计算简图以及水力计算表分别如下：3'4' 15'16'19'2'1'r3'4' 15'16'19'2'1'r18'17'1低区PVC给水管水力计算表管段编号卫生器具的当量及数量当量总数Ng设计秒流量(L/s)管径DN(mm)流速V(m⑸单位管长水损(kPa/m)管长(m)沿程水头损失(kPa)洗手盆Ng=1.0污水盆Ng=1.0大便器Ng=6.0小便槽Ng=0.25(每m)1'~2'11.00.200250.580.260.830.2162'~3'11.81.450.290250.840.502.671.3353'~4'111.82.450.470320.810.342.530.8605'6'16.01.200500.840.210.930.1956'~212.01.200500.840.210.930.1957'8'318.01.273500.890.230.930.2148'9'424.01.470501.030.300.930.2799'4'530.01.643501.150.370.430.1594'15'1151.832.451.709501.200.390.340.13310'11'16.01.200500.840.210.930.19511'12'212.01.200500.840.210.930.19512'~13'318.01.273500.890.230.930.21413'~14'424.01.470501.030.300.930.27914'15'530.01.643501.150.370.430.15915'~1'11101.862.452.371631.050.231.730.39817'~1'11.00.200250.580.260.820.21318'19'22.00.400320.690.262.670.69419'16'213.00.520320.890.410.810.33216'20'32101.865.452.427631.080.24153.600刀hy=9.866kPa低区室内给水所需压力按下列公式计算:H=Hl+H2+H3Hi=0.8—(—2.0)=2.8mH2O=28kPaH2=1.3Ehy=1.3X9.866=12.83kPaH3=20kPaH=28+12.83+20=60.83kPa市政管网供水压力为200kPa>60.83kPa可以满足低区的供水要求。(注：为了简化计算，这里没有把水流流经水表的水头损失计算在内，从计算结果也可以看出，即使加上水表的水损，市政管网提供的水压也能满足要求。 )②高区生活给水系统计算由计算简图可知供水最不利点为JL4立管上的F18层，如下图支管上第1配水点。计算管段为1~27~30

高区PVC给水管水力计算表(支管)管段编号卫生器具的当量及数量当量总数Ng设计秒流量(L/s)管径DN(mm)流速V(m/s)单位管长水损(kPa/m)管长(m)沿程水头损失(kPa)洗脸盆Ng=1.0沐浴Ng=1.5坐便器Ng=0.5厨洗盆Ng=1.01~211.00.200200.990.952.0251.9242~3112.50.334250.960.642.5031.6023~101113.00.367251.060.768.4476.4204~1011.00.200200.990.953.9733.77410~1111114.00.426320.730.297.6722.2255~611.00.200200.990.952.0251.9246~7112.50.334250.960.642.5031.6027~91113.00.367251.060.767.4835.6878~911.00.200200.990.954.9364.6899~1111114.00.426320.730.295.9301.72011~2722228.00.613321.050.553.0601.683每单元每层支管损失为 33.249kPa高区PVC给水管水力计算表(干管)管段编号卫生器具的当量及数量当量总数Ng设计秒流量(L/s)管径DN(mm)流速V(m/s)单位管长水损(kPa/m)管长(m)沿程水头损失(kPa)洗脸盆Ng=1.0沐浴Ng=1.5坐便器Ng=0.5厨洗盆Ng=1.012~13222280.613321.050.5531.6513~144444160.888400.980.3631.0814~156666241.107401.220.5431.6215~168888321.298401.430.7132.1316~1710101010401.470501.030.3030.9017~1812121212481.629501.140.3631.0818~1914141414561.779501.250.4231.2619~2016161616641.920501.350.4831.4420~2118181818722.055501.440.5431.6221~2220202020802.185630.970.2030.6022~2322222222882.310631.020.2230.6623~2424242424962.431631.080.2430.7224~25262626261042.548631.130.2730.8125~26282828281122.663631.180.2930.8726~27303030301202.775631.230.3130.9327~28323232321282.884750.900.143.020.4228~29323232321282.884750.900.1419.562.7429~30646464642564.416751.380.317.362.283层至水箱的总水头损失为 22.81kPa校核水箱安装高度水箱最低液位至最不利配水点的位置高差为Hz=65.05—(56.40+0.8)=7.85mH2O=78.5kPa若Hz>H2+H3+H4则水箱安装咼度满足要求。由计算表知18层最不利配水点到水箱的沿程水头损失为刀h=33.249+0.42+2.74+2.28=38.69kPa故水箱到最不利点的沿程和局部水头损失之和为H2=1.3*刀h=1.3*38.69=50.3kPaH3为进户水表的水头损失，设计计算如下：按设计秒流量不大于水表的最大流量确定水表口径，分户水表安装在 9~11和10~11管段上。3Q9〜11=0.426L/s=1.534m/h,查表选用表选用LXS-20C旋翼湿式水表，其公称流量为2.5m3/h,最大流量为5m3/h,故分户水表的水头损失为2H3=Q9~11/Kb22=Q9~112/qmax2*100=2.3532/25*100=9.413kPaH4为最不利点的流出水头，H4=15kPaH2+H3+H4=50.3+9.413+15=74.71kPa<HZ=78.5kPa,故水箱安装高度满足要求。水泵的选择水池和泵房设于地下室内，水泵直接将水抽到顶层水箱内。水泵出水量按最大时用水量的1.1倍来确定。即3Qb=1.1*4.4=4.84m/h查给水钢管水利计算表得：当水泵出水量为4.84m3/h(1.34L/S)时，水泵的几个水力参数如下表：管径(mm)流速(m/s)i(kPa/m)管长(m)水头损失(kPa)吸水管DN=50mm0.630.223.000.66压水管DN=40mm1.070.8182.566.83计算水泵扬程：Hb>Hi+H2+HhHi 贮水池最高水位至水箱进水口所需的静压力 kPa。Hi=65.20—(-2.05)=67.25m=672.5kPaH2 水泵吸水管和出水管至水箱进水口的总水头损失，其中给水管网局部水头损失为沿程水头损失的30%，故H2=1.3*(0.66+66.83)=1.3*67.49=87.74kPaHh 水箱进水口的流出水头，取为20kPa•••水泵的扬程为：Hb=H1+H2+Hh=672.5+87.74+20=780.24kPa=78mH0水泵的出水量为4.84m3/h据此选得型号为40MSX8-4.0的多级离心泵2台，1用1备MS泵型是引进日本先进技术制造的双蜗壳单吸多级分段式离心泵，供输送

清水及物理、化学性质类似于水的液体，液体最高温度不得超过 80C；MS型泵适用于农田灌溉、工厂及城镇给水；特别适用于城镇高层建筑及高级宾馆给水。该泵的性能和安装尺寸见下表所示：MS型多级离心泵性能型号流量Q(m3/h)扬程H(m)转速n(r/min)电机功率(KW)必须气蚀余量(m)40MSX8-4.05.478.414504.03.0MS型多级离心泵外形及安装尺寸该泵底座直径为320mm,进水口成水平方向，出水口垂直向上。吸水管距底座高H1=225mm,压水管出口距底座高H2=400mm。水泵基础定为边长350mm的正方形，基础深度H=30d=540mm。C.高区底层给水支管的减压根据我国《高层给水排水设计规范》 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，医院易为300~500kpa。按使最低点静压力400kPa=40mH20计算，65.05—40=25.05mH20，故从7层以下（包括第7层）的给水支管在水表节点前需设置减压阀。2.消火栓给水系统的计算1〜2层的商场消火栓立管挨柱子设置，消防卷盘与消火栓合用消火栓箱.3~18层住宅管道井中各设一根消防立管。消火栓系统管网压力远大于生活管网，故室内消火栓系统为独立系统，使用承压力高的不锈钢管。该建筑采用水泵，水箱联合供水的准高压消防给水系统，火灾初期 10min的消防用水量贮存在高位水箱里，火灾延续 2h时间内的消防用水贮存在地下室水池内。由于本建筑只有二楼顶部一个设备层， 它的消火栓系统不分区，在下面5层消火栓出水口采用短管减压的方式。本建筑属于二类该层建筑，按照消防规范规定，二类建筑顶层消火栓处的静压力不应低于7m（试验消火栓除外），屋顶的水箱间设增压泵和气压罐，以保证高层最不利点消火栓的静压力达到70kPa。根据本建筑的性质，按规范消火栓每股水量 q=5L/s，故选择栓口直径为65mm的消火栓，水枪喷嘴直径d=19mm,衬胶水龙带长度Ld=25m。最小充实水柱长度Hm=12m。商场内消火栓采用单排布置，但要保证至少有2支消火栓的充实水柱能同时达到室内任何部位。查高层建筑设计手册，根据建筑物的类型和高度本建筑的消防用水量如下表：建筑名称消火栓系统普通住建筑高度(m)消防用水量(L/s)每根竖管最小流量(L/s)每支水枪最小流量(L/s)火灾延续时间(h)宅室内室外>5020151052⑴消火栓的保护半径应为：R=Ld+Ls=21.3+3=24.3mL 水带铺设长度Ld=25*0.85=21.3m (0.85为所取的水带展开时的弯曲折减系数)Ls 水枪充实长度倾斜45°时的水平投影距离，对一般建筑(层高为3~3.5m)由于两楼板间的限制，一般取其值为 3.0m。其单排布置间距为S—“R2—b2=24.32-122=21.13mb 消火栓的最大保护宽度根据商场的实际情况布置5个消火栓,最大间距满足要求。⑵保证水枪射流至少为5L/s时，消火栓口所需水压：Hxh=HqHdHkHzh 消火栓口的水压，mH20Hq 水枪喷嘴处的压力，mH20Hd 水带的水头损失,口出0Hk 消火栓栓口水头损失，按2mH20计算。

qxh=.BHq22Hqqxh515.85mB1.577qxh水枪的射流量，L/sB 水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，查下表HqHq水枪喷嘴处的压力，m水枪水流特性系数B水枪喷嘴直径（mm）13161922B0.3460.7931.5772.836Hf1-HfHfHq1Hq15.85HfHq1Hq15.8510.009715.85=13.74mHf垂直射流高度,m: 与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，其值查表系数值表df(mm)131619<P0.01650.01240.0097:Hf=：fHm■f 试验系数:f=1.19800.01Hm4

HmHm水枪的充实水柱长度，m解得此时水枪的充实水柱长度为Hm=11.4m>10m,满足要求。水带水头损失计算出=ALdq/=0.00172255qxh2—AzLqxh2—AzLdqxh2BAz 水带阻力系数，见下表水带材料水带直径(mm)506580麻织0.015010.004300.00150衬胶0.006770.001720.00075Hxh二HqHdHk=15.85+1.08+2.0=18.93mH20=189.3kPa根据规范，按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利竖管为XL1,出水水枪数为2支，相邻消防竖管为XL2,出水水枪数为2支。最不利出水点1处所需压力为：Hxh1=HqHdHk=15.85+1.08+2.0=18.93mH?0最不利出水点2处所需压力为：Hxh2=Hxh1Hh=18.93+3.0+0.0225=21.95mH20(厶H为1点和2点的消火栓间距，h为1~2管段的水头损失)2点的水枪射流量为：qxh2=BHq2Hxh2二Hq2Hd二-qxh2~ AzLd-qxh2xh2AzLd1.57721.95=5.69L/s0.0017225进行消火栓给水系统水力计算时,按枝状管网计算，配管水力计算成果如下:消火栓给水系统水力计算表计算管段设计秒流量(L/s)管长L(m)DN(mm)v(m/s)i(kpa/m)il(kpa)1~25.003.01000.580.0750.2252~310.69561001.230.30517.0803~410.6922.271001.230.3056.7924~521.3812.341002.471.22215.079刀hy=39.177kPa上表计算时，从理论上说XL2上的不利出水点1'2'的消火栓离消防水泵近，其出水量应比XL1号出水管上的消火栓稍大。但相差很少，为了简化计算工作，可采用与XL1消防立管相同的流量。由计算可知消火栓系统都使用100mm的给水钢管可以满足要求。⑶消防泵的选定管路总水头损失为 Hw=1.1X39.177=43.095kPa消火栓系统所需总压力为：Hx=Hi+Hxh+Hw=57.30X10-(—4.8)X10+18.93X10+43.095=853.40kPa消防水泵流量为Qx=21.38L/s据此选得型号为XBD10/15-DLX型消防泵3台，2用1备.该泵外形尺寸小，泵采用立式结构，占地面积小，使用单机叶轮，整机高度低，稳定性好。在较低矮的地下泵房照样可方便安装，从而提高了建筑面积的商业利用率，而且给泵的安装，调试，维护，检修带来极大的方便。该泵的流量扬程曲线平坦，流量变化较大时，扬程变化很小，不用变频调速可同样达到恒压效果，有效地解决了消防供水过程中的小流量超压问题， 确保消防系统安全运行。该泵的性能和安装尺寸见下表所示:XBD10/15-DLX型消防泵性能型号流量Q(L/s))扬程H(m)转速n(r/min)电机功率(kw)总重(Kg)XBD10/15-DLX5~15100290030385XBD10/15-DLX型消防泵外形及安装尺寸(mm)该泵底座边长B=500mm,吸水管与压水管成180，吸水管距底座高H1=130mm,压水管距底座高 H2=242mm,泵与电机总高为为 H=1207mm.底座螺栓d=23mm。配备电机型号为：Y200L1(T)，功率为30kw。水泵基础定为边长600mm的正方形，基础深度H=30d=70mm在屋顶设置一个试验消火栓，实验时只需一股水柱工作，流量减少，水泵扬程提高，完全能满足屋顶试验消火栓有10m水柱的要求，不再进行核算。⑷屋顶水箱安装高度的校核最不利点消火栓的静压力为：62.80—57.30=5.50m<7.0m按《高层民用建筑设计防火规范》规定水箱的设置高度应满足最不利点工作压力不低于0.05Mpa；建筑高度不超过100m,最不利点消火栓静水压不低于0.07Mpa的要求，本建筑消防给水系统需设增压设施。使用稳压泵增压的缺点在于启动频繁，用气压罐增压调节容积又很小，综合考虑两方面的因素，增压设施采用稳压泵和小型气压罐联合使用，将其设置在屋顶气压罐给水间里。消防给水系统稳压泵是系统平时维持压力的水泵， 对系统起着监护作用和使系统具有自动控制的功能。稳压泵的压力可根据系统压力而确定，稳压泵的压力可根据系统压力而确定，一般稳压泵的压力比主泵高 0.1Mpa—0.2Mpa，或者稳压泵压力为主泵的1.1倍一1.2倍。对于稳压泵的流量，我国《高规》第条增压设施应符合下列规定：对消火栓给水系统不应大于 5L/S;对自动喷水系统不应大于1L/S。稳压泵的运行有三个压力控制点，稳压上限点为稳压泵停止运行其数值相当于消防给水系统正常压力值；稳压下限点稳压泵启动，系统压力小于稳压上限点5mH20；主泵启动点，消防主要工作泵启动，其数值小于稳压下限点10~15mH20在该工程中稳压泵的流量按1.0L/s设计，这是因为系统的渗透量小，稳压泵的流量设计过大，将延迟消防主泵的启动，以至于不能启动。稳压泵的流量为::Q=1.0L/s；扬程为：18.93—(62.80—57.30)=13.43mH20所以选用GDR32—20型管道泵。流量为1.0L/s时，扬程21m，功率0.75kw。气压罐的容量理论上应为两只水枪和五个喷头 30s的用水量，但因为自动喷洒系统只在商场设置，水箱的静水压力就能满足。故气压罐的容量为两只水枪30s的用水量。即2X5X30=300L。⑸水泵接合器和室外消火栓的选定水泵接合器选定是作为应急备用，弥补消防水量不足，本建筑室内消防水量为20L/s,而一个100mm管径的水泵接合器的负荷流量为10~15L/s,所以选用100mm管径的地面式水泵接合器两个。其布置不宜设在一起，因此在建筑物的侧面和正面各设一个。按建筑外形，市政消火栓位置于建筑物对角斜线布置。本建筑室外消防用水量为15L/s,每个室外消火栓用水量为10L/s，故每个区设置两个地面式消火栓，有一个100mm和两个65mm的栓口。⑹消火栓的减压当消防水泵工作时，消火栓处的压力不能超过0.8Mpa,当消火栓处的压力超过0.5Mpa时就应该采取减压措施。当消防系统水泵由下向上供水时，消火栓减压阀的减压值应等于该消火栓距最高消火栓的垂直高度及该消火栓和最高消火栓间管道内的水头损失之和。

水泵工作时消火栓的动水压力和过剩压力消火栓编号12345678910动水压力(mH20)18.9321.9524.9527.9530.9533.9536.9539.9542.9545.95过剩压力(mH20)03.026.029.0212.0215.0218.0221.0224.0227.02消火栓编号1112131415161718动水压力(mH20)48.9551.9554.9557.9560.9563.9566.9569.95过剩压力(mH20)30.0233.0236.0239.0242.0245.0248.0251.02由计算表格可知，14号消火栓：18.93+39=57.93V57.95,所以从14号消火栓开始需设减压阀，即5层以下(包括五层)各楼层消火栓出口处需设短管减压阀。自动喷洒给水系统的计算我国《高层建筑设计防火规范》规定，高层建筑二类建筑中的商业营业厅，展览厅等公共活动用房均应设置自动喷水灭火系统。故需在一二楼的商场加设自动喷洒灭火系统。 采用标准型玻璃球喷头，喷头安装成下垂型，使用湿式报警阀。⑴基本设计参数按照建筑危险等级分类，本建筑属于中危险级，基本数据见表所示:建筑物危险等级自动喷洒系统标准喷头喷水强度和布置间距中危险级消用水量(L/s)火灾延防续时间(h)设计喷水强度(L/min?m2)作用面积(m2)喷头工作压力(pa)喷头计算喷水半径(m)喷头最大间距(m)喷头与墙最大间距(m)每只喷头最大保护面积(m2)2016.02009.8*1042.553.61.812.5⑵喷头的布置间距喷头的布置间距要求在所保护的区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量。喷头的布置形成应根据天花板、吊顶的装修要求布置成不同的形式。根据上表要求，结合建筑内的结构，把喷头布置成正方形，并且采用两种布置间距。一种正方形的边长为3.4m，另一种边长为3.6m。⑶设计计算根据建筑物内部结构，如果采用作用面积法来作水力计算，面积不好划分，所以在这里采用特性系数法计算。特性系数法是从系统设计最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直至某管段累计流量达到设计流量为止。此后的管段中流量不再累计，仅计算沿程水头损失。喷头的出流量和管段水头损失应按下式计算：

q二K.Hh=10ALQ2式中q——喷头处节点流量，L/s；H——喷头处水压，kPa；K——喷头流量系数，玻璃球喷头 K=0.133或水压H用mH20时K=0.42;h——计算管段沿程水头损失，kPa；L 计算管段长度，m；Q——管段中流量，L/s；A——比阻值，S2「L2；设计最不利点喷头以及端点喷头处工作压力均为 100kPa，每个端点喷头的喷水量为：q=K・..H-0.133..100>1.33L/s(80L/min)，选定管网中的最不利计算管路如下图所示，其计算面积为180m2oDN32mm4 9DN50mmDN32mmDN80mm♦DN32mm1520DN32mm4 9DN50mmDN32mmDN80mm♦DN32mm1520DN80mm12119DN32mmDNIOOmm21181722DN100mm23DN100mm

—2425DN150mm水力计算成果如下:最不利管路(节点1—25)水力计算表管段编号喷头处水压(kPa)喷头出流量(L/s)管段流量(L/s)管径(mm)流速(m/s)比阻值管长(m)水损(kPa)1—21001.331.33252.510.43670002.4719.0802—5119.081.452.78322.930.09386002.8420.6213—41001.331.33252.510.43670003.4026.2644—5126.261.492.82322.970.09386000.564.1935—10无出流量5.61502.640.01108003.4011.8396—71001.331.33252.510.43670002.4719.0807—10119.081.452.78322.930.09386002.8420.6218—91001.331.33252.510.43670003.4026.2649—10126.261.492.82322.970.09386000.564.19310—13无出流量11.21802.260.00116802.153.15711—121001.331.33252.510.43670002.4719.08012—13119.081.452.78322.930.09386002.8420.62113—16无出流量13.99802.820.00116801.252.85914—151001.331.33252.510.43670003.4026.26415—16126.261.492.82322.970.09386000.564.19316—21无出流量16.82803.390.00116803.4011.23217—181001.331.33252.510.43670002.4719.08018—21119.081.452.78322.930.09386002.8420.62119—201001.331.33252.510.43670003.4026.26420—21126.261.492.82322.970.09386000.564.19321—2222.421002.590.00026743.404.57122—2322.421002.590.00026743.404.57123—24无出流量22.421002.590.00026741.101.47924—2522.421002.590.00026745.897.919沿程水头损失为'h=328.261kPa

系统的理论秒流量为：Ql=^^°-^=18L/s60从以上的水力计算结果可以看出，当计算到节点21时累计流量为22.42L/S,为Ql的1.25倍，显然在(1.15~1.30)Ql范围之列，故能够满足设计要求。作用面积内的平均喷水强度为:qp22.42qp22.4260180=7.47L/min*m此值大于规定要求的6L/min*m2，符合要求。最不利点喷头的工作压力ho=1OOkpa=10mH20管段沿程水头损失'Fy=328.261kPa=32.83mH20管段局部水头损失以沿程水头损失的20%计，故总水头损失为hi=1公hy=1.232.83=39.4mH20报警阀水头损失h2=0.38mH20最不利点喷头与最低水位之间高差的静水压hz=9.30-(-4.85)=14.15mH20要求水泵扬程h=h0+hi+h2+hz=10+39.4+0.38+14.15=63.93mH^0⑷选泵据此选得型号为XBD8.0/20-85-40-2型消防泵2台，互为备用。该泵外形尺寸小，泵采用立式结构，占地面积小，使用单机叶轮，整机高度低，稳定性好。在教低矮的地下泵房照样可方便安装，从而搞了建筑面积的商业利用率，而且给泵的安装，调试，维护，检修带来极大的方便。流量扬程曲线平坦，流量变化较大时，扬程变化很小，不用变频调速可同样达到恒压效果，有效地解决了消防供水过程中的小流量超压问题，确保消防系统安全运行。该泵的性能和安装尺寸见下表所示:

XBD8.0/20-85-40-2型消防泵性能型号流量Q(L/s))扬程H(m)转速n(r/min)电机功率(kw)总重(Kg)XBD8.0/20-85-40-215~2571~95290030348XBD8.0/20-85-40-2型消防泵外形及安装尺寸(mm)型号尺寸B1B2B1+B2D1D2XBD8.0/20-85-40-2104966017094003104•排水系统设计计算该建筑的排水系统东西两边完全对称， 为简化计算，只对东边两个单元的排水系统进行设计计算。建筑室内废水，污水采用合流制排放。每户的厨房卫生间各有1根立管，既保证了厨房的卫生，又避免了排水管线过长和需要穿墙而过带来的经济费用增长和工程量的增加。整个建筑一共有16根排水立管，每根立管都设伸顶通气管，且高出屋顶1m。3~18层的生活污废水排水立管在2楼上的设备层汇总为6根，沿墙排入地下室顶部，然后6根汇总立管再排到室外污水管网的检查井中。为了降低立管底部由于水流转向引起的气压波动，保护 3层水圭寸不被破坏，在立管底部设跑气装置。1~2层公用卫生间的4根污水管也需在地下室上部汇总为2根后再排出室外。因为每根排出管穿过地下室时都需要做防水处理会增加工程量。地下层的污水汇集到地下污水坑，经污水泵加压提升后排出。设计秒流量的计算公式米用：qu=0.12：.Npqmax住宅排水系统查表卫生间采用〉=2.3，qmax=2L/s；厨房 采用〉=2.3，qmax=0.33L/s；一楼营业厅公共卫生间排水系统查表采用：=1.5，qmax=1.5L/s；标准层卫生间排水系统计算简图如下：

⑴横管水力计算各层卫生间横支管计算表管段编号卫生器具的当量及数量排水当量总数