《A小区高层建筑给水排水工程设计》14000字

第2章设计说明书2.1生活给水系统说明2.1.1给水方案的确定查阅《建筑给排水设计标准》可知本建筑分区应满足：各区最低配水点处的静水压力不宜大于45mH2O，特殊情况下不宜大于压力大于35mH2O各区最不利点的水压，须满足用水要求。本建筑为普通住宅楼，地下1层，地上18层，共19层，其中地下1层为设备用房及停车库；地上1~18层为住宅区域；顶层为机房层。因为设计之初地库无生活用水需求，故将该住宅楼的给水系统竖向分三个供水区，地上1~4层为市政直供区，利用市政压力直供；5～11层为加压供水低区，12-18层为加压供水高区。管网采用下行上给式。下面进行经济技术比较，选择合适的供水方式。图示并联水泵供水方式减压阀供水方式供水方式1-4层由市政管网供水，5层及以上分区供水，各区均设无负压供水设备进行叠压供水。仅在顶层放置水箱，水泵一并加压，低区使用减压阀供水。优特点优点1.负荷小，水质好，节能；2.不污染管网；3.运维方便。1.可靠性较高；2.可不设水箱；3.避免二次污染。缺点1.高区泵扬程较大，总压水线长；2.输水管的材质及接口要求比较高造价较高，维修较复杂。1.增加结构负荷，水质较差；2.减压阀须有冗余，出现故障时，应有警告措施；3.能量比较浪费。表SEQ表\*ARABIC1给水方案比较表综上所述，两种方案均适用，均可满足本设计的需求。经过技术与经济成本权衡，本设计采用方案一并联水泵的给水方式。方案一变频调速泵并联的优点：低层直接利用市政管网直接供水，；高区则利用无负压设备加压供水，它高效节能、体积小、配置灵活并且自动化程度高、运行合理。2.1.2系统组成本建筑给水系统由引入管、接户管、水表节点、入户管、管道系统、给水附件和无负压供水设备等部分构成。2.1.3管道布置与安装图SEQ图\*ARABIC1下行上给原理图本设计采用如图所示的方式给水。管道具体布置与建筑的结构、用途等方面有关。布置时需满足：所有管道应暗装布置，材质选用PP-R，选用承插式接口以保证安全，连接处采用弹性密封圈；立管壁与建筑结构之间净距不应小于20mm，距墙面不应小于150mm，距离梁、柱以及其它的设备宜为50mm；预埋套管高出楼板的高度应处于15~20mm之间；横支管上设阀门时，若管径大于50mm应选用闸阀，若小于50mm则采用截止阀；引入管穿过地下室时应在外墙设置套管；仅在室外入户管设置水表以便计算楼座用水量；横管坡度设为3‰，同时坡向的泄水装置，以防堵塞；，贮水池采用钢筋混凝土，且需在其上端设置人孔，并在泵房内设置集水坑和压力排水设备；自喷泵宜设减震基础，所有水泵出水管应设缓闭止回阀，且进出水管应附橡胶接头；管道周围须留有部分空间，以便安装和维修，具体管道与建筑结构的最小净距见表2；表SEQ表\*ARABIC2给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距表

管道名称管径明管留孔尺寸（长（高）×宽）暗管墙槽尺寸（宽×深）立管≦25100×100130×13032～50150×150150×13070～100200×200200×2002根立管≦32150×100200×130横支管≦25100×10060×6032～40150×130150×100入户管≦100300×200给水管道穿过地下室外墙或构筑物墙壁时，应采用防水套管。穿过承重墙或基础，应预留洞口并留足沉降量。管道预留空洞和墙槽的尺寸见下表。NOTEREF_Ref26546\f\h1表SEQ表\*ARABIC3管道预留空洞和墙槽尺寸表表SEQ表\*ARABIC3管道预留空洞和墙槽尺寸表2.1.4管材、附件及水表管材管材材质为PP-R。附件经查阅，给水管道阀门应设置在下述部位：市政引入管段上；支管及接户管的起端；入户管、水表前和各立管；接入住户的配水管起端；存在三个及以上配水点的配水支管；其他按照安装要求应设置阀门的设备如水池、水箱、泵房等。根据规范，给水管道的阀门选择应遵从下述原则：需要经常调节流量和水压时，应选用调节阀或者截止阀；对水头损失要求严格的部位，宜采用闸板阀；空间狭窄的部位，宜采用蝶阀或球阀；存在双向水流的管段不得采用截止阀；大口径的水泵出水管应选用多功能阀。另外，管径DN≤50mm时，宜采用闸阀或球阀；管径DN>50mm时，宜采用闸阀或蝶阀；双向流动或频繁启闭的管段上，宜采用闸阀或蝶阀，无需频繁启闭但对开关速度有要求阀门，应选用快开阀。[[][]文献公安部.公安部.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003[M].北京：中国计划出版GB50015-2003[M].北京：中国计划出版第3.4.6条根据文献，给水管道需设置止回阀的部位如下：引入管；热水器和用水设施的进水管；水泵出水管；储水设备的出水管。给水管段止回阀的布置应满足：开启压力小于管网或水箱最小压力。在重力作用下可以自行关闭。止回阀禁止安装在自上而下的立管上。[[][]公安部.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003[M].北京：中国计划出版第3.4.7条据资料，给水加压系统，须根据水泵参数、管道布置及环境噪声要求等设置水锤消除器。[[][]文献公安部.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003[M].北京：中国计划出版第3.4.20条环境噪音要求严格的地方，管道应采用隔振支架；配水支管与用水器具之间宜采用软管连接。[[]公安部.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003[M].北京：中国计划出版第3.4.21条[]公安部.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003[M].北京：中国计划出版第3.4.21条2.2排水系统说明2.2.1系统分类和组成该系统将生活用污水和落到屋面雨水及冷凝水排至室外。系统分为污废水系统和雨水系统两大类。2.2.2系统选择选择排水系统时主要的参考因素如下：污废水的性质轻微污染且无有机物的生产废水可排入雨水系统。污废水污染程度为减轻污水处理系统的负荷，即使污染物种类相同，但浓度不同的两种污水也应该分流排除。2.2.3各个系统的排水类型具体方案如下：厕所：选用特殊单立管排水系统。厨房：采用普通单立管排水系统。阳台：采用普通单立管排水系统。本建筑首层单独排放，并就近排至户外。2.2.4卫生器具的布置与敷设在卫生器具的布置中，需要兼顾合理路由、器具规格及后期维护的便利。地漏应设置在容易溢水的器具附近。2.2.5管道的布置与敷设管道布置须优先保证系统的性能，再兼顾经济、施工、管理、美观等方面。2.2.6排水方案的确定本设计中，卫生间采用污废水合流制，其他废水均分流独立排出，部分干净废水排入雨水口，既降低了施工难度及经济成本，又最大限度减少了污废水流量以降低污水处理的难度。雨水则采用内排系统，排入市政雨水干管。2.2.7设计秒流量的设计计算本设计排水设计秒流量按下式计算： （2-1）式中NP——计算管段排水qmax——QUOTE——系数，见表4。表SEQ表\*ARABIC3不同用途建筑物的α值2.2.8排水设计要点由<<给排水快速设计手册>>,各卫生器具排水流量,当量,排水管径和最小坡度见表5表SEQ表\*ARABIC4卫生器具排水流量,当量,排水管径和最小坡度注：管材采用PVC-U塑料管，标准坡度均为通用坡度。[[][]《给水排水工程快速设计手册3建筑给水排水工程》刘文镔主编中国建筑工业出版社1998年第一版排水横管最大设计充满度见表6表SEQ表\*ARABIC5排水横管最大设计充满度排水管道在设计充满度下的最小允许流速见表7表SEQ表\*ARABIC6排水管道在设计充满度下的最小允许流速2.3消火栓给水系统说明2.3.1消火栓给水系统及布置建筑消火栓给水系统被用于将市政给水系统提供的水量，加压送到建筑物内的灭火设备如消火栓、喷头等从而扑灭火灾，是最基础的灭火设施。2.3.2系统的组成和供水方式系统的组成建筑消火栓给水系统通常包括：消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器等。系统的供水方式由市政管网直接供水仅可在消防系统水量水压需求随时小于市政管网时采用。设水箱的给水方式据规范，高层民用建筑须设水箱。设水泵、水箱的给水方式应用在市政管网无法满足消火栓系统要求的水压和水量，火灾发生时先由水箱供水灭火的建筑。2.3.3系统的布置水枪充实水柱长度消火栓的水枪灭火需要一定长度的密实水柱才能有效地灭火。栓口距地高度为1.1米，宜向下或与墙面垂直。建筑内应选用统一规格的设备，每个消火栓处应设报警装置。消火栓应设疏散通道及便于接触的地方。消防电梯前室须设消火栓。建筑顶层应设试验消火栓，以利检查和维护。在冰冻地区，屋顶相关设备还需采取防冻技术措施。[[][]《建筑设计防火规范》GB50016-2014中国计划出版社2014管道的布置消防用水量大于15L/s时，或消火栓大于10个时，应采用环状网，且应设两条进水管。超过六层的塔式和通廊式住宅，其消防立管QUOTE多于2条时，应纵向成环。水泵接合器应设在消防车易于到达的地点，还应设置的室外消火栓取水口。2.3.4给水原则本建筑高度为52.4m，而现阶段消防车的最大工作高度仅有24m，因此，本建筑高层部分若发生火灾时无法依赖外部救援。故本建筑的消防设计原则应为“自救”和“外救”同时作用。2.3.5消火栓设计方案本建筑属于二类高层住宅，且市政供水不能保证消火栓系统压力，故采用水池-水泵-水箱联合供水；屋顶消防水箱间设有稳压增压设备，以满足最不利点消防压力要求；系统敷设水泵接合器。2.3.6消防管道管材及管径消火栓给水管采用热镀锌钢管。连接方式：DN≤80mm时,采用螺纹连接；DN﹥80mm时,采用沟槽式卡箍连接。2.3.7消火栓的选择及布置消火栓口径为65mm，水枪喷嘴口径19mm，水龙带为内衬胶水带，直径65mm，长度25m。消火栓应布置在便于发现和取用的位置。在消火栓箱内均设报警按钮以远程启动消防泵。压力大于50mH2本建筑高度为52.4米且每单元设置一部疏散楼梯的住宅，故可采用一支水枪的一股充实水柱到达室内任何部位。2.4自喷系统说明2.4.1系统的选择自喷系统通常包含：加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等。另据喷头开闭形式和管网是否充水分为下列几种形式：湿式系统喷头常闭，管网保持高压，起火时喷头自动开启从而出水灭火。干式系统该系统是为了满足温度过高或过低的场所的自喷淋需要，由湿式系统演变而来。其管路平时只处于充气状态。预作用喷水灭火系统喷头常闭，管网平时不充水，火灾报警后，系统自动控制阀门排气、充水，则干式变为湿式系统。雨淋系统为喷头常开，管网不充水，火灾报警后，系统自动开启阀门，此时所有喷头均出水。水幕系统该系统喷头成直线分布，火灾发生后主要起阻火、冷却、隔离作用。综上所述，设计火灾危险等级为中危二级，采用湿式自动喷水灭火系统，因建筑地处北方，故设置管道保温措施以保证冬季温度高于4°C。除人防分区外设置四个防火分区，具体布置详地库平面图。2.4.2系统方案确定经查阅规范，地下车库自喷系统采用湿式系统，危险等级采用中危险II级；地库设置消防水池，喷淋水泵向喷淋系统供水。屋顶设消防水箱，室外设消防水泵接合器。管材及管径自动喷洒给水管选择热镀锌钢管。连接方式如下：管径≤80mm时，采用螺纹连接；管径＞80mm时，采用沟槽式卡箍连接。立管均采用DN100mm的管道。自动喷洒的布置要点喷头动作温度68摄氏度。喷头距离建筑结构不得大于1.80米。喷头间的间距不得大于3.4米。各防火分区末端均须设置试水装置，废水就近排入集水坑。吊架和支管的布置原则上不允许妨碍喷头出水。吊架离喷头的最小距离为0.3米，距最末端喷头不得大于0.7米。湿式报警阀距离地库地面应为1.2米，警铃不应距离报警阀太远，其水平距离须小于等于15米，垂直距离须小于等于2米。喷淋立管顶端应设自动排气阀，其管径宜为DN20。一个湿式报警阀后接的喷淋头数量不允许超过800个。第三章设计计算书3.1建筑生活给水系统计算3.1.1生活给水设计标准、参数的确定及用水量计算生活用水主要是卫生间用水，用水量标准与时变化系数根据建筑设计资料和卫生设备种类确定。生活用水量可根据任务书给定的用水定额、小时变化系数和用水人数等，具体计算如下：建筑住宅用水定额及用水量计算最高日用水量QUOTE （3-1）式中：QUOTE——用水人数；QUOTE——每人每天用水定额QUOTE，取250（L/人∙d）。则最高日用水量QUOTE。最大小时生活用水量QUOTE （3-2）式中：QUOTE——最高日生活用水量，见上式63m3/d；QUOTE——每日使用时间，取24h/d；QUOTE——时变系数，据设计资料为2.5。则QUOTE。3.1.2设计秒流量住宅生活给水管道设计秒流量公式如下：QUOTE(3-3)式中：QUOTE———卫生器具同时出水概率，%；QUOTE———器具给水当量总数；建筑物中卫生器具的同时出流的概率与其给水当量数跟平均出流概率QUOTE有关[2]。我们通常使用的同时出流概率计算公式如下：QUOTE(3-4)式中：QUOTE———对于不同器具平均出流概率QUOTE的系数卫生器具的给水当量平均出流而计算管段最大用水时概率计算公式为：QUOTE(3-5)式中：由此式得出的结果QUOTE查阅规范GB50015-2003中QUOTE~QUOTE值对应表，可以得出QUOTE。另外查阅《建筑给水排水设计规范》的附录D可得到QUOTE的对应值。设计秒流量公式为：QUOTE＝0.2QUOTE(3-6)式中：根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）第3.6.9条，不同管径的给水管道对水流速度有对应的范围要求。下表为生活给水管道的水流速度范围。表SEQ表\*ARABIC7生活给水管道的水流速度根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）第3.1.14条的要求，不同卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力均有不同。下表为本工程需要用到的各个卫生器具的相应参数[17]。表SEQ表\*ARABIC8卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力

3.1.3低区（1~4层）给水管网水力计算根据低区水力计算用图图2·，1~4层管网水力计算成果见表10。图SEQ图\*ARABIC2低区1~4层给水管网水力计算用图

计算管段编号当量总数同时出流概率U(%)设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速V（m/s）比阻i（kPa)管长（m）沿程损失（kPa）0-10.50100.000.2020.000.630.3031.470.4451-21.2590.720.2320.000.730.3931.190.4682-32.0072.700.2920.000.920.6038.164.9203-42.1570.260.3020.000.950.6421.490.9574-53.1558.650.3725.000.750.3197.842.5015-66.3042.380.5325.001.100.6422.901.8626-712.6028.480.7232.000.870.3092.900.8967-818.9023.100.8732.001.060.4392.901.2738-925.2019.921.0040.000.870.2521.200.3029-1050.4013.981.4150.000.730.30919.996.177∑hy=19.801表SEQ表\*ARABIC9低区给水管网水力计算表（1~4层）由图表可知：QUOTEH1=8.7+0.8−(−0.2−1.0)=10.7mH2其中0.8为配水嘴距室内地坪的安装高度，-1.0为市政给水管接入口班标高。QUOTE（即最不利点水嘴的最低工作压力）。水表损失也是水力计算中重要的水头损失来源，其具体计算方式如下：QUOTE=QUOTE（3-7）式中：QUOTE——水表的水头损失，kPa；QUOTE——设计管段的管段流量，m³/h；QUOm³——不同类型水表的特有系数，作为水泵参数一般由厂家提供，也可按下列方式计算：旋翼式水表：QUOTE；螺翼式水表：QUOTE。其中QUOTEQmax时各水表的最大过载流量，QUOTEm3/h。水表的水头损失通常存在一个正常范围，具体见下表，若超出此范围则应适当放大水表的口径。表SEQ表\*ARABIC10水表的水头损失允许值（kPa）本设计选用LXL−100型旋翼式水表（其常用流量为50m3/h，过载流量为120m3/h），性能系数QUOTE，则其水头损失为：故室内所需的压力QUOTE=107+25.741+0.1789+100=232.920kPa式中：室内所需的压力小于市政给水管网常年供水压力250kPa，可以满足1~4层供水要求，不再进行调整计算。

3.1.4中区（5~11层）给水管网水力计算根据中区水力计算用图图3，5~11层管网水力计算成果见表11。图SEQ图\*ARABIC3中区5~11层给水管网水力计算用图计算管段编号当量总数同时出流概率U(%)设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速V（m/s）比阻i（kPa)管长（m）沿程损失（kPa）0-10.50100.000.2020.000.630.3031.470.4451-21.2590.720.2320.000.730.3931.190.4682-32.0072.700.2920.000.920.6038.164.9203-42.1570.260.3020.000.950.6421.490.9574-53.1558.650.3725.000.750.3197.842.5015-66.3042.380.5325.001.100.6422.901.8626-712.6028.480.7232.000.870.3092.900.8967-818.9023.050.8732.001.060.4392.901.2738-925.2019.891.0040.000.870.2522.900.7319-1031.5017.751.1240.000.970.3102.900.89910-1137.8016.171.2240.001.060.3632.901.05311-1244.1014.951.3250.000.680.11853.916.36112-1388.2010.521.8550.000.950.22153.4411.810∑hy=34.176表SEQ表\*ARABIC11中区给水管网水力计算表（5~11层）注：管段12-13为两个单元供水管连接处至生活泵房管段。中高区水泵的出水量应按中高区给水系统的设计秒流量确定。中高区的水表选用与低区相同的LXL-100型旋翼式水表，故其水表损失亦为QUOTEkPa。由表11可知，中区给水设计秒流量为QUOTE=1.85L/s。中区最不利用水器具为洗脸盆，最不利点所需水压取100kPa。故入口所需压力为：QUOTEkPa

3.1.5高区（12~18层）给水管网水力计算根据高区水力计算用图4，12~18层管网水力计算成果见表13。图SEQ图\*ARABIC4高区12~18层给水管网水力计算用图计算管段编号当量总数同时出流概率U(%)设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）流速V（m/s）比阻i（kPa)管长（m）沿程损失（kPa）0-10.50100.000.2020.000.630.3031.470.4451-21.2590.720.2320.000.730.3931.190.4682-32.0072.700.2920.000.920.6038.164.9203-42.1570.260.3020.000.950.6421.490.9574-53.1558.650.3725.000.750.3197.842.5015-66.3042.380.5325.001.100.6422.901.8626-712.6028.480.7232.000.870.3092.900.8967-818.9023.050.8732.001.060.4392.901.2738-925.2019.891.0040.000.870.2522.900.7319-1031.5017.751.1240.000.970.3102.900.89910-1137.8016.171.2240.001.060.3632.901.05311-1244.1014.951.3250.000.680.11876.018.96912-1388.2010.521.8550.000.950.22155.6512.299∑hy=37.272表SEQ表\*ARABIC12高区给水管网水力计算表（12-18层）注：管段12-13为两个单元供水管连接处至生活泵房管段。由表12，因层数及户型相同，故高区给水设计秒流量亦为QUOTE=1.85L/s。高区最不利用水器具为洗脸盆，最不利点所需压力取100kPa。故入口所需压力：QUOTEkPa本设计中，中高区根据流量和扬程各选用一套无负压变频机组向中高区供水。3,1.6直联无负压给水设备的选择直联无负压设备用于中，高区供水。中区直联无负压设备选型设计流量取中区最高时用水量为6.66m³/h选用设备设备型号：GTGW48/8-2C（流量8m³/h，扬程48m）水泵：CDL4-6台数：2台，一用一备功率：1.1KW稳流罐规格：ф600×1.3高区直联无负压设备选型设计流量取高区最高时用水量6.66m³/h选用设备设备型号：GTGW81/8-2C（流量8m³/h，扬程81m）水泵：CDL4-10台数：2台，一用一备功率：2.2KW稳流罐规格：ф600×1.33.2建筑生活排水系统计算3.2.1排水管的水力计算确定卫生器具排水流量、当量和排水管的管径，如下表所示。表SEQ表\*ARABIC13卫生器具排水流量、当量和排水管的管径确定卫生间、厨房和阳台当量数，如下表所示。表SEQ表\*ARABIC14卫生间、厨房和阳台当量数3.2.2生活排水管道设计秒流量排水系统的水力计算共包括：立管、横支管两部分。根据《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019第4.5条的要求进行。本建筑排水设计秒流量可按下公式计算：QUOTE(3-8)式中：QUOTE——相应管段的排水设计秒流量，单位L/s； QUOTE——计算管段排水器具的当量总数；QUOTE——本管段中排水流量最大的一个卫生器具的排水流量，单位L/s；QUOTE——因建筑物用途不同而对应变化的系数，本建筑为住宅建筑，故取值1.5。排水横干管水力计算按《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019第4.4.7条的要求进行。QUOTE （3-9） QUOTE （3-10）式中：QUOTE——在设计充满度下，管道内过水断面的面积，m2；QUOTE——水流的设计流速，m/s；QUOTE——水力半径，计算方式为过水断面面积除以湿周，m；QUOTE——水力坡降，即水流流过每米管段而产生的水头损失；QUOTE——不同管道材质的粗糙系数，铸铁为0.013，塑料管为0.009。3.2.3排水立管水力计算卫生间排水立管流量：qp因为卫生间立管位置紧张，不便单独设置通气立管且排水层数小于等于18层，故采用特殊单立管排水通气。根据《CECS287-2011漩流降噪特殊单立管排水系统技术规程》：GH-1型立管最大排水能力为6.0L/s，满足要求。厨房排水立管流量：qp流量小于2.0L/s，故选用75mm排水立管，伸顶通气。阳台排水立管流量：qp流量小于1.0L/s，故选用75mm排水立管，伸顶通气。综上所述，本住宅建筑排水立管设计计算结果如下：名称排水立管设计流量（L/s）选用的排水立管管径（mm）卫生间1.93110厨房1.3875阳台（洗衣机）0.7275表SEQ表\*ARABIC15排水立管设计流量注：原图纸将洗衣机排水口设在厨房，为方便住户后期在阳台加装洗衣机等，故阳台按洗衣机排水当量计算排水立管。3.2.4排水横支管水力计算图SEQ图\*ARABIC5卫生间排水器具计算用图卫生间排水横支管水力计算如下表所示：表SEQ表\*ARABIC16排水水力计算表3.2.5排水出户管设计流量卫生间、厨房及阳台（洗衣机）的排水设计秒流量分别为1.93L/s，1.38L/s,0.72L/s，根据上表综合比较，选用标准坡度0.026。具体见下表。表SEQ表\*ARABIC17排水出户管设计流量3.3屋面雨水排水系统的水力计算3.3.1建筑雨水排水系统设计说明屋面雨水排水系统按雨水的设计流态能够分为如下几种类型：压力流雨水系统：又常常被许多国家称作虹吸式雨水系统。重力流雨水系统：一般表示使用65型或87型雨水斗的雨水系统系统。重力流雨水（堰流式斗）系统：为采用自由堰流式雨水斗的排水系统，雨水在其中为无压流态，在设计系统的排水负荷、管材、管道布置等参数时可以忽略水流压力的作用。管道管材的选择应满足如下要求：重力流排水系统用于普通多层建筑时应选用塑料管，若布置在高层建筑中须用承压塑料管抑或金属管。小区雨水排水系统可选用埋地塑料管、混凝土管或钢筋混凝土管、铸铁管等。根据本设计的建筑特点，选用87型雨水斗系统。并选择抗紫外线硬聚氯乙烯专用雨水管用于排除雨水。排水管转向处宜做45°顺水连接，立管底部设置清扫口。3.3.2雨水设计流量计算设计流量计算公式如下： QUOTE （3-11）式中：qyQUOTE——径流系数，屋面取0.9；qj——建筑所在地区暴雨强度，L/(S∙ℎFw——计算屋面汇水面积，m暴雨强度计算本住宅建筑位于青岛市，根据《给排水设计手册》可知青岛市的暴雨强度公式为： q=1919.009(1+0.997lgP)式中：q——设计暴雨强度，L/(S∙ℎmt——降雨历时，min，；t1m——折减系数；t2——雨水在管道或管渠内的流行时间，建筑物内管道可看作0P——设计重现期，a；通常住宅建筑屋面雨水工程设计重现期为2至5年。本住宅位于青岛市，取设计重现期P=3a；据文献：在建筑屋面雨水量计算时，降雨历时按五分钟计算。最终计算得屋面设计暴雨强度q=368.480L/(s∙ℎm3.3.3雨水斗的选用青岛市降雨历时为五分钟时的小时降雨厚度为：根据设计规范选用口径为D1=100mm的87式雨水斗，查阅相关资料得知当ℎ5=132.65mm/ℎ时，该类雨水斗最大允许汇水面积为297.7m2，远大于各立管实际汇水面积。3.3.4水力计算及管径选择结果见表19.立管编号汇水面积F(m2雨水量Q（L/s）雨水斗立管排出管管径DN(mm)最大泄流量（L/s）管径de（mm）最大泄流量（L/s）管径de（mm）YL-159.572.211001610012.8160YL-259.572.211001610012.8160YL-359.572.211001610012.8160YL-459.572.211001610012.8160YL-554.12.001001610012.8160YL-654.12.001001610012.8160YL-754.12.001001610012.8160YL-854.12.001001610012.8160YL-937.81.401001610012.8160YL-1037.81.401001610012.8160YL-1137.81.401001610012.8160YL-1237.81.401001610012.8160YL-1345.431.681001610012.8160YL-1445.431.681001610012.8160YL-1512.270.451001610012.8160YL-1612.270.451001610012.8160YL-1745.191.671001610012.8160YL-1845.191.671001610012.8160YL-192.260.081001610012.8160YL-202.260.081001610012.8160YL-2126.750.991001610012.8160YL-2226.750.991001610012.8160YL-159.572.211001610012.8160表SEQ表\*ARABIC18雨水排水系统水力计算结果3.4消火栓给水系统的水力计算3.4.1消火栓的布置该建筑的高度为52.4m，且每单元设置一部消防疏散电梯按，按照《建筑设计防火规范》以及《消防给水及消火栓系统技术规范》的要求，本建筑内的消火栓的布置间距须保证同层任何部位均有2股充实水柱到达。水带长度取25m，展开时的弯曲折减系数C取0.9，消火栓的保护半径应为：QUOTE消火栓采用单排布局时，其间距为QUOTE。3.4.2水枪喷嘴处所需的水压计算经查阅，水枪选用直径为19mm的喷口，水枪系数QUOTE的值为0.0097；充实水柱Hm要求不得小于13米，故选用Hm=13m，水枪实验系数af取1.21故水枪喷嘴处所需的压力如下：3.4.3水枪喷嘴的初流量喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.5773.4.4水带阻力19mm水枪喷口搭配直径为65mm的水带，衬胶水带具有阻力小的有点，因此多数室内消火栓水带均采用衬胶水带。本设计亦选用衬胶水带。经查阅得知直径65mm的水带阻力系数Az3.4.5消火栓口所需的水压H式中：Hxh——消火栓栓口所需压力Hq——水枪喷嘴出口处的喷水压力ℎd——衬胶水带中Hk——消火栓栓口的水头损失，一般经规范可知，高层建筑消火栓栓口动压不得低于0.35mpa，而计算结果得到其栓口所需水压为0.218MPa小于规范下限，故本设计消火栓栓口水压取0.35mpa。3.4.6校核本建筑的消防水箱最低有效水位高程为53.9m，而最不利点消火栓栓口高程50.4，高差不足7m，按《消防给水及消火栓系统技术规范》的规定，需设增压设备，气罐稳压。3.4.7水力计算图SEQ图\*ARABIC6消火栓计算用图按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管同时使用水枪数2支，每根立管最小流量为10L/s。计算草图见图6。H （3-13）式中：∆H——1距离2点消火栓的间距，mh——管段1~2的水头损失，m。计算举例：QUOTE故2点的水枪射流量为7.32L/s计算管段设计秒流量q（L/s）管长L（m）DNV（m/s）i（kPa/m）i?L(kPa)1-25.42.91000.6240.0560.16242-512.72521001.4690.27214.1445-612.7251001.4690.2721.366-725.4451002.9380.984.9∑hy＝20.5664kPa表SEQ表\*ARABIC19消火栓水力计算表管路总水头损失为H＝20.5664×1.3=26.74kPa按消火栓灭火总用水量Qx根据设计流量为20L/s。选用2个SQ150地上式水泵接合器，每个接合器的流量为10-15L/s。3.4.8消防水泵的选择设计流量QQb＝20L/s＝72m设计扬程H消防水泵或消防给水所需要的设计扬程或设计压力，宜按下式计算: P=K2式中：P

——消防给水系统所需要消防水泵提供的压力，即消防水泵的设计扬程(MPa)；

K2

——

安全系数，可取1.20～1.40；用于预防因管道的复杂程度和不可预见发生的管道变更而产生的意外，本设计取值为1.3；

H

——

本建筑设有消防水池，消防水泵从水池吸水，此时H为消防水池的最低有效水位至最不利消火栓栓口的几何高差;若建筑不舍消防水池，直接由市政管网向消防水池供水，则H为火灾时市政给水管网在消防水泵入口处的设计压力值的高程至最不利水灭火设施的几何高差(m)；

P0

——

最不利消火栓所需的最不利管路水头损失Pf+Pp=H高差H＝54.9m最不利点的消火栓栓口压力P0=故：P=1.3取设计扬程100m，流量20L/s选用2台XBD12/25-L立式多级消防泵，一用一备，水泵性能参数：流量25L/s，扬程100m，转速2950r/min，功率55kw。3.4.9消防水箱根据规范，二类高层住宅建筑屋顶消防水箱有效容积不得小于12m³。故设计有效容积取16m³，将屋顶高位消防水箱规格定位：m³（最低水位标高：H+1.1;最高水位标高：H+3.1）3.4.10稳压装置因高位水箱不足以满足最不利消火栓压力需求，故设消防稳压设施，其扬程确定方法如下：图SEQ图\*ARABIC7稳压计算用图稳压泵启泵压力PS1稳压泵停泵压力PS2消防泵启泵压力P=P稳压泵启泵压力PS1>55.2+15=70.2m,且>55.3+10=65.3m,PS1取0.71MPa,PS2=PS1/0.85=0.84MPa.稳压泵扬程取(P对照ADL立式消防给水稳压装置技术特性表，室内消火栓系统消防给水稳压设备可选用XW(L)-D-1.0-97-ADL.Q=1.00L/s,N=2.2KW。3.4.11消防水池根据规范《消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014》

，室内消火栓设计流量为2*10L/s，室外消火栓设计流量为15L/s，自动喷淋系统设计流量为41.67L/s。火灾持续时间按室内外消火栓2h、自喷一小时计算，故消防水池有效容积应为：V=(15+2×10)×2×60×60+41.67×1×60×60=3.5自喷管网水力计算3.5.1管网水力计算各公式喷头的出流量应按下式计算： q=K10P 式中：q——喷头出流量，L/min;P——喷头工作压力，MPa;K——喷头流量系数，标准喷头取K=80。将系统最不利点处约160m³作用面积内所有喷头一同启动时的总流量作为系统的设计流量： QUOTE （3-16）式中：Qs——自动喷淋系统的qi——最不利点处160m³作用面积内各个喷头的出水n——最不利点处作用面积所包含的喷头总数量。自动喷淋系统的理论设计流量应为设计喷水强度与最不利点作用面积的乘积： QL=式中：QL——自动喷淋qp——设计喷水强度，L/（minF——最不利点处作用面积，m自动喷水灭火系统设计面流量，因为每个喷头在管网中的布置位置不同，其距水泵的管长等亦不同，故其实际作用时所分得的压力也不尽相同，每个喷头的实际喷水量自然也有一定的出入，常常与理论值之间存在偏差，该系统实际面流量可按照理论值的115％～130％计算。管道的单位水损计算：QUOTEQs=0.0000107V2di 式中：i——管道的水力坡降，MPa/m；V——管道设计流速流速，m/s；di——管道的设计管道的沿程水损计算如下： h=il （3-19）式中：h——管道沿程水损，MPa；i——管道的水力坡降，MPa/m；l——管道长度，m；自动喷水灭火系统所需的水压应按下式计算：、 QUOTE （3-20）式中：H——系统正常工作所需提供的入口水压，即喷淋水泵的扬程，MPa；——管道的总水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失，MPa；Z——最不利点处的喷头与消防储水池的最低有效水位或者喷淋水泵吸水管管中之间的几何高差，MPa。

3.5.2管网计算本设计为地下车库，根据《消防给水及消火栓系统技术规范》，该建筑为中危险级二级，设计喷水强度QUOTE，喷头工作压力为0.10MPa，选用标准喷头流量特性系数为80，作用面积160m2[[]《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-2005）]，为2：5的长方形区域，作用面积内喷头数总共23个，按作用面积进行的管道计算结果见表。[]《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-2005）图SEQ图\*ARABIC8自动喷水灭火系统计算用图管段名称起点压力mH2O流量L/s管长(m)当量长度管径(mm)水力坡降流速m/s水头损失mH2O终点压力1-213.221.532.900.80253.722.611.4114.632-314.633.132.902.10323.973.182.0216.663-416.664.852.902.40404.203.622.2718.934-518.936.680.903.00502.303.182.5521.959-1015.501.652.900.80254.312.821.6317.1310-1117.133.392.902.10324.603.452.3419.4711-519.475.242.003.00404.863.912.4821.955-621.9511.922.604.60651.943.271.4323.3712-1314.261.591.800.80253.992.711.0615.3213-1415.323.232.902.10324.203.282.1417.4614-1517.464.982.902.70404.423.722.5319.9815-1619.986.862.903.10502.443.151.4921.4816-621.488.810.904.10503.874.041.9723.4517-1817.461.762.900.90254.823.001.8719.3318-1919.333.602.902.40402.422.691.3120.6419-620.645.512.003.00405.324.112.7123.356-723.3726.242.606.101000.962.960.8524.2220-2118.701.821.801.20321.451.850.4419.1421-2219.143.652.902.70402.492.731.4