水利水电工程毕业论文

国家开放大学毕业论文

题 目某工程二十二层的后院综合楼给排水系统设计方案

姓 名 梁金涛 层 次 本科

学 号 2061001252428 年 级 2020秋

专 业 水利水电 学 校 宝鸡分校

指导教师 王艺璇 教 学 点 蔡家坡

目录

1 设计依据 1

1.1 本工程设计任务书 1

1.2 已批准的方案设计文件 1

1.3 国家现行设计规范、规程 1

1.4 建设单位提供的建筑周围的市政条件资料 1

1.5 建筑及有关工种的条件图及设计资料 1

2 建筑设计资料 1

3 城市给水排水资料 1

3.1 给水水源 1

3.2 排水条件 2

3.3 热源情况 2

3.4 卫生设备情况 2

4 给水系统 2

4.1 高层综合楼给水系统的分类和组成 2

4.1.1 给水系统的分类 2

4.1.2 给水系统的组成 2

4.2 给水系统方案选择 3

4.3 给水管道的布置与敷设 4

4.3.1给水管道敷设的基本要求 4

4.3.2布置形式 6

4.3.3管材和附件 6

4.3.3.1给水管材 6

4.3.3.2给水附件 7

4.4 室内给水系统设计计算 8

4.4.1生活用水总量计算 8

4.4.1.1最高日住户用水量计算 8

4.4.1.2最高日商场用水量 8

4.4.2生活贮水池容积及尺寸确定 9

4.4.2.1生活贮水池容积确定 9

4.4.2.2生活贮水池尺寸及水位确定 9

4.5 水表的选择及引入管的确定 11

4.5.1水表的选择 11

4.5.2 引入管径的确定 11

4.6 水泵的选择 11

4.6.1 生活水泵设计流量确定 11

4.6.2 水泵进出水管管径确定 12

4.6.3 生活水泵的计算和选择 12

4.6.3.1中区生活给水泵的计算和选择 13

4.6.3.2高区生活给水泵的计算和选择 13

4.7 给水热水管网水力计算 14

4.7.1 商场给水管网水力计算方法 14

4.7.2 商场给水管网水力计算草图 15

4.7.3 住宅给水管网水力计算方法 16

4.7.4 住宅给水管网水力计算草图 18

4.7.5 给水系统计算结果 22

4.8 室内消火栓给水系统 23

4.8.1 室内消火栓的组成 23

4.8.2 消火栓给水系统的给水方式 23

4.8.3 消火栓给水系统的布置 23

4.8.4消火栓给水系统计算 24

4.8.4.1消防水池容积计算 24

4.8.4.2消防贮水池尺寸及水位确定 24

4.8.4.3高位消防水箱容积确定 25

4.8.4.4高位消防水箱的尺寸、水位及管径确定 25

4.8.4.5消火栓保护半径的计算 26

4.8.4.6消火栓给水系统水力计算 27

4.8.5消火栓加压泵流量扬程计算 29

4.8.6消火栓加压泵选择 30

4.8.7消火栓系统减压 30

4.9 自动喷水灭火系统 30

4.9.1 自动喷水灭火系统的设置场所 31

4.9.2 自动喷水灭火系统的类型 31

4.9.3 自动喷水灭火系统组成及组件 31

4.9.4 自动喷水灭火系统水力计算 35

4.9.5 自动喷水灭火系统加压泵流量扬程计算 36

4.9.10 自动喷水灭火系统加压泵选择 37

5 建筑排水系统 38

5.1建筑排水系统分类与组成 38

5.1.1排水系统分类 38

5.1.2排水系统组成 38

5.2排水方式的选择 39

5.3排水管道布置与敷设 39

5.3.1布置与敷设的原则 39

5.3.2卫生器具的布置与敷设 39

5.3.3排水横支管的布置与敷设 40

5.3.4排水立管的布置与敷设 40

5.3.5横干管及排出管的布置与敷设 41

5.4通气系统的布置与敷设 41

5.5排水管网设计计算 41

5.5.1秒流量的确定 41

5.5.2按经验确定某些排水管的最小管径 42

5.5.3按临界流量确定管径 42

5.5.4按水力计算确定管径 43

5.5.5污废水管网计算草图及计算结果 43

6雨水排水系统 49

6.1系统选型 50

6.2水力计算 50

6.2.1计算步骤 50

6.3雨水泄流量计算 50

7节能节水与环保卫生防疫 51

7.1节能节水 51

7.2环保卫生防疫 51

参考文献 53

附 录 54

致 谢 70

某工程二十二层的后院综合楼给排水系统设计方案

摘要：

设计任务：本工程受某房地产开发公司的委托，设计二十二层的后院综合楼。根据设计规范的规定和要求，设计该高层综合楼的建筑给水、建筑排水、建筑雨水、热水供应和消防给水系统（含室内消火栓和自喷系统）。

设计要求：

1、给水系统供水安全可靠，保证水质、水压、水量、水温；

2、排水畅通、气压稳定、室内环境卫生条件好；

3、技术先进、运行管理方便、投资少。

工程概况：

该建筑总建筑面积17112.92m2，建筑高度 72.00 m，地下室为设备用房层，一至三层为办公和商场，四至二十二层为商住。每层8户，两室一厅一卫一厨6户，三室一厅两卫一厨2户。

基础资料：

1、据市政建设和环保部门批准文件决定，给水进水管从建筑北侧和东侧市政给水管dN400引入，进水管埋深按1.30米计，城市给水管网常年提供可靠水压为0.300MPa，水质符合饮用水标准。

2、污水排出管可从大楼的四面排出，与城市排水管网相连，雨水就近排出。该市设有城市污水处理厂。

3、热水各户采用家用壁挂锅炉加热。

关键词：给水系统 消防系统 排水系统

前言：随着我国国民经济的增强、人民生活水平的提高，人民对于给水排水方式都提出了越来越高的要求，从而促进了给水排水的各方面都日趋完善，特别是改革开放以来的30年间，建筑给水排水面临蓬勃发展的大好时机，特别是小区和高层建筑的不断兴起，使建筑给水排水的各个领域都得到了不断的拓宽和深化。还有近年来乡镇企业的不断发展，农村生活质量大大改善，使得建筑给水排水的应用越来越广，同时也对建筑给水排水提出了新的要求。

毕业设计是给水排水专业的学生在完成本科教学计划中必不可少的环节，本科规定的完成全部课程后必须进行的实践性教育，学生通过毕业设计，综合运用和深化所学的基本理论、基本技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，通过毕业设计能使学生具有：

调查研究、收集资料及一定的阅读中外文献的能力，掌握查阅规范、标准设计图集，产品目录的方法，提高计算、绘图和编写设计说明的水平，做好一个工程师的基本训练。

方案的技术经济环境，社会等诸方面的综合分析，论证能力。

熟悉高层建筑室内、外给水、排水、消防、及热水系统的详细计划和培养一定的理论分析和设计的能力。

培养计算机操作和应用能力。

根据计划任务上的要求，要其设计完善的建筑给排热水和消防给水系统，据甲方及各部门提供的原始资料和建筑给水排水相关的技术规范来进行设计，本着“技术先进、经济合理、安全适用、保质保量”的原则，注重设计的“高效、节能、环保、智能化”的要求来完成建筑室内、室外给水、排水、热水、消防的设计。

随着社会经济的发展及人民生活水平的不断提高，对建筑给水排水的水质、水量、水压及其载体功能的需求不断的提高，如节水，提高供水水质，自动化控制，噪音防治，以及污水管道通气方式的不断更新，水池、水箱、贮水池防腐等等，本设计在严格遵循规范要求的基础之上，吸收新的技术，新设备，新观念及新的设计方法，使设计更加贴近实际生活。

1 设计依据

1.1 本工程设计任务书

1.2 已批准的方案设计文件

1.3 国家现行设计规范、规程

1.4 建设单位提供的建筑周围的市政条件资料

1.5 建筑及有关工种的条件图及设计资料

2 建筑设计资料

建筑物各层平面图、剖面图以及卫生间大样图等。地下一层为设备房，生活贮水池与水泵房也设于地下一层中。1-3层为商场，每层商场设卫生间，四层及以上为住宅，每层8户，两室一厅一卫一厨6户，三室一厅两卫一厨2户。屋顶水箱设于屋顶层之上。

根据建筑物性质、用途及建筑单位要求，室内设有完善的给水排水卫生设备及局部供热设备。该大楼要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓系统及自动喷水系统，每个消火栓内设按钮，消防时直接启动。生活水泵要求自动启动。住宅内管道要求全部暗敷设。

3 城市给水排水资料

3.1 给水水源

城市管网为水源，建筑北侧、南侧各有一条dN400的市政给水干管，常年可保障的水头为0.30MPa。

3.2 排水条件

本地区建有生活污水处理厂，本建筑四面有市政排水管道和雨水管。

3.3 热源情况

本建筑由各户设家用壁挂锅炉加热。

3.4 卫生设备情况

住宅卫生间内设淋浴器（浴缸）、坐便器、洗脸盆，厨房内设洗涤盆。

4 给水系统

建筑内部的给水系统是将城镇给水管网的水引入室内，经配水管送至生活、生产和消防用水设备，并满足各用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统。

4.1 高层综合楼给水系统的分类和组成4.1.1 给水系统的分类

对于商住综合楼给水系统，一般可分为生活给水系统（包括冷热水系统）、消防给水系统（包括消火栓给水系统和自动喷淋灭火系统）两大类。

4.1.2 给水系统的组成给水系统一般由引入管、水表节点、给水管道（包括干管、立管和支管）、配水装置和用水设备（配水龙头等）、给水附件（各类阀门）、增压和贮水设备（如水泵、气压给水设备和水池、水箱等）等部分组成。

本设计的给水系统包括引入管、水表节点、给水管、配水装置和用水设备、给水附件，增压和贮水设备有贮水池、加压泵、屋顶水箱。

4.2 给水系统方案选择

给水方式即建筑内部给水系统的供水方案。高层建筑给水方式是根据高层建筑的特点，在技术上保证管中水压值合理，一般采用分区设置，给水系统压力值应当使配水满足使用要求，我国设计规范推荐，各区静水压力不宜超过0.45MPa。总之，是否分区，分区后的连接方式等都要做技术经济比较后确定，应以“技术先进、供水安全可靠、经济合理”为原则，选择合理的给水方案。合理的供水方案，应综合工程涉及的各项因素，如技术因素包括：供水可靠性，水质，对城市给水系统的影响，节水节能效果，操作管理，自动化程度等；经济因素包括：基建投资，年经常费用，现值等；社会和环境因素包括对建筑立面和城市观瞻的影响，对结构和基础的影响，对占地面积、环境的影响，建设难度和建设周期，抗旱和防冻性，分期建设的灵活性，对使用带来的影响等，采用综合评判法确定。在高层建筑给水设计中，系统的给水方式的选择，关系到整个给水系统的可靠性。工程投资、运行费用、维护管理及使用效果，是本设计的中心内容。因此，本设计根据该综合楼的性质，用水器具的设置情况、特点、建筑结构即结合室外市政水源的情况，进行多方面技术、经济比较。该综合楼提供了以下两个方案进行比较，然后选择最佳方案。

方案一：低区（1-6层）有市政管网提供，采用下行上给；中区（7-14层）、高区（15-22层）采用变频泵并联分区供水。

方案二：整个系统采用水泵水箱减压阀分区给水方式，低区有市政管网直接供水，中高区用水全部有设置在地下层的水泵提升至屋顶水箱，然后再分至各区的横管上，中区采用减压阀减压

现就以上两个方案提出的可行性论证：

方案一，由于市政平均自由水压为0.30MPa（30mh2O）,从地面算起，一般建筑物一层需要0.1MPa,二层为0.12MPa，三层及其以上的建筑物，每增加一层增加0.04MPa。所以1-6层所需压力为0.12+0.04×4=0.28<0.300，而7至22层由市政管网的水进入生活贮水池，然后由变频调速水泵供水至中高区，方案一可行。

方案二，低区供水满足，中高区由市政管网的水进水水池，然后由水泵把水送至高位水箱，通过减压阀减压供水，方案二可行。

综上方案一、方案二对该建筑给水方式均适用，均能满足该建筑物供水要求。

现就给水方式提出的两个方案的优缺点进行比较，然后选出最佳方案，方案一，优点：供水可靠；水泵布置集中，便于维护管理；不占建筑上层使用面积；能源消耗较省。缺点：水泵型号及台数较多；投资较大；水泵控制及调节较麻烦。

方案二：优点：供水可靠；设备及管材较少，投资省；设备布置集中，便于维护管理，不占建筑上层使用面积，仅屋顶设置水箱。缺点：生活用水在水箱停用，对水质有影响，水泵扬程大提升管所承受的压力大，屋顶水箱对建筑结构有较大的要求。

方案比较：美观方面，方案一屋顶因为不设置水箱较方案二美观。经济方面，方案一能源消耗较省，管网较简单，较方案二经济。管理维护方面，方案一水泵机组均设置在地下层管理方便，维护方便；方案二水泵机组单一，管理维护方便，但需定时安排工作人员对屋顶水箱进行清洗。水质方面，方案一较方案二水质好，可达到生活饮用水水质的要求；而方案二要在高位水箱的出口进行一定的处理或加强屋顶水箱的卫生管理，才可达到生活饮用水水质的要求。

基于上述原因，综合考虑，本设计选择方案一，采用变频调速水泵的供水方式供水。考虑到尽量利用市政管网供水压力及保证供水安全可靠，简化设备与管道，确定以上的竖向分区结果。

4.3 给水管道的布置与敷设

给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。进行管道布置时，不但要处理和协调好各种相关因素的关系，还要满足以下基本要求。

4.3.1给水管道敷设的基本要求

满足最佳水力条件

1.给水管道布置应力求短而直。

2.为充分利用室外给水管网中的水压，给水引入管宣布设在用水量最大处或不允许间断供水处。

3.室内给水干管宜靠近用水量最大处或不允许间断供水处。

满足维修及美观要求

1.管道应尽量沿墙、梁、柱直线敷设。

2.对美观要求较高的建筑物，给水管道可在管槽、管井、管沟及吊顶内暗设。

3.为便于检修，管井应每层设检修门。暗设在顶棚或管槽内的管道，在阀门处应留有 检修门。

4.室内管道安装位置应有足够的空间以利拆换附件。

5.给水引入管应有不小于0.003的坡度坡向室外给水管网或坡向阀门井、水表井，以便检修时排放存水。

三、保证生产及使用安全

1.给水管道的位置，不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用。

2.给水管道不得布置在遇水能引起燃烧、爆炸或损坏原料、产品和设备的上面，并应尽量避免在生产设备上面通过。

3.给水管道不得穿过商店的橱窗、民用建筑的壁橱及木装修等。

4.对不允许断水的车间及建筑物，给水引入管应设置两条，在室内连成环状或贯通枝状双向供水。

5.对设置两根引入管的建筑物，应从室外环网的不同侧引入，如不可能且又不允许间断供水时，应采取下列保证安全供水措施之一：1)没贮水池或贮水箱。2)有条件时，利用循环给水系统。3)由环网的同侧引入，但两根引入管的间距不得小于10m，并在接点间的室外给水管道上设置闸门。

四、保护管道不受破坏

1.给水埋地管道应避免齐置在可能受重物压坏处。管道不得穿越生产设备基础；在特殊情况下，如必须穿越时，应与有关专业协商处理。

2.给水管道不得敷设在排水沟、烟道和风道内，不得穿过大便槽和小匣槽。

3.给水引入管与室内排出管管外壁的水平距离不宜小于1.0m。

4.建筑物内给水管与排水管平行埋设或交叉埋没的管外壁的最小允许距离，应分别为0.5m和0.15m(交叉埋没时，给水管宜在排水管的上面。

5.给水横管宜有0.0027-0.005的坡度坡向泄水装置。

6.结水管道穿楼板时宜预留孔洞，避免在施工安装时凿打楼板面。孔洞尺寸一般宣较通过的管径大50-100mm。管道通过楼板段应设套管。

7.给水管道穿过承重墙或基础处应预留洞口，且舍顶上部净空不得小于建筑物的沉降量，一般不小于0.1m。

8.通过铁路或地下构筑物下面的给水管，宜敷设在套管内。

9.给水管不宜穿过伸缩缝、沉降缝和抗震缝，必须穿过时应采取有效措施。

4.3.2布置形式

给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式，前者单向供水，供水安全可靠性差，但节省管材，造价低；后者管道相互连通，双向供水，安全可靠，但管线长造价高。一般建筑内给水管网宜采用枝状布置。本设计枝状管网布置。

按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、下行上给和中分式三种形式。由于本设计中采用竖向分区，中高区均采用变频调速水泵供水，故采用下行上给的供水方式。

4.3.3管材和附件

4.3.3.1给水管材

镀锌钢管是我国长期以来在生活给水中采用的主要管材。镀锌钢管质地坚硬，刚度大，适用于宜撞击的环境，如室内明装管道；同时镀锌钢管及配件市场供应完善，施工经验成熟。但是镀锌钢管也存在着一些问题：管道由于长期工作，镀锌层逐渐磨损脱落，钢体外露，管壁锈蚀，出现黄水，污染水质，污染卫生洁具；长久的锈蚀使管道断面缩小、水流阻力增大；在锈蚀的管壁上易于滋生细菌。鉴于上述情况，建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局和国家化学建材局于1999年12月联合颁布了“建住房[1999] 295号”文件《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，文中规定：自2000年6月1日起，禁止使用冷镀锌钢管用于室内给水管道，并根据当地实际情况逐步限时淘汰热浸镀锌钢管，推广应用铝塑复合管、交联聚乙烯(PE-X)管、三型无规共聚聚丙烯(PP-R)管等新型管材。

本设计中生活给水系统立管、横干管、入户支管管材均采用不锈钢管，不锈钢管材具有以下优点：

(l)抗腐蚀性强：产品使用寿命长达50年以上。

(2)卫生性好：在使用寿命内均能够满足我国、日本、欧洲以及其他国家饮用水标准的要求。

(3)抗冲击性强：管道强度是镀锌钢管的2倍，铜管的3倍，接头强度高。

(4)热传导率低：其热传导是铜管的1/25，是钢管的1/4，具有热胀冷缩缓慢的特点。

(5)节约材料：由于采用了薄壁式，重量仅为镀锌管的1/3，大量节约了材料，减轻了产品重量，特别适用于超高层建筑的配管。

(6)施工简单，操作时间短：该产品为无螺纹连接，无复杂的套丝作业，无焊接时的前后处理，无施工切削或衔接时的油染或列焊污染，用专用工具封压，管件连接瞬间完成。

(7)接头内壁通畅：接口同水管等径，阻水性小。

4.3.3.2给水附件

1、调节和控制附件

常用的阀门有：截止阀（用于dN<50mm的管道上）闸阀（用于dn>50mm的管道上）、蝶阀、止回阀、浮球阀、球阀、安全阀等。

2、配水附件

如各类卫生器具和用水设备的配水龙头和生产、消防等用水设备。常用的配水龙头：普通洗脸盆水龙头、单手柄浴盆水龙头、淋浴器等，材质有塑料、不锈钢、铜镀铬等。

4.4 室内给水系统设计计算

4.4.1生活用水总量计算

该建筑内设坐式大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、淋浴器，属于一类高层居住建筑，用水定额Qd=250l/(人·d)，小时变化系数取2.5，使用小时数为24h.住户为：4-22层，每层8户，共152户，本计算按每户3.5人计算，共532人。

4.4.1.1最高日住户用水量计算

Qd1 = m·Qd1

Qd1-最高日用水量，l/d

m-用水单位数，人

Qd1--最高日生活用水定额，l/(人·d)

因为QP 1= Qd1 /T1 Kh 1= Qh1 /QP1 所以Qh1= Kh1·QP1

QP 1-平均小时用水量，l/h

T1-建筑物的使用时间，h

Kh1-小时变化系数

Qh1-最大时用水量，l/h

所以Qd1 = 532×250=1.33×105 l/d

QP1 =1.33×10 5/24=5.54×103 l/h

所以Qh1 = 5.54×103×2.5=1.39 ×104l/h

4.4.1.2最高日商场用水量

该建筑底层为商业用房，设公共卫生间，生活用水量标准为7l/（m2·d），商业用房面积1146.46m2，小时变化系数1.3，每日使用时间为12h。

Qd2 = m·qd2

式中 Qd2-商场最高日用水量，l/d

m-商场总面积，m2

qd2-生活用水标准，l/（m2·d）

因为QP2 = Qd2 /T2 Kh2 = Qh2 /QP2

所以Qh2 = Kh2·QP2

QP2-商场平均小时用水量，l/h

T2-商场的使用时间，h

Kh2-小时变化系数

Qh2-商场最大时用水量，l/h

所以Qd2 = 7×2341=1.64×104 l/d

QP2 =1.64×104/12=1.37×103 l/h

Qh2 = 1.37×103×1.3=1.78×103 l/h

所以该建筑最高日生活用水量为

Qd = Qd1+Qd2 =1.33×105+1.64×104 = 1.49×105 l/d

4.4.2生活贮水池容积及尺寸确定

4.4.2.1生活贮水池容积确定

根据《建规》建筑物内的低位贮水池（箱）有效容积宜按最高日用水量的20%~25%确定。本设计取23%。则生活水箱有效容积为：

VS = 23% × Qd1’ =0.23×1.12×105=25.76m3

4.4.2.2生活贮水池尺寸及水位确定

主要设计依据：《建规》规定有以下主要设计依据。

1.加压泵贮水池宜分为基本相等的两格；2.贮水池（箱）不宜毗邻电气用房和居住用房或在其下方；3.池（箱）外壁与建筑本体结构墙面或其它池壁之间的净距，应满足施工或装配的需要，无管道的侧面，净距不宜小于0.7m；4.安装有管道的侧面，净距不宜小于1.0m，且管道外壁与建筑本体墙面之间的通道宽度不宜小于0.6m，设有人孔的池顶，顶板面与上面建筑本体板底的净空不应小于0.8m。

（1）根据地下室的平面尺寸，现拟定生活贮水池长=6m，宽=3m。

所以 生活贮水池有效水深h=25.76/18=1.43m

（2）生活贮水池最低水位：拟定水池吸水井底标高为-5.4m，吸水井深为0.6m，水箱最低水位受喇叭口至箱底的最小高度和喇叭口最小淹没水深两个因素影响。喇叭口至箱底的最小高度不小于0.8倍的吸水管管径且不小于0.1m。

DN1=50 h10.8×0.05=0.04<0.1m 取h1=0.1m

DN1=100 h1≥0.8×0.1=0.08<0.1m 取h1=0.1m

喇叭口最小水深不宜小于0.5m，当管径>200mm时，管径每增加100m水深增加0.1m。本设计中两根吸水管管径都小于200mm，所以喇叭口最小淹没水深取0.5m。

生活水箱最低水位为-5.4+0.6=-4.8

（3）生活贮水池最高水位确定

最高水位=最低水位+有效水深=-4.8+1.43=-3.37m

（4）生活贮水池溢流水位确定

生活水箱溢流水位高出最高水位50mm

溢流水位=-3.37+0.05=-3.32m

（5）生活贮水池报警水位确定

水箱的报警水位高出最高水位50mm.水箱报警水位=-3.32+0.05=-3.27m

（6）生活贮水池启泵水位确定

水泵启动时水池的水位宜取水箱水深的1/3

生活贮水池启泵水位=-5.4+（-3.37+5.40）/3=-5.81m

4.5 水表的选择及引入管的确定

4.5.1水表的选择

该建筑引入管流量qg=4.67+1.18+2.10=7.95l/s=28.62m3/h，查手册选用LXS-DN100水平螺翼湿式水表，公称直径100mm，过载流量120m3/h，常用流量40m3/h。所以水表的水头损失为：

hd=qg2/kb= qg2*100/Qmax2=11.882*100/1202=0.98kpa<12.8kpa 符合要求

4.5.2 引入管径的确定

该建筑的引入管设计流量为7.95 l/s，查水力计算表有：DN=100,v=0.91m/s，i=0.174。

4.6 水泵的选择

4.6.1 生活水泵设计流量确定

该建筑供中高区的变频调速水泵的设计流量应按中高区的设计秒流量确定。设计秒流量计算如下：

图4-14 喷头布置图

具体布置距离、位置、数据要求见《喷规》第6.1、7.1、7.2条规定。

2．管道与阀门的的设置

管道、管网布置的具体要求见《喷规》第8.0.1～8.0.11条规定。

轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数，不应超过表4-9 的规定：

表4.7 轻、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数

3.报警阀组

报警阀组由控制阀、延时器、压力开关、水力警铃等组成。

报警阀组布置的具体要求见《喷规》第6.2.1～6.2.8条规定。

设计选用ZSFZ型湿式报警阀2组，性能参数见表4-10。

表4.8 ZSFZ-150型湿式报警阀组性能参数

报警阀组设在地下室消防泵房控制室的外墙上，该处安全、便于检修而且与设备用房值班室相连。每个报警阀组控制的喷头数不超过800只，供水的最高与最低喷头的高程差≤50m。报警阀组距地面1.2m，两侧与墙的距离不小于0.5m，阀前通道不小于1.2m。

4.水流指示器

水流指示器设置的具体要求见《喷规》第6.3.1～6.3.3条规定。

5.末端试水装置

末端试水装置的组成见下图。

图4-15 末端试水装置示意图

6.供水

自动喷水灭火系统的前10min由消火栓系统的消防水箱供给。之后由设置于地下室的消防泵从水池抽水供给。自动喷水灭火系统设置水泵结合器，流量按10～15L/s计算。

4.9.4 自动喷水灭火系统水力计算

自动喷水灭火系统水力计算目的在于确定管网各管段径、计算需要所需要的压力、确定水的高度和选择消防水泵。

计算方法有作用面积法和流量特性系数法，后者计算结果偏于安全，适用于消防要求高的建筑。本设计选用作用面积法。计算步骤如下：

1.确定自动喷淋灭火系统的设计参数

表4.9 自动喷淋系统设计参数

采用标准型喷头K=80

每个喷头喷水量为：q=K√10×P=80l/min=1.33l/s

作用面积内设计秒流量为QS=nq=17×1.33=22.6l/s

理论设计秒流量为：QL=F×q/60=160×8/60=21.33l/s

QS>QL 符合要求

作用面积内计算平均喷水强度为

qp=17×80/160=8.5l/(min·m2)

此值大于规定要求8.0l/(min·m2)

作用面积内最不利处4个喷头所组成的保护面积为F4=6.6×6.3=41.58m2

每个喷头的保护面积为：F4/4=41.58/4=10.395m2

平均喷水强度为：q=80/10.395=7.696l/s

平均喷水强度/规范要求的喷水强度=7.696/8=0.96>0.85 符合要求

自动喷水系统水力计算表见下表

表4.10

4.9.5 自动喷水灭火系统加压泵流量扬程计算

由自动喷水灭火系统水力计算表可知自动喷水灭火系统设计流量为22.61l/s。

水泵出水管流速控制在1.2m/s左右，查水力计算表有DN=150，v=1.33m/s，i=0.228，出水管长度为34.65m。

吸水管流速不小于0.8m/s，查水力计算表有：DN=175，v=0.96m/s，i=0.0992，出水管长度为2.8m。

水泵出水管路沿程水损hy1=34.65×0.228=7.90kPa

水泵吸水管路沿程水损hy2=2.8×0.0992=0.28kPa

所以水泵总水损=(7.90+0.28)×1.3=10.63kPa

消火栓系统总水损=10.63+141.26×1.3=194.27kPa

自动喷水灭火系统所需水压：

H=HW+h1+h2+p1+z

HW—计算管路水头损失，kPa

h1—报警阀水头损失，kPa

h2—水流指示器水头损失，kPa

p1—最不利点喷头所需工作压力，kPa

z—最不利点与消防水池之间的静水压力，kPa

所以：H=HW+h1+h2+p1+z

=194.27+40+20+100+[15.00-(-4.78)]×10=552.07kPa

4.9.6 自动喷水灭火系统加压泵选择

前已计算自动喷水灭火系统加压泵的设计流量为22.61l/s，所需扬程为55.207mH2O。查手册，得

表4.11 自动喷淋系统给水泵性能参数表

表4.12 自动喷淋系统给水泵安装尺寸表

5 建筑排水系统

5.1建筑排水系统分类与组成5.1.1排水系统分类

建筑内部排水系统是将建筑内部人们日常生活和工业生产中使用过的水收集起来，及时排到室外。按系统接纳的污废水类型不同，建筑内部排水系统可分为三类：生活污水系统、生活废水系统、雨水排水系统。

5.1.2排水系统组成建筑内部排水系统的组成应能满足以下三个基本要求：

（1）系统能迅速畅通地将污废水排到室外；

（2）排水管道系统气压稳定，有害有毒气体不进入室内，保持室内环境卫生；

（3）管线布置合理，简短顺直，工程造价低。

为满足上述要求，建筑内部排水系统地基本组成分为：卫生器具和生产设备地受水管、排水管道、清通设备和通气管道。

5.2排水方式的选择

本建筑为高层建筑，生活污水不能与雨水合流排除，雨水排水系统应单独设立。排水方式的选择应遵循：

（1）当城市有完善的污水处理厂时，宜采用生活污水排水系统，用一个排水系统接纳生活污水和生活废水，出户后排入市政污水管道系统或合流制排水系统。

（2）当城市无污水处理厂或污水处理厂处理能力有限时，生活污水需要经局部处理时，宜分别设置生活污水排水系统和生活废水排水系统。

（3）对含有害物质、含大量油脂的污废水以及需要回收利用的污废水应采用单独的排水系统收集、输送，经适当处理后排除或回收利用。

采用什么方式排除污水和废水，应根据污废水的性质、污染程度以及回收利用价值，结合市政排水系统体制，城市污水处理情况，通过技术经济比较，综合考虑。本设计采用合流生活污水排水系统。

5.3排水管道布置与敷设

5.3.1布置与敷设的原则

建筑内部排水系统 直接影响着人们的日常生活和生产，为创造一个良好的生活和生产环境，建筑内部排水管道布置和敷设时应遵循以下原则：

（1）排水畅通，水力条件好；（2）使用安全可靠，不影响环境卫生；（3）总管线短，工程造价低；（4）占地面积小；（5）施工安装、维护管理方便；（6）美观。在设计过程中，应首先保证排水畅通和室内良好的生活环境。然后再根据建筑类型、标准、投资等因素进行管道的布置和敷设。

5.3.2卫生器具的布置与敷设

（1）.根据卫生间和公共厕所的平面尺寸、所选用的卫生器具类型和尺寸布置卫生器具。既要考虑使用方便，又要考虑管线短，排水通畅，便于维护管理。

（2）.卫生器具的安装高度应使其使用方便，功能正常发挥。

（3）.地漏应设在：地面最低、易于溅水的卫生器具附近。地漏不宜设在：排水支管顶端，以防止卫生器具排放的 固体杂物在卫生器具和地漏之间横支管内沉淀。

5.3.3排水横支管的布置与敷设

（1）排水横支管不宜太长，尽量少转弯，一根支管连接的卫生器具不宜太多。

（2）横支管管道不得穿过沉降缝、伸缩缝、烟道和风道。

（3）横支管不得穿过有特殊卫生要求的生产厂房、食品及贵重商品仓库、通风室和变电室。

（4）不得布置在遇水引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备上面。

（5）横支管距楼板和墙应有一定的距离，便于安装和维修。

（6）在连接2个及2个以上的大便器或3个以上卫生器具的污水横支管上，宜设置清扫口。

5.3.4排水立管的布置与敷设

（1）排污立管应设在靠近最脏、杂质最多的排水点。

（2）生活污水管不得穿越卧室、病房等对卫生，安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧室相邻的内墙。

（3）立管应设检查口，其间距不大于10m，但底层和最高层必须设。平顶建筑物可用通气管代替最高层的检查口。检查口中心至地面距离为1m，并应高于该层溢流水位最低的卫生器具上边缘0.15m。

5.3.5横干管及排出管的布置与敷设

（1）排出管以最短的距离排出室外，尽量避免在室内转弯。

（2）管道不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础。

（3）距离较长的直线管段上应设置检查口或清扫口。

5.4通气系统的布置与敷设

(1)在正常情况下，每根排水立管均应延伸至屋顶之上通大气，即伸顶通气。

(2)当排水立管所承担的卫生器具排水设计流量超过仅设伸顶通气立管的排水立管最大排水能力时，应设专用通气立管。

(3)对卫生、安静要求较高的排水系统，应设器具通气管。

(4)一条连接6个及6个以上大便器的污水横支管或连接4个及4个以上卫生器具且管长大于12m的横支管，应设置环形通气管，设环形通气管的同时应设置通气立管。

(5)通气管不得接纳器具污水、废水、雨水，不得与高层建筑的通风管道或烟道连接。

5.5排水管网设计计算

5.5.1秒流量的确定

该建筑属综合楼，其排水设计秒流量应按下式计算：

qp = 0.12ɑ√Np+qmax

式中 qp——计算管段污水设计秒流量，L/s；

Np——计算管段的卫生器具排水当量总数；

ɑ——根据建筑物用途而定的系数，本设计取1.5；

qmax——计算管段上最大的一个卫生器具的排水流量，L/s。

注：如果计算所得流量大于该管段上卫生器具排水流量累加值时，应按卫生器具排水流量累加值作为排水设计秒流量。

计算结果见污废水管网水力计算表

5.5.2按经验确定某些排水管的最小管径

（1）大便器排水管最小管径不得小于100mm；

（2）建筑物内排出管最小管径不得小于50mm；

（3）多层住宅厨房间的排水立管管径不宜小于75mm；

（4）公共餐饮业厨房内的排水采用管道排出时，其管径应比计算管径大一级，且干管管径不得小于l00mm，支管管径不得小于75 mm；

（5）医院污物洗涤盆（池）和污水盆（池）的排水管管径，不得小于75mm；

（6）小便槽或连接3个及3个以上的小便器，其污水支管管径不宜小于

75mm；

5.5.3按临界流量确定管径

生活排水立管的最大排水能力按下表确定，但立管不小于所连接的横支管的管径。

表5.1 设有通气管的铸铁排水立管最大排水能力

5.5.4按水力计算确定管径

按标准坡度、充满度、流速以及流量查水力计算表得管径。

具体计算结果见污废水排水系统水力计算表。

5.5.5污废水管网计算草图及计算结果

图5.1 WL-1计算草图

图5.2 WL-2计算草图

图5.3 WL-3计算草图

图5.4 WL-5计算草图

图5.5 WL-10计算草图

图5.6 WL-11计算草图

图5.7 WL-17计算草图

图5.8 WL-6（商场）计算草图

图5.9 WHL-1（WL-1）计算草图

图5.10 WHL-2（WL-6）计算草图

图5.11 WHL-3（WL-20）计算草图

图5.12 WHL-4（WL-13）计算草图

图5.13 WHL-5（WL-21）计算草图

6雨水排水系统

6.1系统选型

本设计中，根据建筑物的类型、等级、建筑结构形式、屋面面积大小，当地气候条件及生产生活的要求，最终选用屋面外排水的形式。重力流设计，单斗排水，采用87式雨水斗。

外排水系统即建筑物内部无雨水管道，屋面设有雨水斗的雨水排除系统。普通外排水由檐沟和敷设在建筑物外墙的立管组成，适用与一般性公共建筑。其优点是不需要的室内架空管道排至雨水管，排水安全性高，需要的管材较少，节约费用。

6.2水力计算

6.2.1计算步骤

（1）根据建筑物屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，立管间距8-12m；

（2）计算每根立管的汇水面积；

（3）求每根立管的泄水量；

（4）按堰流式斗雨水系统查教材附录6.4确定立管管径。

6.3雨水泄流量计算

泄水量按下式计算：Q=фFq5/10000

Q——屋面雨水设计流量，l/s；

Ф——径流系数，屋面取0.9；

F——屋面设计汇水面积，m2；

q5——当地降雨历时为5min时的暴雨强度，L/（s·104m2）；取q5=414l/(s·104m2)

雨水计算结果如下表：

表6.1 雨水排水系统水力计算表

7节能节水与环保卫生防疫

7.1节能节水

在本工程设计当中，充分的考虑到节能节水的重要性，充分利用市政供水压力，合理分区，合理确定分区的静水压力，合理确定供水方式，尽量少减压，合理选用加压设备，运用水头损失小的设备、附件、配件和器具，具体体现在以下几个方面：（1）住宅坐便器冲洗采用建设部推荐的6.0升水箱；（2）商场蹲式大便器采用脚踏式冲洗阀；（3）小便器采用感应式冲洗阀。

7.2环保卫生防疫

随着社会的发展和人们经济条件的改善，用户对饮用水的水质要求越来越高，民用建筑给水排水工程设计应首先保证用户的用水水质，在本设计中充分考虑到生活给水系统供水的安全性，污水排水系统排放的通畅性，防止疾病的发生和传播。具体体现如下：

（1）生活水池与消防水池分开，使生活供水系统与消防系统完全独立，以防止生活水被消防水污染。

（3）排水系统设专用通气立管和环形通气管，以保护水封，防止下水道内的污气进入室内。

（4）采用水封深不小于50mm且效果好的地漏，以降低水面蒸发对水封的不利影响。

（5）采用具有尾流冲水功能的坐便器，以保证每次冲洗完毕后水封被充满。

（6）供水泵均设隔振基础减振；水泵进出水管上设柔性减振接头；泵房内管道采用减振支架。

参考文献

[1] 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2010）

[2] 《建筑设计防火规范》（GBJl6—87）（2006版）

[3] 《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001年版）

[4] 《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-2005）

[5] 《给水排水制图标准》GB50106-2001

[6] 《全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水2009》（中国建工出版社）

[7] 《民用建筑工程给水排水施工图设计深度图样》（中国建工出版社）

[8] 《给水排水设计手册》（1、2、11、12）（中国建工出版社）

[9] 《建筑工程设计编制深度实例范本—给水排水》（中国建工出版社）

[10] 《建筑给水排水工程》（教材）

[11] 《建筑给水排水设计手册》（中国建工出版社）

[12] 《自动排水灭火系统设计手册》（中国建工出版社）

[13] 《给水排水标准图集（合订本）》（中国建工出版社）

[14] 《给水排水工程快速设计手册》（建筑给排水部分）（中国建工出版社

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