某商住楼给水排水工程设计.docx
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某商住楼给水排水工程设计
本科毕业设计计算书
题目:
长春市某商住楼给水排水工程设计
学院建筑工程学院
专业给水排水工程
学号
学生姓名
指导教师
日期2011年6月
摘要
本设计的建筑为二十三层的办公综合楼，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；四层至二十三层为高区，利用屋顶高位水箱给系统供水。
消防给水系统分为消火栓给水系统和自动喷淋灭火系统，本建筑为一类民用建筑，而其建筑高度≥50m，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20L/s和15L/s，自动喷淋系统计算用水量为16L/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，排水系统采用特殊的伸顶通气单立管排水系统，通气冒高出屋顶1.00m。
给水系统采用PP-R给水管材，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PPI螺旋排水管，各层排水支管采用普通的UPVC排水管。
在地下层设贮水池和加压泵房，地下室另设集水坑，集水坑中设潜污泵，保证污水及时排出。
关键词：
建筑给水消防喷淋排水
Abstract
Workinthecomplexbuildingfor23floorsoftradeinthebuildingoriginallydesigned,isitdrainoffwaterengineeringdesignincludingroomisitsupplywatersystemdesign,indoorfirecontrolsupplywaterthesystemisdesignedandtheindoordrainagesystemsetuptolivetogive.Lifesupplieswaterandisdividedintotwodistrictssystematically:
Thegroundlowerfloorto3floorarethelowdistrict,adoptthepipenetworkofmunicipalwatersupplyandsupplywaterdirectly;4arethehighdistricttothe23thFloor,supplywaterforthesystemwiththehigh-orderwatertankoftheroof.Firecontrolsupplywatersystemdivideintofirehydrantsupplywatersystemandautomaticsprayfireextinguishingsystem,buildingthisonebuilding,butareaitsdoesnotexceed1000m2,stipulateaccordingto"high-storycivilbuildingfirepreventionthedesignspecification",waterconsumptionoftheindoorfirehydrantandoutdoorfirehydrantwaterconsumptionfetch20L/sand15L/srespectively,automaticspraysystematicwaterconsumptionfetch16L/s,automaticspraysystemsetupthepressurizedequipmentontheroof.SupplywatersystemadoptPP-Rsupplywaterpipe,firehydrantsupplywatersystemandautomaticsprayfireextinguishingsystemadoptedandhasnotsewnthezinc-platedsteeltube,thedrainagesystemsetsupandisinchargeofadoptingPPIspiraldrainpipe,drainoffwaterandpropupinchargeofadoptingordinaryUPVCdrainpipingontheeverythfloor.Setsupthestoragecisternandpressurizesinthepumphouseinthegroundlowerfloor,thebasementsetsupandcollectsthepuddleseparately,collectandsetupandsneakthecorruptpumpinthepuddle,guaranteesewagesaredischargedintime.
Keyword:
BuildingSupplywaterFirecontrolSpray
1.设计任务及设计资料4
1.1设计任务4
1.2设计文件及设计资料4
1.3设计成果5
2.设计说明6
2.1室内给水系统6
2.2室内消防系统8
2.3室内排水系统11
2.4雨水系统12
3.设计计算13
3.1冷水系统计算13
3.2室内消火栓系统计算32
3.3室内自动喷淋系统计算38
3.4室内排水系统计算41
4.总结58
致谢信59
参考文献60
1设计任务及设计资料
1.1设计任务
根据有关部门的批准，长春市拟建一幢商住楼（详见建筑平面图），该建筑属一类高层建筑，建筑高度69米，地上23层，地下1层。
本项目位于长春市，建筑占地面积1138平方米，抗震设防烈度为7级，耐火等级为一级，耐久年限为一级。
本工程一层大厅标高为±0.000，相当于国家高程值45.000m。
设计的具体项目有：
室内给水系统设计
室内排水系统设计
室内消火栓系统设计
室内自动喷淋系统
1.2设计文件及设计资料
1.2.1上级主管部门批准的设计任务书
1.2.2建筑给水排水设计规范
1.2.3建筑设计防火规范
1.2.4高层民用建筑设计防火规范
1.2.5自动喷水灭火系统设计规范
1.2.6建筑设计资料
建筑物各层平面图，地下1层为设备房、非可燃库房、自行车库、地下贮水池用房。
76.95为电梯间顶高度，根据建筑物性质、用途及建筑单位要求，室内设有完善的给排水卫生设备，无集中热水供应系统，。
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，消防时直接启动消防泵。
生活水泵采用变频技术及自动化技术。
管道根据具体情况采用明敷或暗敷。
1.2.7城市给水排水资料
本建筑位于我国长春市，建筑高度与功能分配及建筑室内外高差详见条件图纸，城市给水网允许从建筑西侧接入一条DN200的管道，埋深-1.0米；城市排水网允许从建筑南面接入一条不大于DN300的管道，接口检查井管底相对标高-1.70米。
该地区冬季冻土深度0.6米，地下水位深度0.9米。
1.3设计成果：
1.3.1毕业设计说明书（附计算书）
毕业设计说明书，计算书一般为60—90页，（约3.5万—5.5万字）应包括目录，前言，正文，小结，及参考文献等，学生必须用外语书写毕业设计摘要。
在设计过程中学生必须运用计算机进行部分设计运算。
具体设计说明书的书写格式参见毕业设计指导书。
1.3.2毕业设计图纸
毕业设计图纸的数量不得少于10张，图面应布置合理，正确清晰，用工程字注文，符合制图标准及有关规定。
在绘图能力方面的要求：
所有的图纸用CAD软件绘制
在设计深度方面的要求：
本毕业设计的深度为施工图设计深度
2设计说明
2.1室内给水系统
2.1.1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69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：
300－350KPa,
其它的建筑：
350－450Kpa。
（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。
（5）初步拟定分二区：
低区是负1-3层，高区是4-23层，设置减压阀进行减压。
（6）生活区的给水可以用三种方式：
①由增压水泵直接加压供给的下行上给式；②由高水箱供给的上行下给式；③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：
低区负1-3层利用市政管网水压供水，中区4-15层利用变频泵从生活水池中吸水，高区16-20层利用高位水箱供水。
方案二是：
低区负1-3层利用市政管网水压供水，高区4-23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，该建筑有足够的空间设置减压阀，本设计应该采用第二方案。
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1-3层直接由市政供水；高区是4-23用城市管网—地下贮水池—水泵—屋顶水箱—各用水点。
（8）高位水箱给水方式供水原理图（如图2.1）；变频给水方式供水原理图（如图2.2）：
高位水箱的不足是增加了建筑物的负荷，平时应加强管理，防止生活用水受到第二次污染；同时变频设备需要频繁的启动,对泵的控制和泵本身的性能要求较高。
但是考虑到用水水压的稳定该供水方案是可行的。
图2.1高位水箱供水原理图图2.2变频供水原理图
（9）本建筑物的给水系统（如图2.3）是：
Ⅰ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，
Ⅱ区为4至23层，共19层，采用上行下给供水方式，用高位水箱供水，中间设置减压阀。
即城市管网→地下贮水池水→箱泵→屋顶水箱→Ⅱ区各卫生洁具。
2.1.2系统组成
Ⅰ区、由引入管、水表节点、给水管网和附件组成，Ⅱ区由引入管、水表节点、地下贮水池、水箱泵、屋顶水箱、给水管网及附件组成。
2.1.3加压设备及构筑物
（1）水箱泵采用ISG型水泵两台，一用一备，型号50-315（I）A，流量23.7m3/h，扬程113m，电机功率22KW。
（2）变频加压泵采用四台（三大一小），大泵采用40GDL6-12×6型立式多级管道泵（Q=6m3/h,H=72m）,两用一备，其配套电机功率为3KW。
小泵采用25GDL2-12×7型立式多级管道（Q=2m3/h,H=84m），其配套电机功率为2.2KW。
图2.3给水原理图
2.1.4管道布置及设备安装要求
1、给水干管采用钢衬PP-R管，给水支管采用聚丙烯三型塑料管（PP-R）。
2、各层给水管道根据实际情况采用明装或暗装敷设，横向管道在室内装修前敷设在地板下面，支管以2‰的坡度坡向泄水装置。
3、给水管与排水管平行、交叉时，其距离应分别大于0.5m和0.15m。
交叉处给水管在上。
4、管道穿越墙壁时，应预留空洞，穿越楼板时需预埋金属套管。
5、在立管和横管上应设闸阀，当d<50mm时采用截止阀，当d>50mm时采用闸阀，
6、给水干管采用铜管件连接，给水支管的连接方法采用热熔连接。
7、生活给水泵采用自动启动。
2.2室内消防系统
2.2.1消火栓系统
（1）室内消防给水系统的选择
《规范》要求对于室外的消火栓其管网应布置成环，室外消火栓采用地上式室外消火栓。
地上式消火栓具有结构紧凑、标志明显、便于寻找、使用维修方便等优点。
室外消火栓沿消防管道靠高层建筑一侧均匀布置。
其具体的安装应符合上面的要求。
总体布置详见总平面图。
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—2003室内消火栓栓口的静水压力不应大于80mH2o.，当大于80mH2o应采取分区给水系统。
消火栓栓口的出水压力大于0.5Mpa时消火栓出口应设减压装置。
本楼总共高差为72米，《规范》中规定：
高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。
当建筑物不超过100米时其最低压力应低于0.07Mpa。
否则，不应低于0.15Mpa。
底层消火栓承受的静压<80mH2O，故不需分区供水。
当动压超过50m时，设减压设施。
考虑本工程的实际情况，水箱的最低水位与最不利消火栓的静压未达到了7m，故需要采用专门的增压措施。
据此查《生活消防水泵产品总汇》选择：
两台50DL12-12×6型立式多级分段式离心泵（Q=2.50L/s,H=75.00m）,一用一备。
此建筑为一类建筑，根据《规范》要求：
室内消防流量取20L/S，每根竖管最小流量10L/S，每支水枪最小流量5L/S。
建筑总高差为72米，规范规定大于80米时系统需要分区，故本建筑室内消火栓系统不分区。
管网竖向及水平成环网，且保证相邻两支消火栓水枪充实水柱同时到达室内任何部位，系统消火栓充实水柱不小于10米，栓处静水压力不大于80米，当动压超过50米时，设置减压孔板进行加压。
消防立管管径为DN100。
消火栓布置在明显、经常有人出入、而且使用方便的地方，其间距不大于30m。
地下一层设4根立管，一层至三层设6根立管，标准层设2根立管。
为了定期检查室内消火栓给水系统的供水能力，在屋顶设实验消火栓。
室内消火栓箱内设远距离启动消防泵的按钮，以便在使用消火栓灭火的同时，启动消防泵。
屋顶水箱贮有10min的消防水量24m3。
室外消火栓系统设有两个水泵结合器，以便消防车向室内管网供水。
（2）系统组成
由消防泵,消防管网,减压阀，减压孔板,消火栓和水泵接合器组成.
（3）设备及构筑物
Ⅰ区消防水泵型号ISG80-250A，两台，一用一备，流量为46.5L/S，扬程为70m,电机功率为18.5KW
Ⅱ区消防水泵型号ISG80-315A，两台，一用一备，流量为46.5L/S，扬程为110m,电机功率为18.5KW
2.2.2室内自动喷淋系统
（1）喷淋系统的选择
本综合建筑一至十五层为办公室，走道内和办公室内均设自动喷淋系统。
十六至二十层为有值班室的招待所，—1层为地下车库，根据高层建筑设计规范也需设自动喷淋系统。
根据《高层建筑防火设计规范》规定：
自动喷淋系统中管网压力超过1.2Mpa时，则需分区供水，水箱的设置高度应满足最不利喷头的静水压力为0.005MPa。
由于采用水箱供水时，需满足最不利喷头的静水压为10mH2o。
水箱底标高为83.80m，则最上层（即20层）最不利喷头处的静水压力为：
83.80-80.30=3.5mH2o<10mH2O,不符合设计规范，需要增设加压设备。
喷淋系统的增压措施为在顶层设备间里设置增压泵，增压泵的型号为80DL×2，两台，一用一备，流量9.0-18.1L/s，扬程34.2-43.2m，电机功率为13KW。
本建筑总的布置喷头个数超过800个，设两个报警阀，住宅、商场以及地下车库的喷淋共用一根立管，报警阀设在地下室，在第一层的消防控制室设水力警铃。
本建筑为一栋综合办公楼，其危险等级为中危险级，查《建筑防火设计规范》知：
设计喷水强度为6L/min*m2，作用面积为200m2。
最不利喷头处喷水压力为10mH2o，理论喷水量为26L/S。
自动喷淋系统根据喷头的形式不同可分为闭式自动喷淋系统和开式自动喷淋系统，闭式自动喷淋系统又分为湿式,干式,干湿式和预作用式四种系统。
本建筑危险等级为中危险级,宜采用闭式系统,另外该建筑地处武汉,气温较高,使用要求也不特别高,综合上面各因素,宜采用湿式自动喷水灭火系统.
该建筑采用湿式自动喷水灭火系统，报警阀设于地下一层，各层均设水流指示器和信号阀，其信号均送到一楼消防控制中心进行处理。
该建筑各层均设自动喷水系统，其动作喷头为570C,本建筑防火等级为中危险级，其喷头间距基本按3.6×3.6m的间距布置，具体情况按实际间距布置，距墙不小于0.6m,不大于1.8m.为定期进行安全检查,各层均设末段试压装置,废水就近排至污水系统。
为保证供水的安全性在室外设有2个水泵接合器.
（2）系统组成
由喷淋泵,管网,报警装置,水流指示器，喷头和水泵接合器组成.
（3）设备及材料
1喷淋泵采用ISG100-350型号，流量为27.8L/S,扬程为150m,电机功率为37KW。
2喷头：
采用玻璃球闭式喷头最小水压力为0.1Mpa，喷水量为1.33L/s；
型号为ZST-15型；
③报警阀：
选用DN150的ZSZ系列湿式报警阀ZSFZ150型；
④配水管径：
由《建筑给水排水工程》第四版管道估算表4-16确定。
（4）气体消防系统
在消防控制中心,配电房等设有CO2灭火装置,可以是瓶装的饱沫干粉灭火剂.
（5）消防管道及设备安装要求
消火栓的安装
①管材采用热浸镀锌钢管,连接采用光沟槽式机械接头。
②消火栓立管采用DN100mm,消火栓口径为65mm,水枪喷嘴口径为19mm,水龙带为麻质,直径65mm,长度25m。
③使各层消火栓出水流量接近设计值，在下层消火栓前装设减压孔板进行减压，
自动喷水管道及喷头的安装
①管材采用无缝镀锌钢管，沟槽连接。
②设置的吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水为原则，吊架距离喷头的距离应大于0.3m，距末端喷头距离应小于0.7m.
报警阀设在距离地面1.5处，且便于管理的地方，警铃应靠近报警阀安装，水平距离不超过15m,垂直距离不大于2m,宜装设在地下室。
为使喷头出水接近设计值，在下面几层压力的的横干管上装设减压孔板。
喷头全部采用570C的型号。
2.3室内排水系统
2.3.1排水方式
本建筑为办公综合楼，要求排水安全可靠，故本设计中的排水管道采用专用通气立管，对于地下室的雨水及污水可先进入集水坑再设潜污泵提升出去。
2.3.2系统组成
该系统由卫生器具，排水管道，检查口，清扫口，伸缩节，室外排水管道，检查井，潜污泵，等组成。
通气系统则为专用通气管。
2.3.3主要设备及构筑物
排污泵采用KWQ型立式污水泵,型号为50KWQ-115C,其流量Q=12m3/h,扬程为H=5.5m.
2.3.4排水管道安装要求
（1）污水立管采用双壁中空内螺旋消音塑料排水管，密封胶圈接口，各层排水支管采用普通UPVC排水管，粘接方式连接。
排除横管采用A型柔性接口铸铁管。
（2）排水立管在垂直方向转弯处，采用两个450弯头连接。
（3）排水立管穿越楼板应预留孔洞，安装时应设金属防水套管，
（4）立管沿墙敷设时，其轴线与墙面距离（L）不得小于下述规定：
DN=50mm,,L=100mm;;DN=75mm,,L=150mm;;DN=100mm,,L=150mm;;DN=150mm,,L=200mm.
（5）排水检查井中心线与建筑物外墙距不小与2m.
（6）排水检查井为0.7m*0.7m*1.5m
（7）排水立管上设检查口，隔层设一个，离地面1m。
此外，各排水横支管起始端有位置的需设清扫口，以便清通。
上面住宅可不设清扫口,需设地漏.。
（8）考虑到温度变化因素，而且层高为3.0m〈4m，排水立管上每层设一个伸缩节。
2.4雨水系统
雨水经雨水斗收集后，从立管中排出，在建筑物的外墙不设雨水口，直接沿地面排放,雨水直接进入排水检查井中，最终排入该地区的市政排水管网。
3设计计算
3.1冷水系统计算
3.1.1竖向分区
室内给水系统拟采取Ⅰ、Ⅱ、二区分区供水方式。
Ⅰ区为-1～3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，
Ⅱ区为4至23层，共19层，采用下行上给供水方式，用高位水箱供水，
即城市管网地→下贮水池水→箱泵→屋顶水箱→Ⅱ区各卫生洁具。
如图3.1给水系统图
3.1.2用水量计算
据设计资料，建筑物性质和卫生设备完善程度，依据《建筑给水排水设计规范》，编制表2-1、表2-2。
用水量标准及用水量计算如下：
用水量参数的确定：
1、办公室:
用水定额按人数计，用水定额40L/人·d，用水时间T=8小时，
2、未预见水量:
未预见水量按建筑内Qd百分数计，即按10%计算。
综合以上计算可见表3.1，3.2，3.3：
图3.1生活给水系统图
表3.1低区生活用水量
序号
用水对象
用水单位数
用水定额
Qdmax（L/d）
时变化系数
Qhmax（m3/h）
备注
1
办公室
310人
40L/人·d
12400
1.5
2.33
8h
2
会议室
32人
7L/人·d
224
1.2
0.067
4h
合计
——
——
12624
——
——
——
表3.2高区生活用水量
序号
用水对象
用水单位数
用水定额
Qdmax（L/d）
时变化系数
Qhmax（m3/h）
备注
1
住宅
350人
250L/人·d
87500
2.5
9.11
24h
3.1.3冷水管网计算
（1）办公楼给水设计秒流量计算公式
qg=0.2×
×
式中qg：
计算管段设计秒流量（L/s）
α：
根据建筑物用途确定的系数
Ng：
计算管段的卫生洁具当量总数
对于办公楼α=1.5，则qg=0.3
（2）住宅生活给水管道设计秒流量公式
qg=0.2×U×NgU=
Qg:
计算管段的设计秒流量，L/s；
U：
计算管段的卫生器具给水当量同时岀流率，%；
Ng：
计算管段的卫生器具给水当量总数；
注：
=0.01939;
表3.3生活用水总量计算表
用水对象
用水单位数
用水定额
LS
Qd
m3/d
Kh
Qh
m3/h
备注
办公室
310人
40
12.4
1.5
2.32
8h
会议室
32人
7
0.224
1.2
0.07
4h
住宅
350人
250
87.5
2.5
9.11
24h
空调补水
4.8
0.2
24h
未预见水
10.04
1.55
总水量
229
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