给排水专业毕业设计

-毕业设计说明书*综合研发实验楼给水排水系统设计 专 业 * 学生* * 班 级 * 学 号 * 指导教师 *完成日期 * . z.-*综合研发实验楼给水排水系统设计摘 要：本设计是*综合研发实验楼给水排水系统设计，主要包括给水系统、排水系统、消防系统和屋面雨水系统四个局部。给水系统采用分区供水的供水方式，一-五层为低区，由市政管网直接供水，六到十七层为高区，采用水泵联合屋顶水箱的供水方式，这种供水方式可以有效的保证高区的生活用水。排水系统采用的是污、废合流制，一层单独排放，二层至十七层排水立管设伸顶通气管及专用通气管，根据设计原始资料，污废水可直接排入市政污水管网。消防系统按照标准要求设计成消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统合用的灭火方式，在建筑屋顶设置消防水箱，水箱内应贮存10min的室内消防用水量，在地下室设置消防水泵和消防贮水池。雨水采用的是天沟外排水系统，雨水直接排向市政雨水管网。本设计中给水管道采用PP-R管，污水和雨水管道采用PVC-U管，消防系统管道采用镀锌钢管。设计过程中进展了相关系统方案的优选与确定、平面布置和计算以及生活水泵及消防水泵的选型。最后使用AutoCAD绘制了各个系统的平面施工图、系统图、大样图并编制了设计说明计算书。关键词：综合研发实验楼；给水系统；排水系统；消防系统；雨水系统. z.-The Design of the Water-supply and Drainage System for a prehensive research and development laboratory buildingAbstract:This project is thewater-supply and drainage system design of a prehensive research and development laboratory building，includingwater-supply system,drainage system, fire protection system and roof rainwater system.Water-supply system adopt the way of zone water supply:the 1st to 5th floor for the low area, directly by the municipal pipe network water;the 6th to 23th floor for the high area, using thewater supplyofpumpsbinedroof water tank,which can effectively guarantee the domestic water of the high area.The drainage of the 2nd to 23th floor is set with e*tended roof ventilation pipes and a dedicated air pipe, according to the design of the original data, sewage-waste water can be discharged into the municipal sewer network directly.According to the regulatory requirements,the fire-fighting system is designed to the fire hydrant system and automatic sprinkler system.In the roof of the building sets a fire water tank,which should be stored interior fire water 10min.Sets fire pumps and fire tank in the basement.Rainwater is used gutter drainage system outside,and discharged directly to the municipal storm sewer system.This design is in the application of PP-R pipe for water supply pipeline, sewage and storm water pipes with PVC-U pipe, fire protection system piping using galvanized steel pipe.Duringthe thedesign process,I haveoptimizated and identificated the related systems programs,planed the layout and calculated,and selected the domestic water pumps and fire pumps.Lastly,I have drawn flat construction drawing,system diagram and detail drawing,and worked out design account book.Keywords:a prehensiveresearch and development laboratory building;water-supplysystem;drainagesystem;fire-fighting system;rainwater systems. z.-目录前言11设计说明51.1室内给水工程冷水5室内给水系统给水方式比拟和选择51.1.2给水系统组成61.1.3管道及设备安装要求61.1.4地下室贮水池71.2室内排水工程8高层建筑排水特点8室内排水系统的分类81.2.3建筑物内部排水系统方案选择81.2.4排水系统组成91.2.5排水管道的安装要求91.2.6提升设备101.3室内消防工程101.3.1高层建筑的消防特点101.3.2消防给水系统的分类101.3.3消防给水系统的选择111.3.4消火栓的布置121.3.5消火栓给水系统的组成131.3.6自动喷水灭火系统131.3.7其他灭火设施的比拟和选择141.4屋面雨水排水系统15高层建筑屋面雨水的排除方式及要求15建筑雨水排水系统的组成和选择152 工程概况172.1 设计题目172.2设计的原始资料172.2.1图纸资料172.2.2文字资料172.3设计深度172.4设计范围183 设计计算书193.1 给水系统计算193.1.1给水系统竖向分区193.1.2用水量计算193.1.3冷水管网水力计算193.1.4屋顶生活水箱的计算263.1.5地下生活贮水池计算273.1.6生活水泵选择283.1.7校核水箱安装高度283.2消火栓给水系统计算293.2.1消火栓布置293.2.2水枪枪口所需压力及出流量293.2.3水带阻力303.2.4消火栓口所需压力303.2.5消防管网水力计算303.2.6消防水泵323.2.7消火栓减压装置设置323.2.8增压设备333.2.9消防贮水池343.3自动喷水灭火系统的设计计算353.3.1设计根本数据353.3.2喷头的选用和布置353.3.3 消防贮水池373.3.4 自动喷水系统消防水泵的选择373.3.5 高位消防水箱计算373.3.6地下室贮水池373.4建筑内部排水系统的计算383.4.1计算公式及参数383.4.2卫生器具的排水流量、当量和支管管径383.4.3相关规定383.4.4水力计算393.4.5排水立管水力计算40. z.-3.4.6立管底部和排出管计算413.5建筑屋面雨水天沟外排水系统的设计计算413.5.1高层建筑屋面雨水管道设计流态选择413.5.2设计雨水量计算413.5.3天沟设计校核413.5.4雨水斗的选用423.5.5雨水立管的选用423.6生活给水系统的概预算433.6.1工程量计算规则433.6.2工程费用的组成453.6.3工程生活给水系统的概预算463.6.4工程量清单编制依据46设计总结50参考文献51附录52致53. z.-前 言随着高层建筑的快速开展，高层建筑给水排水工程越来越受到人们的重视。高层建筑有别于低层建筑，具有层数高、高度高、振动源多、用水要求高、排水量大等特点，因此必须采取适当的技术措施，才能确保给水排水系统的良好公况，满足各类高层建筑的功能要求。近年来，高层建筑给水排水工程在理论与实践方面都取得了很大的开展4。在日常生活中，每人每天大约需要2L水才能维持正常的生存，加上饮用和清洁卫生方面的需要，至少需要50200L水才能维持正常的生活。当前，兴旺国家的城市居民用水量更大，每人每天约需40500L水，最高的超过800L。所以。没有足够的生活用随，人们不禁难以维持正常的生活，更谈不上提高物质文化生活水平。高层建筑给水工程的任务主要是解决建筑内部的生活、生产、消防用水问题，以满足日常生活、生产、保障人身和财产的平安。而高层建筑排水工程的任务，主要把建筑内部生活和生产过程中所产生的污水废水及时地排到室外排水系统中去，同时解决屋面雨水的排出问题。建筑给水排水是给水排水中不可缺少而又独具特色的组成局部。与城镇给水排水、工业给水排水共同组成完整的给水排水体系。建筑给水排水工程又是建筑工程的有机组成局部，它和建筑学、建筑构造、建筑供暖与通风、建筑电气、建筑燃气等工程共同构成可供使用的建筑物整体。在满足人们舒适的卫生条件，促进生产的正常运行和保障人们生命财产的平安方面，建筑给水排水起着十分重要而又不可缺少的作用，建筑给水排水工程的完善程度，是建筑标准等级的重要标志之一2。建国以前我国建筑给水排水的工程设计根本依据欧美的标准，建国后我们一般倒，完全采用前苏联的标准，特别是20世纪50年代前苏联援建的159个工程的实施，使前苏联的建筑给水排水技术得以在我国全面推广。我国高层建筑起步较晚，在20世纪70年代以前，仅有，*和*等几个城市建有为数不多的高层建筑。但进入20世纪80年代以来，高层建筑在我国得到了快速开展1。我国的建筑给水排水开展经历了3个阶段。第一为房屋卫生技术设备阶段；第二是室内给水排水和热水供给工程阶段；第三建筑给水排水工程阶段。建筑给水排水工程阶段时间从1986年开场至现在，建筑给水排水专业迅速开展，并显示以下几个方面：（1） 在规划、设计、施工、安装、管理等方面，经过专业培训，从事专业工作的技术队伍已经有了几十年的实践经历，积累了正、反两方面的经历。（2） 在技术方面，高层建筑和特大型公共建筑的大量兴建继续推进建筑给水排水技术的迅速开展，而且在开展的深度和广度方面到达了前所未有的深度和广度。. z.-1 设计说明目前，关于高层建筑的划分国际尚无统一的标准，各国根据本国的经济条件和消防装备情况，规定了本国高层建筑的划分标准。我国高层民用建筑设计防火标准规定：十层和十层以上的住宅包括低区设有商业效劳网点的住宅或建筑高度超过24m的其他民用建筑为高层建筑。对于高层工业建筑，我国规定建筑高度超过24m的两层及两层以上的厂房为高层建筑，而建筑高度超过24m的单层厂房不属于高层建筑物3。建筑高度是指建筑物室外地面到其檐口或女儿墙的高度。屋顶的瞭望塔、水箱间、电梯机房、排烟机房和楼梯出口小间等不计入建筑高度和层数内。住宅的地下室、半地下室的顶板高出室外地面不超过1.5m者，不计入层数内1。1.1 室内给水工程冷水建筑给水系统是指建筑给水入口室外水表筋含水表井，一般距建筑外墙1.55.0m以内全部给水含消防给水系统1。建筑内部给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，选用使用、经济、合理的最正确供水方式，经配水管送至室内各种卫生器具、用水嘴、生产装置和消防设备，并满足用水点对水量、水压和水质要求的冷水供给系统2。1.1.1 室内给水系统给水方式比拟和选择1.1.1.1 方案比拟 高层建筑竖向分区给水方式有串联给水方式、并联给水方式和减压给水方式1。1串联给水方式；各分区均设有水泵和水箱，上区的水泵从下区的水箱中抽水工上区用水的给水方式。优点：各区水泵的扬程和流量按本区需要设计、使用效率高、能源消耗较小，且水泵压力均衡，扬程较小，水锤影响小；另外，不需要高压泵和高压管道，设备和管道较简单，投资较省。适用于允许分区设置水泵和水箱的各类高层建筑或建筑高度超过100m的高层建筑3。2并联给水方式有a.有水箱并联给水方式b.无水箱并联给水方式A.有水箱并联给水方式：优点：各区独立运行，互不干扰，供水平安可靠；水泵集中布置，便于维护管理；水泵效率高，能源消耗较小；水箱分散设置，各区水箱容积小，有利于构造设计。缺点：管材耗用较多，且需要高压水泵和管道，设备费用增加；水箱占用楼层的使用面积，影响经济效益3。采用这种给水方式供水，低区水箱进水管上宜设减压阀，以防浮球阀损坏和减缓水锤作用。B.无水箱并联给水方式：水泵集中设置在建筑物的底层或地下室中，各个分区都是独立的供水系统，供水平安可靠，便于管理，且建筑内不设水箱3。3减压给水方式有a.有水箱减压给水方式b.无水箱减压给水方式A.有水箱减压给水方式：优点：水泵台数少，管理简单，投资较省，设备布置集中，维护管理简单。缺点：下去供水受上区供水限制，供水可靠性不如并联. z.-供水方式；另外，建筑内全部用水均要经水泵提升至屋顶总水箱，不仅能源消耗较大，而且水箱容积大，对建筑额定构造和抗震不利。这种方式适用于允许分区设置水箱，电力供给充足，电价较低的各类高层建筑4。B.无水箱减压给水方式：采用统一的设备供水，在低区供水系统管路上设置减压阀，以保证各区所需的供水压力。是目前建筑高度小于100m的高层建筑供水方式的主流5。1.1.1.2 方案选择 室外市政管网常年工作压力为0.27MPa27m水柱。 按下式粗略估算室内所需压力： H=12+(n-2)4 (n2) 式中： H室内所需压力，米水柱 n层数 经计算室外市政管网压力可供至5楼，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。楼高53.2m，假设直接采用水泵水箱给水系统，下部几层供水压力将超过0.45MPa，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。室外给水管网常年可资用水头有0.27MPa可考虑直接向15层直接供水。经方案比拟，室内给水系统拟采用分区供水方式，分为高、低两区。高区6层及6层以上采用上行下给供水方式，即城市管网地下贮水池水泵屋顶水箱高区各层用水点。低区地下一层至地上5层采用下行上给供水方式，即城市管网直接供低区各用水点。1.1.2 给水系统组成 整个系统包括引入管、水表节点、给水管网和附件，此外，还包括高区所需的地下贮水池、加压泵、屋顶水箱5。1.1.3 管道及设备安装要求4（1） 给水管材采用硬聚氯乙烯管。室内生活给水管道宜布置成枝状管网，单向供水。（2） 各层给水管道采用暗装敷设，支管以2%的坡度坡向泄水装置。（3） 给水管与排水管平行，穿插时，其距离分别大于0.5m和0.15m，穿插处给水管在上。（4） 城市管网断水时，屋顶水箱供水至底层各用水点。（5） 管道穿越墙壁时，需预留孔洞，孔洞尺寸采用d+50mmd+100mm,管道穿过楼板时应预埋金属套管。（6） 在立管和横管上应设闸阀，当d50mm，采用截止阀；d50mm，采用闸阀。（7） 给水管连接方法采用粘结。（8） 水泵根底应高出地面0.2m，水泵采用自动启动。（9） 塑料给水管道在室内宜暗敷。明设时立管应布置在不易受撞击处，如不能防止时，应在管外加保护措施。（10） 干管应布置在用水量大或不连续供水的配水点附近，设两条或两条以上引入管。管道不得穿越生产设备根底，也不宜穿过伸缩缝、沉降缝，假设要穿过，应采取保护措施。管道不允许布置在烟道、风道和排水沟内。（11） 从城镇给水管网的不同管段接出两路及两路以上的引入管，且与城镇给水管形成环状管网的小区或建筑物，在其引入管上。给水管道与其他管道和建筑构造的最小间距见表1-1，需进入检修的管道井，其通道不宜小于0.6m。管井应每层设外开检修门。表1-1 给水管道与其他管道和建筑构造之间的最小净距给水管道名称室内墙面mm地沟壁和其他管道mm梁、柱、设备mm排 水 管备 注水平净距mm垂直净距mm引入管1000150在排水管上方横干管10010050且此处无接头500150在排水管上方立 管管径25323250357510050125150601.1.4 地下室贮水池本设计中贮水池为本设计中贮水池为生活与消防共用贮水池。贮水池是调节和储藏水量的构筑物，在建筑工程中经常要用到。当生活贮水池与消防贮水池合用时，要有相应的技术措施来保证消防用水不受影响15。本设计中合建的贮水池采用隔墙法来保证消防用水。在贮水池出水增加了一道带底孔过流的隔墙，贮水池内的水由隔墙底孔流出进入消防水泵吸水井，由隔墙底孔过流来保证贮水池底部不出现死水，由溢流墙来保证消防水位。此方法既能保证水质，又能保证水量。图1-1 隔墙法设置贮水池1.2 室内排水工程1.2.1 高层建筑排水系统的特点3 高层建筑排水系统，既要求能将污水平安迅速地排除到室外，还要尽量减少管道内的气压波动，防止管道系统水封被破坏，防止排水管道中的有毒有害气体进入室内。高层建筑中卫生器具多，排水量大，且排水立管连接的横支管多，多根横管同时排水，由于水舌的影响和横干管起端产生的强烈冲激流使水跃高度增加，必将引起管道中较大的压力波动，导致水封破坏，室内环境污染。为防止水封破坏，保证室内的环境质量，高层建筑排水系统必须解决好通气问题，稳定管内气压，以保持系统运行的良好工况。同时，高层建筑排水系统还有如下特点：1） 由于高层建筑体量大，建筑沉降可能引起出乎管平坡或倒坡。2） 暗装管道多，建筑吊顶高度有限，横管敷设坡度受到一定的限制。高层建筑中建筑底层排水管道内压力波动最大，为了防止发生水封破坏或因管道堵塞而引起的污水倒灌等情况，建筑物一层和地下室的排水管道应与整栋建筑的排水系统分开，采用单独的排水系统。1.2.2 室内排水系统的分类a.按污废水在排放过程中的关系：分为合流制和分流制两种5分流制：指粪便污水与生活废水，在建筑物内局部开用管道排至室外6。合流制：指粪便污水与生活废水在建筑物内部混合用同一根管道排至室外。 b.按系统通气方式：分为单立管排水系统、双立管排水系统和三立管排水系统5。单立管排水系统指只有一根排水立管，没有专门通气立管的系统。双立管排水系统，由一根排水立管和一根只用通气立管组成。适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。三立管排水系统是由三根立管组成，分别为生活污水立管、生活废水立管和专业通气立管。适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层、高层建筑。1.2.3 建筑物内部排水系统方案选择本建筑属于一类高层建筑物，室外有完备的市政排水、雨水管网。污水、雨水可直接排入市政管网。排水系统采用合流制双立管排水系统。为了防止上层卫生洁具大量排水时，在主管中形成冲击流，造成回压，使污水从底层卫生洁具存水弯中喷出，一楼的污废水单独排出。由于建筑高度高度及每根排水立管所承当的排水当量数较大，为使排水管道中气压波动稳定，防止管道水封破坏，在建筑屋顶设有伸顶通气管，排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气连通。初步拟定排水系统简图1-2为：图1-2 生活排水系统的比拟方案比拟：方案二设有专门的通气立管，通气能力较方案一好。本工程采用合流制双立管排水系统。选择方案二。1.2.4 系统的组成该系统由卫生器具，排水管道，检查口，清扫口，室外排水管道，检查井，节水井、通气管等组成6。本设计中的卫生器具有蹲便器、坐便器、小便器、洗涤盆、洗手盆。1.2.5 排水管道的安装要求5 a.排水管材采用硬聚氯乙烯管UPVC，室外采用DN300混凝土管； b.排水管与室外排水管连接处设置检查井，检查井至建筑物距离不得小于3m； c.当层高小于或等于4m时，污水立管和通气立管应每层设一伸缩节。污水横支管、横干管、器具通气管的直线管段大于2m时，应设伸缩节，但伸缩节之间最大间距不得大于4m； d.立管宜每6层设一个检查口，离地面1m处。各横支管起端应设清扫口以便清扫； e.排水立管在垂直方向转弯处设两个45度弯头连接； f.排水管穿楼板时应预留孔洞，安装时应设金属防水套管； g.立管沿墙敷设时，其轴线与墙距离L不得小于以下规定：DN50mm,L=100mm;DN75mm,L=150mm; h.集水井、化粪池参照给排水标准图集，化粪池与建筑物的距离不得小于5m； i.排水立管应设置在靠近杂志最多和排水量最大的排水点处，尽快地接纳和排除横支管排出的污水，以减少管道的堵塞时机；污水管道的布置应尽量减少不必要地转弯及曲折，尽量作直线连接； j.排出管道应以最短距离通至室外。排除管道容易堵塞，埋设在室内的管道不宜太长，否则，除清通和检修不便外，还将加大室外管道的埋深。1.2.6 提升设备工业和民用建筑的地下室、人防建筑、高层建筑的地下技术层和地下铁道等处标高较低，在这些场所产生、收集的污废水不能自流排至室外的检查井，须设污废水提升设备。1.3 室内消防工程1.3.1 高层建筑的消防特点5对于高层建筑而言，完善的室内消防设施是保证建筑正常使用的前提。高层建筑火灾扑救不同于一般低层建筑，很难靠外部力量进展扑救。高层建筑具有：1起火因素多；2火势猛；3火灾扑救困难；4人员疏散困难；5经济损失大等特点。因此，高层建筑一旦发生火灾，立足于自救显得尤为重要。高层建筑的消防立足于自救的两层含义，一是在发生火灾时要满足消防所需的压力，二是要保证在消防期间有足够的消防水量5。1.3.2 消防给水系统的分类21.3.2.1 按系统供水范围划分 分为独立的室内消火栓给水系统和区域集中的消火栓给水系统两种。a.独立的室内消防给水系统即每栋高层建筑设置一个室内消防给水系统。这种系统平安性较高，但是设备数量多、分散，不利于维护管理，相应的投资也较高b.区域集中消防给水系统用于集中建立的高层建筑，贮水池、水泵集中在一起设置，再由室外消防管网分配到各个建筑内的消防系统。这种给水系统设备集中设置、数量少，便于维护管理，有利于节约投资。缺点是供水平安性差，一旦加压泵站出现故障将会影响到所有建筑。1.3.2.2 按消防给水压力分类a.常高压系统是指管网内经常保持灭火所需的水量、水压，不需启动升压设备，可以直接使用灭火设备救火。b.临时高压系统本设计为临时高压消防给水系统。消防管网内平时水压不高，在水泵房内设有高压消防水泵，火灾时启动高压消防水泵，满足管网消防水压、水量要求。1.3.2.3 按灭火方式不同分类a.消火栓给水系统 是把室内或室外给水系统提供的水量，经过加压输送到用于扑灭建筑物内的火灾而设置的固定灭火设备。b.自动喷水灭火系统 是一种在发生火灾时，能自动翻开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。本设计楼层总高为53.2m。面前，在我国100m以下的高层建筑中，自动喷水灭火系统主要用于消防要求高、火灾危险大的场所。因此，本设计选用消火栓给水系统。1.3.3 消防给水系统的选择根据高层民用建筑设计防火标准GB 50045-952005年版，本设计中的23层住宅建筑属于一类居住建筑，设置室内室外消火栓给水系统8。消火栓系统的设计遵循以下原则：消火栓给水系统与其他给水系统分开独立设置。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。 室外设置水泵接合器，水泵接合器的数量按室内消防用水量的计算确定。A.本设计的对象是17层的1类高层建筑，高度超过50m，但低于100m。面前在我国100m以下的高层建筑中自动喷水灭火系统主要应用于消防要求高、火灾危险性大的场所；100m以下的建筑主要以消火栓给水系统为主。考虑到本设计中存在地下一层，要设置自动喷水灭火系统。故本设计选用设消防水泵和水箱的室内消防给水系统。此系统适用于室外管网的水量和水压经常不能满足室内消火栓给水系统的初期火灾所需水量和水压的情况。B.基于以上所述，进展方案比拟：根据标准，室内消防流量取40L/s地下一层设有自动喷水灭火系统，消防流量取30L/s，每根竖管最小流量取15L/s，每支水枪最小流量取5L/s。建筑的火灾延续时间按3h计算。在火灾发生初期10min用水直接取之于消防给水箱，并设置止回阀8。后期由消防泵加压供水消防。方案二为分区给水设计，高层与低层单独设消防泵，供水可靠，而且低层不需设减压设备。但消防管网布置复杂，管路较多，阀门众多，费用高；方案一不分区供水，在低层消火栓口设置减压孔板以降低栓口压力。本设计是17层一类高层建筑，总楼高53.2m。根据建筑给排水设计手册规定消防栓的最大静水压力不超过0.8MPa，本设计无需分区消防供水，用消防泵直接供水满足条件。所以最终采用方案一。图1-3 消防给水系统的比拟1.3.4 消火栓的布置4（1） 应设消防给水的建筑物，其各层无可燃物的设备层除外均应设置消火栓；（2） 室内消火栓的布置，应根据要求，保证有两支水枪或一支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位；（3） 消防电梯前室应设室内消火栓；（4） 室内消火栓应设在明显易于取用地点。栓口离地面高度为1.1m；（5） 消火栓的间距应由计算确定。同一建筑物应采用统一规格的消火栓、水枪和水带。每根水带的长度不应超过25m；（6） 设有室内消火栓的建筑，如为平屋顶时，宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓；（7） 高位水箱不能满足最不利点消火栓水压要求的建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并应有保护设施；（8） 当消防水枪射流量小于3L/s时，应采用50mm口径的消火栓和水带，喷嘴1316mm的水枪。大于3L/s时，宜采用65mm口径的消火栓和水带，喷嘴19mm的水枪。（9） 室内消火栓应采用同一型号。消火栓口径应为65mm，水龙带长不超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。（10） 当室内要求两股充实水柱同时到达任何部位时，一般均用单出口消火栓进展布置。1.3.5 消火栓给水系统的组成建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增压水泵组成6。1） 消火栓设备；由水枪、水带和消火栓组成，均安装于消火栓箱内。水枪一般为直流式，喷嘴口径有13、16、19mm三种。水带口径有50、65mm两种，长度一般为15、20、25、30m四种。消火栓均为内扣式接口的球形阀式龙头，有单出口和双出口之分。2） 水泵接合器；是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一般由消防给水管网水平干管引出，另一端设于消防车易于接近的地方6。3） 消防水池；用于无室外消防水源情况下，贮存火灾持续时间内的室内消防用水量。4） 消防水箱；消防水箱对扑救初期火灾起着重要作用，为确保其自动供水的可靠性，应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱；消防用水与其他用水合并的水箱，应有消防用水不作他用的技术措施；水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压要求，且应贮存10min的室内消防用水量。1.3.6 自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等组成7。根据喷头的常开、闭形式和管网充水与否分为湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用喷水灭火系统、雨淋喷水灭火系统和水幕系统5种形式。建筑物防火标准规定：建立高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房的以下部位，除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外，应设自动喷水灭火系统。包括：公共活动用房；走道、办公室和旅馆的客房，可燃物品库房；高级住宅的居住用房；自动扶梯底部和垃圾道顶部。本设计采用湿式自动喷水灭火系统如图1-42，湿式自动喷水灭火系统管网中充满有压水，当建筑物发生火灾，火点温度到达开启闭式喷头是，喷头出水灭火。该系统具有灭火及时扑救效率高的优点。图1-4 湿式自动喷水灭火系统工作原理流程图 湿式自动喷水灭火系统主要由闭式喷头、湿式报警阀、报警装置水流指示器、水力警龄、压力开关、管网及供水设施等组成。湿式喷水灭火系统管网内充满有压水，发生火灾后，当温度升高到喷头开启温度时，喷头的感温元件爆裂或闭锁熔化脱落，水即从喷头喷出灭火，同时发出火警信号2。1.3.7 其它灭火设施的比拟和选择因建筑物使用功能不同，其内的可燃物质各异，因此，仅使用水作为消防手段不能到达扑救火灾的目的，甚至还会带来更大的损失。应根据可燃物的物理、化学性质，采用不同的灭火方法和手段，才能到达预期的目的。本工程属于一类高层建筑物。本工程的作用包括办公室、实验室、软件中心等，建筑物内包含了昂贵的电器设备和重要的文件资料，仅使用水作为消防手段会带来更大的损失，所以在消火栓中配备了其它灭火设施。a） 干粉灭火器；以氮气为动力，将筒体内干粉压出。适宜于扑救石油产品、油漆、有机溶剂火灾。它能抑制燃烧的连锁反映而灭火。也适宜于扑灭液体、气体、电气火灾干粉有5万伏以上的电绝缘性能。有的还能扑救固体火灾。b） 二氧化碳灭火器；以高压气瓶内储存的二氧化碳气体做为灭火剂进展灭火，二氧化碳灭火后不留痕迹，适宜于扑救贵重仪器设备，档案资料，计算机室内火灾，它不导电也适宜于扑救带电的低压电器设备和油类火灾，但不可用它扑救钾、钠、镁、铝等物质火灾。c） 1211灭火器；1211灭火器是一种高效灭火剂。灭火时不污染物品，不留痕迹，特别适用于扑救精细仪器、电子设备、文物档案资料火灾。它的灭火原理也是抑制连烧的连锁反响，也适宜于扑救油类火灾。d） 泡沫灭火器；目前主要是化学泡沫，将来要开展空气泡沫，泡沫能覆盖在燃烧物的外表，防止空气进入。它最适宜扑救液体火灾，不能扑救水溶性可燃、易燃液体的火灾如：醇、酯、醚、酮等物质和电器火灾。 比拟以上灭火器的特点以及使用范围，决定在消火栓内配备二氧化碳灭火器和1211灭火器。1.3.8 消防管道安装布置a消火栓给水管道的安装与生活给水管道根本一样。b管材采用无缝钢管，沟槽式机械接头。c为了使每层消火栓的出水流量接近设计值，在栓口静压超过0.5MPa的消火栓前设置减压孔板或采用减压稳压消火栓。d消火栓口离地高度为1.1m。e临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施。f消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位。每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定，但不应小于100mm。1.4屋面雨水排水系统1.4.1 高层建筑屋面雨水的排除方式及要求1降落在建筑物屋面的雨水和雪水，特别是暴雨，在短时间内会形成积水，需要设置屋面雨水排水系统，有组织、有系统地将屋面雨水及时排除到室外，否则会造成四处溢流或屋面漏水，影响人们的生活和生产活动。屋面雨水排水系统主要用于排除降落在屋面的雨水和屋面降雪的融化水，保证屋面降水及时排除，防止屋面积水而形成水患。屋面雨水的排除方式按照雨水道的位置分为内排水系统和外排水系统。排除方式的选择应根据建筑物的类型、建筑构造型式、屋面面积的大小、当地的气候条件以及生产生活要求，并通过经济技术比拟确定。一般情况下，高层建筑多采用内排水系统，但对于建筑立面没有严格要求的高层住宅也可以采用外排水系统。高层建筑屋面雨水排除的要求：1高层建筑屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于50年重现期的雨水量。2高层建筑屋面雨水排水宜按重力流设计。3工业厂房、库房、公共建筑的大型屋面雨水排水宜按压力流设计。4高层建筑裙房屋面的雨水应单独排放。5高层建筑重力流雨水排水系统宜采用承压塑料管、金属管。压力流排水系统使用的管材与多层建筑没有区别，宜采用内壁光滑的带内衬的承压排水铸铁管、承压塑料管和钢塑复合管等，其管材工作压力应大于建筑物净高度产生的静水压。用于压力流排水的塑料管，其管材抗环变形外压力应大于0.15MPa。1.4.2 建筑雨水排水系统的组成和选择1.4.2.1 建筑雨水排水系统的组成 1普通外排水普通外排水由檐沟和铺设在建筑物外墙的立管组成。降落到屋面的雨水沿屋面集流到檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外的地面或雨水口。见图1-5。根据降雨量和管道的通水能力确定1根立管效劳的屋面面积，在根据屋面形状和面积确定立管的间距。普通外排水适用于普通住宅、一般的公共建筑和小型单跨厂房3。图1-5 普通外排水系统图2天沟外排水天沟外排水由天沟、雨水斗和排水立管组成。天沟设置在两跨中间并坡向端墙，雨水斗设在伸出山墙的天沟末端，也可设在紧靠山墙的屋面。立管连接雨水斗并沿外墙布置。降落到屋面上的雨水沿坡向天沟的屋面聚集到天沟，在沿天沟流至建筑物两端，流入雨水斗，经立管排至地面或雨水斗3。见图1-6。图1-6 天沟外排水系统图表1-2 外排水系统的特点技术情况檐沟外排水天沟外排水特点雨水系统各局部均设于室外，室内不会在由于雨水系统的设置而产生水患选择条件适用于小型低层建筑，室外一般不设置雨水管渠用于大面积厂房屋面，室外常设有雨水管渠1. 室内不允许设置雨水管道2. 室内不允许进雨水3. 天沟长度一般不大于50m，经计算可延长4. 有条件时应尽量采用 3内排水内排水系统一般有雨水斗、连接收、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和附属构筑物几局部组成。降落到屋面上的雨水，沿屋面流入雨水斗，经连接收、悬吊管、流入立管，在经排出管流入雨水检查井，或经埋地干管排至室外雨水管道。对于*些建筑物，由于受建筑构造形式屋面面积、生产生活的特殊要求以及当地气候条件的影响，内排水系统可能只有其中的局部组成2。内排水系统适用于跨度大、特别长的多跨建筑物，子屋面设天沟有困难的锯齿形，壳形屋面建筑，屋面有天窗的建筑，建筑立面要求高的建筑，大屋面建筑及寒冷地区的建筑，在墙外设置雨水排水立管有困难时，也可考虑采用内排水形式1。1.4.2.2 建筑雨水排水系统的选择 本设计属于十七层一类高层建筑物，结合屋面平面图和标准层平面图，本设计屋面雨水采用天沟外排水系统。天沟外排水管道不穿过屋面，排水平安可靠，不会因施工不善而造成屋面漏水或检查井冒水。而且节省管材，施工方便。天沟应以建筑物伸缩缝、沉降缝和变形缝为屋面分水线，并在分水线两侧分别设置。天沟外排水由天沟、雨水斗和排水立管组成。天沟设置在两跨中间并坡向端墙，雨水斗设在伸出山墙的天沟末端，也可设在紧靠山墙的屋面。立管连接雨水斗并沿外墙布置。降落到屋面的雨水沿坡向天沟的屋面聚集到天沟，在沿天沟流至建筑物两端山墙、女儿墙，流入雨水斗，经立管排至地面或雨水井。2 工程概况2.1 设计题目*综合研发实验楼给水排水系统设计2.2 设计的原始资料2.2.1 图纸资料a.地下一层平面图1:150；地面标高-4.500m，用作地下车库，同时还有水泵房，消防水池，暖通机房等一些构筑物。b.一层平面图1:150；地面标高0.000m；层高5.20m；c.二层十七层平面图1:150；每层层高取3.0m；d.顶层平面图1:150；顶层有水箱间。2.2.2 文字资料a.建筑所在地为*。设计使用年限为50年。b.建筑性质为综合研发实验楼。主楼十七层，地下一层，地上十七层，其中地下一层平时为汽车库，一至十七层为实验室、办公室、会议室等，屋顶为电梯机房及高位水箱间。属一类高层建筑。c.给水水源：该建筑以城市给水管网为水源，市政供水压力为0.27MPa，水质满足国家生活饮用水标准，不得从管网直接抽水。当地最大冻土深度-0.45m，室内外高差1.30m。d.排水条件：室外有完备的市政排水、雨水管网。污水、雨水可直接排入市政管网。e.卫生设施：办公楼设有卫生间男卫和女卫以及开水间。未预见水量：按日用水量的15计算。2.3设计深度1符合施工和安装要求；2能据以编制施工图预算；3能据以安装材料、设备订货及各非标准设备的制作；4能据以竣工验收。由原始资料可知，本建筑高53.2m，属一类高层建筑，所有给水排水要求均按高层建筑要求进展。室外市政管网的管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m。本设计室外市政管网的管顶标高为1.9m。根据建筑物的性质、用途，室内设有完善的给水排水卫生设备及自动消防设备，每个消火栓内设电钮，消防工作时，破玻直接启动消防泵；自动洒水系统通过温感自开工作。生活用水泵要求自动启动。管道中的立管均敷设在管井内，而水平管则视情况可明敷可暗敷。2.4 设计范围1方案优选2给水系统设计计算3排水系统设计计算4消防系统设计计算5雨水系统设计计算6概预算可只选其中一套系统计算综合国内外研究综述，结合本设计工程实际情况，做有如下的设计：1给水方面，分为两区，1-5层为低区，由室外市政给水管网直接供水，管网布置采用下行上给式；6-17层个高区，水箱减压阀供水；2排水方面，分为高、低两区，高区二到十七层采取集中排水，低区一层采取单独排放，并就近排至户外。高区排水立管设有专用通气管；3消防方面，用水泵水箱联合供水的临时高压消防给水系统，水灾初期10min消防用水，贮在高位水箱内；火灾延续时间内消防用水贮在贮水池中，火灾延续时间为3h；4雨水排水方面，采用天沟外排水系统。随着科学技术水平的不断提高，相信更加优化更加节能人性化的设计势必会被研究开展，也更会有更加适合本工程建筑的给水排水工程系统设计，限于能力水平有限，设计中错漏在所难免，恳请指正。3 设计计算书3.1 给水系统计算3.1.1 给水系统竖向分区本设计为一类高层建筑物，经计算室外给水管网水压可供至第5层。故竖向分两个区：5层及5层以下为低区，以上为高区。高区6层及6层以上采用上行下给供水方式，即城市管网地下贮水池水泵屋顶水箱高区各层用水点。低区地下一层至地上5层采用下行上给供水方式，即城市管网直接供低区各用水点。高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区压力应符合以下要求6： (1)各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa； (2) 静水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管)，宜设减压或调压设施； (3)各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。3.1.2 用水量计算 本设计为*综合研发实验楼给水排水系统设计，根据设计资料、建筑物性质和卫生设备完善程度，依据建筑给水排水设计标准，进展设计计算。 生活用水定额30-50L/每人每班，取50L/每人每班；使用小时数为8h；小时变化系数1.5-1.2，取1.56。 办公人数按N=A/a确定，A为有效面积，a=5-7m2/人，取a=7。3.1.3 冷水管网水力计算 1设计秒流量计算公式 3-1 式中qg为计算管段设计秒流量L/S；a为根据建筑物用途确定的系数，该建筑取a=1.5；Ng为计算管段卫生洁具当量总数。 使用公式3-1时应注意以下几点2：1） 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值采用。3） 有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量以0.5计，计算得到的qg附加1.20L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量。 2给水管网和水表水头损失的计算a.给水管道的沿程水头损失 3-2 式中：hi沿程水头损失，kPa； L管道计算长度，m；i管道单位长度水头损失，kPa/m。在计算中可直接使用水力计算表查的，根据由管段的设计秒流量qg，控制流速v在正常范围内，查出管径和单位长度的水头损失i。b.给水管道的局部水头损失6局部水头损失计算公式为 (3-3)式中：hi管段局部水头损失之和，kPa；管道局部阻力系数；v沿水流方向局部管件下游的流速；g重力加速度，m/s2。在实际工程中给水管网的局部水头损失一般不详细计算，采用管件当量法计算或沿程水头损失的百分率计。局部水损一般按30%计算。 表3-1 卫生器具的给水额定流量、当量、连接收公称管径和最低工作压力表卫生器具名称额定流量L/s)当量数/Ng连接收公称管径mm)最低工作压力(MPa)洗涤盆单阀水嘴0.201150.050大便器冲洗水箱0.100.50150.020小便器手动0.100.50150.050洗脸盆单阀水嘴0.150.75150.050注：洗涤盆为单阀水嘴，大便器为冲洗水箱浮球阀，小便器为手动冲洗阀，洗脸盆为单阀水嘴c.给水管道管径确实定5在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求定管径： 3-4 3-5 式中：qg计算管段的设计秒流量，m3/s；dj计算管段的管内径，m；v管道中的水流速，m/s。当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，使建筑内给水系统所需压力增大。而流速过小，又将造成管材的浪费。考虑以上因素，建筑物内的给水管道流速一般按下表选取，但最大不超过2m/s。表3-2 生活给水管道的水流速度公称直径/mm15-2025-4050-7080水流速度m/s1.01.21.51.82。d.水表水头损失的计算10水表水头损失的计算是在选定水表的型号后进展的。水表的选择包括确定水表类型及口径。水表的水头损失可按下式计算： (3-6)式中:hd水表的水头损失，kPa；qg计算管段的给水设计流量，m3/h；Kb水表的特性系数，一般由生产厂提供。e.特殊附件的局部阻力（1） 管道过滤器水头损失一般宜取0.01MPa。（2） 管道倒流防止器水头损失一般宜取0.0250.04MPa。（3） 比例式减压阀阀后动水压宜按阀后静水压的80%90%选用。f.给水系统设计的一般步骤5根据计算各管段设计秒流量,再由各管段设计秒流量，控制流速在允许流速范围内，查塑料给水管水力计算表，可得计算管段管径D和单位长度沿程水头损失；根据沿程水头损失计算沿程水头损失；根据生活给水管网局部水头损失按沿程水头损失的2030%估算局部水头损失。 (3)低区冷水给水管网水力计算图3-1 低区冷水管网水力计算简图 注：图中2