广州某二十一层住宅综合楼给排水消防工程设计.doc

二十一层住宅综合楼给排水、消防工程设计 广州市 富力半岛二十一层住宅综合楼给排水、消防工程设计 本设计为广州市富力半岛住宅综合楼建筑给排水系统设计与消防系统设计（地上二十一层，地下一层）。 生活给水系统分为高、中、低区，低区（地下室至3层）由市政管网直接供水，中区（413层）、高区（1421层）由变频调速恒压给水系统供水。消防给水系统：包括消防栓用水量和湿式自动喷淋灭火系统；地下室消防贮水池贮备2小时室内消防栓用水量和1小时自动喷淋灭火系统用水量，火灾前10分钟消防用水由天面消防水箱供给。污水排放系统：室内排水系统采用粪便污水和生活污水分流排放，粪便污水进入室外化粪池处理后与生活洗涤污水合流排放至市政污水管网。雨水系统:屋面雨水由专用的雨水管道收集，直接排入室外市政污水管网。关键词：高层建筑给水排水设计；生活给水系统；消火栓给水系统；自动喷水灭火系统；污水系统；雨水系统。 Abstract：The design of Guangzhou R & F Peninsula residential building drainage system design to system design with the Fire Services (21 on the ground floor, underground floor). Life water supply system is divided into high, medium and low areas, low-area (basement to 3 layers) direct from the municipal water supply pipe network, Central District (4 13 layers), high-area (14 21 layers) from Constant Frequency water supply system water supply pressure. Fire Water Supply System: including water and wet fire sprinkler automatic fire extinguishing system; basement fire reserve tank indoor fire hydrant water for 2 hours and 1 hour automatic water spray extinguishing system, fire fire 10 minutes before the days of surface water from fire supply tanks. Sewage Disposal System: the use of interior drainage systems and sewage effluent fecal diversion discharge, faecal sewage into the outdoor life of septic tanks and washing the treated sewage discharges to the municipal combined sewer network. Stormwater systems: Roof rainwater rainwater pipe from the exclusive use of the collection, municipal wastewater is discharged directly into the outdoor pipe network.Key words：High-rise building water supply and drainage design; living water supply system; fire hydrant water supply system; automatic sprinkler system; sewage system; stormwater system.一、概述该综合楼是一栋二十一层的综合住宅建筑。地上二十一层，地下一层；地下室功能为平时汽车库、战时人防。设备机房(包括水泵机组、水池等)也设于地下一层。首层为汽车库，消防中心与开关房，二层为住宅，共八户；其中三房两厅两户、大两房两厅四户、小两房两厅两户。三二十层为住宅，每层八户；其中两房两厅四户、一房两厅四户。二十一层为住宅，共八户；与二十层构成复式住宅，具体构成及房屋布局见二十一层平面与三二十层平面。天面层设有高位水箱。根据建筑的性质、用途及兴建单位要求， 室内设有完善的给水排水卫生设备（坐便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器及沐裕设备）洗衣机龙头设于阳台上，室内最冷平均气温为100C，要求全天供水，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。每个消火栓箱的设按钮，消防时直接启动消防泵，生活用水泵要求自动启动，管道全部暗装敷设。二、建筑生活给水系统建筑最高日用水量145.97 m3，最大小时用水量13.51 m3/h。市政给水从建筑东南角在城市给水干管支点引入两条供水管，接DN150水表，两条引入管间设有连通管（设有闸阀），之后设两根供水管，一根专用为生活用水供水，另一跟则在建筑外围设成消防环管。同时为建筑的公用用水供水。两个水表其中一个专为公用水总水表，另一个为生活用水总水表。地下室贮水池为生活、消防共贮水池，其中消防用水储量为277.38m3，生活贮水池取中、高区最高日用水量之和的20%即14.46 m。生活给水系统共分三区：低区为-13层；中区为413层；高区为1421层。设计考虑低区为市政压力直接供水；中区及高区分别是从生活贮水池吸水，经变频调速恒压供水设备（带小泵和电控柜）供水。供水设备流量按各区的设计秒流量确定。中区生活供水设备： 设备型号：BG1-32-60主泵：65DL32-15*4 (Q=25m3/h，H=60m)；一台辅泵：32LG6.5-15*4,一台电控柜型号：BGK2-11/3高区生活供水设备：设备型号：BG1-32-90主泵：65DL32-15*6 (Q=20m3/h，H=90m)；一台辅泵：32LG6.5-15*6,一台电控柜型号：BGK2-15/4管材的选择：（1）水泵吸水管，出水管为钢管，给水立管为钢塑管。（2）住宅入户给水管选用PP-R冷水管材，热熔连接。三、建筑消防系统本建筑地下部分深5米，地面部分高70.20米，按高层民用建筑设计防火规范，自动喷水灭火系统设计规范规定：消火栓用水量室外15L/S,室内20L/S，每跟竖管最小流量10L/S,每支水枪最小流量5L/S。本建筑属于危险等级二级，设计喷水强度8L/minm2，设计作用面积160m2。火灾延迟时间：消火栓系统以2h计；自动喷水灭火系统以1h计。室内消防灭火总水量148.60m3，自动喷水灭火总水量为127.62m3，消防前十分钟储水量24.8m3。1、室外消火栓系统建筑附近120m内有市政消火栓可利用，故建筑不需要自己设室外消火栓。2、室内消火栓系统 建筑总高75.20m，规范规定静水压大于80m时系统需要分区，故本建筑室内消火栓系统不分区。 管网竖向及水平形成环网，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，系统消火栓水枪充实水柱不小于10m。栓处静水压不大于80m；当动亚超过50m时，设减压消火栓。 大楼电梯前室设带自救水喉的消火栓箱（DN65mm消火栓），配25m长的麻质水龙带，水枪喷嘴口径19mm。 每个消火栓设消防玻璃按钮及警铃，消防时打破玻璃按下按钮，即可将消防信号传至消防中心报警并启动消火栓水泵。室内消火栓系统在建筑东面墙设墙壁式水泵接合器。大楼天面设试验消火栓。系统中的地下一层至九层的消火栓栓口出水压力均大于0.50MPa（一般大于0.45MPa即可），可在消火栓栓口处加设不锈钢减压孔板。本设计采用北京普惠机电技术开发公司研究的SNJ65-A型弹簧式室内减压稳压消火栓减压。消火栓泵为上海凯泉泵业XBD9/30-100DN型多级消防泵两台，一用一备，设于地下室泵房。其设计参数：流量Q=30L/s,扬程H =90m，=70%,转速n=1480r/min,电机功率N=45kW。3、自动喷水灭火系统 采用湿式自动喷水灭火系统，系统分两个区，上区为二层至二十一层；下区为地下室与首层。 每层（或每个防火分区）均设水流指示器，火灾发生时讲信号传至消防中心报警，并由湿式报警阀继电器自动控制洒水泵。 本建筑属于中危险等级二级，设计喷水强度8L/(minm2),设计作用面积160m2，每只喷头的保护面积等于7.625m2，喷头按矩形布置时喷头最大间距为3.6m。喷头采用玻璃球闭式喷头，动作温度为68。汽车库采用直立型喷头，障碍物（如梁、通气管等）采用下垂型喷头，特殊位置设边墙型喷头，住宅公共走道采用吊顶型喷头。 系统在大楼东面外墙设墙壁式水泵接合器，水泵接合器与水箱喷淋供水直立管连接。 选用上海凯泉KQDL80-208立式多级消防喷淋泵2台，一用一备。其参数为：流量Q=3265.0（L/s），扬程Hp=1.681.40（MPa），转速n=1480r/min,效率=60%72%，必需气蚀余量2.12.8米，电机功率为45kW。系统在-114层的蝶阀与水流指示器间设有减压孔板减压，以达到配水支管入口压力不超过0.40MPa的规范要求。下区喷洒水泵扬程较低，配水支管入口压力不超过0.40MPa，因此配水支管处设减压孔板减压。但火灾前十分钟由水箱喷淋直立管供水，其动压大于0.40MPa,因此在水箱喷淋直立管与该区湿式报警阀间设减压阀减压。消火栓管和喷淋管采用镀锌钢管，DN100mm时，丝扣连接；DN100mm时焊接。消防水箱给水立管XL采用加厚镀锌钢管。4、前十分钟消防全自动供水设备天面水箱贮水量为18 ，稳压设施为小流量、低扬程的稳压泵及一个450L的自动补气式气压罐。设于顶层电梯检修间内。水箱补水由生活高区管网供水。选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,=70%，电机功率N=55kW。四、建筑污水系统室内洗涤污水与粪便污水分流排放，设共用专用通气立管。二层、首层、地下室排水单独排出。地下室的冲洗车库排水及流入车库存雨水的排放，泵房的泄水均由潜污泵提升后排出室外。地下室排水：选用PWAc型污水泵，转速n =1450 r/min，流量Q = 36 m3/h，Hp = 10 m，电机功率为4 kW，效率 = 54%，设于集水井中。由于地下室地面排水虽然有多个集水井，但均有排水连通，故不必在每个集水井设置备用泵。消防电梯井排水：采用3台排水泵，每台水泵设计流量为Q = 10 L/s。采用DN110PVC压水管，v=0.93m/s，1000i=7.28，L=25 m。选用PWAC型污水泵，转速n =1450r/min，流量Q = 36 m3/h，Hp = 10 m，电机功率为4 kW，效率 = 54%，设于集水井中。所有排水设备均设自动和强制手动控制装置。粪便污水经# 型钢筋混凝土化粪池处理后与洗涤污水排入市政检查井。排水立管转横前均采用UVPC硬塑料排水立管材，树脂粘接，立管转横后接两个钢制45弯头，横管采用柔性铸铁管。五、建筑雨水系统本工程雨水设计重现期为1年，降雨历时5min，降雨强度为380L/（Sha），小时降雨厚度为137mm/h。雨水经天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地管排至室外雨水检查井。第一篇 设计说明书第1章 建筑设计资料1.1 工程概况该综合楼是一栋二十一层的综合住宅建筑。地上二十一层，地下一层；地下室功能为平时汽车库、战时人防。设备机房(包括水泵机组、水池等)也设于地下一层。首层为汽车库，消防中心与开关房，二层为住宅，共八户；其中三房两厅两户、大两房两厅四户、小两房两厅两户。三二十层为住宅，每层八户；其中两房两厅四户、一房两厅四户。二十一层为住宅，共八户；与二十层构成复式住宅，具体构成及房屋布局见二十一层平面与三二十层平面。天面层设有高位水箱。根据建筑的性质、用途及兴建单位要求， 室内设有完善的给水排水卫生设备（坐便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器及沐裕设备）洗衣机龙头设于阳台上，室内最冷平均气温为100C，要求全天供水，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。每个消火栓箱的设按钮，消防时直接启动消防泵，生活用水泵要求自动启动，管道全部暗装敷设。1.2 市政给水排水设计资料1、给水水源 该宾馆以城市给水管网为水源，从500毫米的干管取水，干管接点可从该建筑的东南角引入，给水干管埋深从管顶至地面为1米，水压为2.5公斤/厘米2，最冷月平均水温为70C，总硬度月平均最高值为10.3德国度。 2、排水条件 该地区无生活污水厂，城市排水管网为污、废,雨水合流制排水系统，室内生活粪便污水需经化粪池处理后或经室内污水处理站处理后才允许排水入城市下水道。住宅南、北两侧均有排水干管，可以满足排污的要求。1.3 结构设计资料采用框架-剪力墙结构，柱距柱网形式，基于本建筑高度较高,面积较大,在设计过程中,采用现浇混凝土框架剪力墻结构，其中搂梯电梯间采用剪力墻结构。1.4 卫生设备1、地下室卫生设备 无卫生间，仅有基坑排水。2、首层卫生设备 一个卫生间:有蹲式大便器1个， 洗手盆1个，设有冷水龙头1个。3、二层卫生设备 (1)三房两厅户，两个卫生间；主人卫生间：有坐式大便器1个，洗脸盆1个，浴缸1个。客房卫生间：有坐式大便器1个，洗脸盆1个，淋浴间1个。厨房有洗涤盆1个。(2)两房两厅户，一个卫生间；主人卫生间：有坐式大便器1个，洗脸盆1个，浴缸1个。厨房有洗涤盆1个。4、三层二十层卫生设备 (1)两房两厅户，两个卫生间；主人卫生间：有坐式大便器1个，洗脸盆1个，浴缸1个。客房卫生间：有坐式大便器1个，洗脸盆1个，淋浴间1个。厨房有洗涤盆1个。(2) 两房一厅户，一个卫生间； 有坐式大便器1个，洗脸盆1个，浴缸1个。 厨房有洗涤盆1个。5、二十一层卫生设备(1)一居室套间，一个卫生间；有坐式大便器1个，洗脸盆1个，浴缸1个。(2)其它卫生间，均有两个卫生间；每个卫生间有有坐式大便器1个，洗脸盆1个，浴缸1个。1.5 建筑图纸1、建筑总平图1张，比例1：5002、地下室平面图1张，比例1：150 3、首层平面图1张，比例1：1504、二层平面图1张，比例1：1005、三二十层平面图1张，比例1：100 6、二十一层平面图1张，比例1：1007、 天面层及水池平面，比例1：1008、厨房、卫生间大样图1张，比例1：509、立面图，比例1：150第2章 建筑消防系统2.1 室内消火栓给水系统2.1.1 方案选择根据建筑物高度、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求，室内消防系统确定方案为：1、设置消防泵和水箱的室内消火栓给水系统室外管网压力经常不能满足室内消火栓给水系统的水量和水压要求时，宜设置水泵和水箱。消防用水与生活、生产用水合并的室内消火栓给水系统，其消防泵应保证供应生活、生产、消防用水的最大秒流量，并应满足室内管网最不利点消火栓的水压。水箱应贮存10 min的消防用水量。按照高层建筑的高度来考虑，室内消火栓给水系统有分区和不分区两种类型。该建筑的建筑高度为70.2 m，但由于有大型消防车的供水支援，故室内消火栓给水系统可不分区。2、按消防给水压力，消火栓给水系统确定为：临时高压给水系统临时高压系统有两种情况：一种是管网最不利点周围平时水压和水量不满足灭火要求，火灾时需启动消防水泵，使管网压力、流量达到灭火要求。另一种是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来保证，在泵房内设消防水泵，火灾时需启动消防泵使管网压力满足消防水压要求。临时高压给水系统需有可靠的电源，才能确保安全供水。因此，该高层建筑火灾时需启动消防水泵，并且该建筑有可靠的电源，故该建筑采用临时高压给水系统。3、根据消防给水系统的供水范围，室内消火栓给水系统分确定为：独立的消火栓给水系统即每幢高层建筑设置室内消火栓给水系统。这种系统安全性高，但管理比较分散，投资也较大，在地震区、人防要求较高的建筑以及重要建筑物宜采用独立的室内消火栓给水系统。综上，该建筑室内消火栓给水系统采用设消防泵、水箱不分区的临时高压独立给水系统。2.1.2 消火栓布置消火栓应设在明显易于取用的地点，如走廊过道等，消防电梯前室、楼梯间都应设消火栓。消火栓的保护半径为28.5 m，在屋顶处设有检验用消火栓1个。该建筑均采用同一规格的消火栓水枪和水带，选择口径为65 mm的单出口消火栓，喷口直径df = 19 mm，麻织水龙带长度Ld = 25 m。对于临时高压给水系统，每个消火栓处均设有远距离启动消防水泵的按钮，为防止误启动，按钮有保护措施。消火栓水枪的充实水柱长度通过水力计算确定，但考虑该建筑高度为70.2m，为保证灭火效果，所以水枪充实水柱长度取为12 m。消火栓的出水方向与设置消火栓的墙面成90，离地1.1 m2.1.3 消火栓系统用水量本建筑属于一类高层普通住宅建筑。根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）规定，室内消火栓用水量为20 L/s，每根竖管最小流量为10 L/s，每支水枪最小流量5 L/s。室外消火栓用水量为15 L/s。水枪的充实水柱长度取12m，喷嘴流量为5.16L/s，该幢建筑发生火灾时能保证同时供应4股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，同层都有每股流量不少于5 L/s、充实水柱不小于12m的两股水柱同时到达。故消防立管管径为DN100，环管管径为DN150。当消火栓栓口出水压超过0.5MPa时，使用减压消火栓。根据消防用水量20.64 L/s，设2组水泵结合器。火灾初期10 min消防用水量由屋顶水箱供应，10 min后则由消火栓处启泵按钮直接启动地下室消防水泵供应。2.1.4 消防水泵的选择选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,=70%，电机功率N=55kW。2.1.5 消火栓系统组成系统由消防泵、消防管网、减压孔板、消火栓和水泵结合器等组成。2.2 自动喷水灭火系统2.2.1 方案选择根据自动喷水灭火系统设计规范(GB500084-2001)，此建筑的火灾危险等级属于中危险级，故其设计喷水强度为8L/minm2,设计作用面积为160 m2，系统喷头的工作压力为0.10 MPa。湿式自动喷水灭火系统适用场所：在常年温度不低于4 且不高于70 能用水灭火的建筑物、构筑物内。系统特点：结构简单，使用方便，可靠，便于施工管理，灭火速度快，控火效率高，使用范围广，它占整个自动喷水灭火系统的75%以上。根据提供的建筑条件，采用湿式自动喷水灭火系统。2.2.2 设置场所考虑到该建筑火灾危险等级属于中危险级级，除屋顶水箱间、加热间、器材室、电梯机房，地下室消防器材室、消防控制中心、水泵房、冷冻机房、变配电间、发电机房，各层住宅外均设置自动喷水灭火系统。2.2.3 喷头布置及选用本设计采用作用温度为68 闭式玻璃球喷头考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头。喷头的水平间距一般为3.2 m和3.6 m，不大于4.0 m。个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.6 m，不大于1.7 m。地下车库内为保证每个车位至少有一个喷头作用，其喷头间距偏小。2.2.4 系统设置根据规范规定，湿式自动喷水灭火系统的每个报警阀控制的喷头数不宜超过800个，该系统中喷头数462个不超过800个，所以不用分区。在地下层值班室外面设一个湿式报警阀，每层横干管上设微动开关闸阀及水流指示器，在消防中心显示系统的工作状态。为定期进行安全检查，各层均设置末端试水装置，废水排入污水盆。为加强供水在室外设有2个水泵接合器。火灾初期10 min消防用水量由屋顶水箱供应，10 min后则由湿式报警阀延时器后的压力开关自动启动消防水泵供应。2.2.5 报警阀、水流指示器的选型湿式报警阀选用ZSFZ型，水流指示器选用ZSJZ型，水力警铃选用ZSJL型。2.2.6 喷洒泵的选择选用上海凯泉KQDL80-208立式多级喷淋泵2台，一用一备。其参数为：流量Q=3265.0（L/s），扬程Hp=1.681.40（MPa），转速n=1480r/min,效率=60%72%，必需气蚀余量2.12.8米，电机功率为45kW。2.2.7 系统组成系统包括喷洒泵、喷洒管网、报警装置、水流指示器、喷头和水泵结合器等。2.4 室外消火栓给水系统室外消火栓系统为低压制，消火栓用水由街道上的消火栓提供。生活水池和消防水池共用，（详见室内给水系统），设在地下室。根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）规定，室外消防用水量为15 L/s，每个室外消火栓用水量为10 15 L/s，在室外环状消防给水管网中设置3个室外地上式消火栓。室外消火栓距该建筑外墙的距离不小于5.00 m，并不大于40 m，距路边的距离不大于2.00 m。2.5 灭火器的配置按照建筑灭火器配置设计规范，为了有效地扑灭初期的火灾，在所有的公共部位、消防器材室、变配电间等地方配备一定数量的手提式磷酸铵盐的干粉灭火器。第4章 管道及设备安装4.1 给水管道设备安装要求1、各层给水管道采用暗装敷设，管材均采用给水塑料管，采用承插式接口，用弹性密封圈连接。横向管道在室内装修前在吊顶中，支管以0.2%的坡度坡向泄水装置。2、埋在地下的给水管道仍采用给水塑料管，采用承插式接口。3、管道外壁离墙面之间的距离不小于150 mm，离梁、柱及设备之间的距离为50 mm，立管外壁与墙、梁、柱净距不小于50 mm，支管外壁与墙、梁、柱净距为2025mm。4、给水管与排水管平行，交叉时，其距离分别大于0.5 m和0.15 m，交叉给水管在排水管上面。给水管与热水管道平行时，给水管设在热水管下面100 mm。5、城市管网断水时，屋顶水箱供水至各层用水点，三层设有电动阀（管道井中），平时电动阀关闭，当城市管网停水时，开启电动阀，向低区供水。生活泵设于地下室。所有水泵出水管均设缓闭止回阀，除消防泵外其它水泵均设减震基础，并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头。在立管和横管上应设阀门，当d 50 mm，采用截止阀，当d 50 mm，采用闸阀。6、管道穿越墙壁时，需预留孔洞，孔洞尺寸采用d+50 mm d+100 mm，管道穿过楼板时应预埋套管，且高出地面10 20 mm。引入管穿地下室外墙设套管。7、水泵基础应高出地面0.2 m，采用自动启动。8、贮水池采用钢筋混凝土，在贮水池上部设人孔，生活水泵吸水管在消防水位面上设小孔，保证消防贮水量不被动用。4.2 消防管道设备安装要求4.2.1消火栓系统1、消防栓给水管道的安装与生活给水管道基本相同。2、管材采用热浸镀锌钢管，采用丝扣接口。3、消火栓立管管径125 mm，环管管径为150 mm，消火栓口径为65 mm，水枪喷口直径为19 mm，水龙带为麻织，直径为65 mm，长度为25 m。4、屋顶设置试验和检查用的消火栓。5、为了使每层消火栓出水流量接近设计值，在栓口净压超过0.5 MPa的消火栓前设置减压孔板。6、消火栓应设在明显易于取用地点，栓口离地面高度为1.1 m。4.2.2 自动喷水灭火系统1、管道均采用内外壁热浸镀锌钢管。采用丝扣连接。2、吊架和支架的位置以不妨喷头喷水为原则，吊架距喷头的距离应大于0.3 m，距末端喷头的距离小于0.70 m。3、报警阀应设在距地面0.8 1.5 m范围，并且管理方便。水力警铃宜装在报警阀附近，连接管道采用镀锌钢管，长度不超过6 m时，管径应为15 mm，大于6 m时，管径为20 mm，而管道总长度不应超过20 m。4、供水干管在便于维修的地方设分隔阀门，阀门布置应保证某段供水管检修或发生事故时，关闭报警阀数量不超过3个。阀门经常处于开启状态。5、装置喷头的场所，应注意防止腐蚀气体的侵蚀，不受外力的撞击，要定期清除喷头上的尘土。6、一般在喷头之间的每段配水支管上至少应装一个吊架，吊架的间距应不大于3.6 m。7、喷头喷水时，为防止管道产生大幅度的晃动，在配水支管、配水干管与配水支管上应再附加防晃支架。3.2 建筑消防系统设计与计算根据设计条件，参照高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）（2005年版）（以下简称高规）及自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001）（2005年版），确定该建筑为一类建筑，火灾危险等级为中危险级。根据高规，该建筑需要设置室内消火栓给水系统，室外消火栓给水系统及自动喷水灭火系统。同一时间的火灾次数按一次计。根据自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001）第5.0.1规定，自动喷水灭火系统的喷水强度为8L/min ，作用面积为160 ，经计算自动喷水灭火系统消防用水量 =21.33L/s.底层消火栓所承受的静水压力小于0.80 MPa，故系统可不分区。消防贮水量按满足火灾延续时间的室内消防用水量计算，消火栓用水量按2h计，自动喷淋按1h计V 消防水池=3.6Q +3.6Q T =3.635.45+3.620.64 2 =276.23m V -消防水池贮水量，m ；Q - 自动喷淋灭火系统消防用水量，L/s;Q - 室内消火栓系统消防用水量，L/s;T - 火灾延续时间，h,查表消火栓采用2h，喷淋采用1h.消防水箱的储水容积按10min室内消防储水量计 室内消火栓流量取20L/S，自动喷淋系统流量取21.33L/SV 消防水箱=0.6（Q + Q ）=24. 8m 考虑到自动喷淋和消火栓一般不会同时使用，为避免水箱容积过大，按规范取消防水箱容积为18 m . 根据标准图集（图集号02S10）：消防水箱选用18#矩形给水箱LBH=380026002000，公称容积19.8 m 。为保证最不利点消火栓静水压力不低于0.08MPa水箱出口处设加压阀。3.2.1 消火栓系统的设计计算1.消火栓间距确定 消火栓保护半径：Rf=CLd+Ls 水带展开时的弯曲折减系数， 取 Ld水龙带的有效长度；Ls充实水柱的垂直长度。Rf=0.825+12 =28.5m 消火栓的布置间距L= bf消火栓最大保护宽度，再此取16m;L= = 23.6m故每层在走廊固定管槽处设置2个消火栓，单排布置，另外，消防电梯的前室也须设1个消火栓（电梯前室消防立管）。 消防管道系统计算选用DN65的消火栓，水枪口径为19mm,麻质水龙带长度L=25m，充实水柱长度L=12m。水枪喷口压力水枪造成12m充实水柱所需的水压Hq按下式计算：Hq= 与水枪喷口直径df有关的系数；实验系数；HM充实水柱长度，mHq= =0.169Mpa=16.9 mH2O水枪喷嘴射流量qxh= B水流特性系数,当水枪口径19mm时，B=1.577；qxh= =5.16L/S 5L/s 满足要求，故水枪喷射流量为5.16L/S。水龙带沿程水头损失水龙带采用麻质水带，当直径为DN65时，Az=0.0043.水龙带沿程水头损失： hd=AzLdq2xh10Az水龙带的阻力系数hd水龙带水头损失hd=0.0043205.16210=0.0229Mpa=2.29mH2O最不利层消火栓出口所需水压Hxh=Hq+hd=16.9+2.29+=19.2mH2O=0.19MPa消防给水管道水力计算根据规范,该建筑发生火灾时需4支水枪同时工作,最不利消防立管水枪数为2支,相邻消防立管水枪为2支.从是理论上讲,20、19、18层消火栓处压力不同，如19层消火栓处压力为：（20层消火栓处压力 ）（层高3.00m)+(2019)层消防竖管的沿程水头损失，计算出19层消火栓水枪射流量比5.16/s大另外，每根消防立管消防射流量不可能相同，但变化不大，可忽略这些增大因数，4支水枪射流量都按5.16L/s取值，则最不利消防立管与相邻消防立管实际流量分别为10.4L/s，消火栓系统实际总流量为20.4L/s立管考虑2股水柱作用，采用DN100钢管，考虑该建筑发生火灾时消火栓环状给水管保证同时考虑4股水柱作用，采用DN100钢管。供水系统按枝状管网计算，最不利计算管路（0-2-4）。进行消火栓给水系统水力计算时，按图以枝状管路计算，配管水力计算成果见下表：消火栓给水系统配管水力计算表计算管段管段设计秒流量（L/s)管长m管径DN/mmV/(m/s)i/KPa/m)沿程水头损失iL/KPa015.1631000.600.0790.2381210.3231001.190.2860.8572310.4531001.190.28615.2343420.8121501.220.1912.3总计18.63注：局部水头损失按沿程水头损失10%计为1.863kPa,总水头损失为20.5kPa2、消防水泵计算1）最不利点处消火栓到消防水池最低水位高层差 59.0+1.10+4.80=64.90m=649kPa2) 消防水泵到最不利消火栓处的总水头损失为20.5kPa3）消防水泵所需扬程H =h +h +H =20.5+649+192=104.6m选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,=70%，电机功率N=55kW。3、水泵接合器按高层民用建筑设计防火规范（GB 50045-1995）规定：每个水泵接合器的流量应按10-15L/s计算，本建筑室内消防水泵的设计水量为20.64L/s,故设置二个水泵接合器，型号SQB100。消防水泵接合器安装与建筑外墙上，以满足明显、使用方便的要求。4、消火栓减压当消防泵工作时，当消火栓处的压力超过0.5MPa时就应该采取减压措施。十层以下采用SNJS65型稳压减压消火栓，十层以上采用SN65普通型消火栓（图集L03S004，36页）。消防用水从4点入口时，20层1号消火栓是最不利点 该处的压力为0.10MPa，流量5L/s 19层2号消火栓的压力应等于 （层高3.0m)+(1920层的消防竖管的水头损失） DN100钢管,当q=5.16L/s时,查水力坡降i=0.0079 ,则19层消火栓的消防出水量为: L/s1点与4点之间的流量: 5.16+5.92=11.08L/s, DN100钢管,水力坡降i=0.00372,管道长68m,则14点之间水头损失为:680.0372(1+10%)=2.7m=0.027MPa消防给水管网入口4点所需水压为58+19.2+(0.02+2.7)=80.02m=0.80MPa从上计算可知,20层消火栓栓口动水压为0.192MPa,19层消火栓栓口压力为0.22MPa.同理,18层消火栓处的压力应等于 （层高3.0m)+(1819层的消防竖管的水头损失）,应为22.20+3+30.0372(1+10%)=25.32m=0.25MPa同理,计算出从17层至底层的消火栓动水压力.各消火栓的剩余压力即为动水压力减去保证消火栓流量5.2L/s时栓口的水压为19.8m,将计算结果列于下表层数动水压强(Mpa)剩余水压(Mpa)减压后实际水压(Mpa)200.190190.220.03180.250.06170.280.09160.310.12150.340.15140.370.18130.40.21120.430.24110.450.27100.480.3090.510.2180.540.2470.570.2760.60.3050.630.3340.660.3630.690.3920.720.4210.770.47-10.800.50从表中看出110层的消防栓动水压力超过0.5MPa,故应设置DN65的减压稳压式消防栓,进口压力为0.40.8MPa,出水口压力为0.3MPa稳压精度 0.05MPa.5、消防水箱设置高度确定及校核设置的消防储水高位水箱最低水位67.70m，最不利消火栓几何高度H =60.1m,水箱出水口至最不利消火栓沿程水头损失为,水箱出水口至最不利消火栓沿程水头损失为0.63714.5=9.24kPa总水头损失为水箱满足最不利点最不利消火栓用水要求的最低水位为水箱安装高度不能满足最不利消火栓所需压力,应设置稳压泵增压.和气压罐。6、增压与稳压设施的选用发生火灾的10分钟内由屋顶消防水箱供水，但屋顶消防水箱安装高度一般很难保证高区最不利点消防设备的水压要求。当水箱安装高度不能保证室内最不利点消防设备的水压要求时，应采用气压给水设备或者稳压泵等局部加压设施来补充水压，所补充的水压应能满足消防时最不利点消防栓口的水压要求。 室内消火栓给水系统的增压泵，其出水量应该满足一个消火栓的用水量。按照高规，第7.4.7.2条规定，需要设增压设施。增压设施选用带小型气压罐的补压装置。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0.1Mpa0.2MPa，或者稳压泵压力为主泵的1.1倍1.2倍。气压给水罐消防调节水容量为为两支水枪和五个喷头30s的用水量，即 故选择SD600-6隔膜式自动气压罐给水设备，其容积为0.45m3。室内消火栓给水系统的增压泵，其出水量应满足一个消火栓的用水量5.16L/s。稳压泵的扬程为： （水箱最低消防水位 ）=19.2-（67.70-60.1）=11.6m选择XBD2.0/5-50L型稳压泵，其参数为：Q=6L/S，H=16m，N=2.2KW，n=1450r/min，=50%。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。3.2.2 闭式自动喷水灭火系统的设计计算1、 管系水力计算设计基本数据根据自动喷水灭火系统设计规范(GB500084-2001)，此建筑的火灾危险等级属于中危险级，故其设计喷水强度为8 L/minm2,设计作用面积为160 m2，系统喷头的工作压力为0.10 MPa。此高层建筑70.20m,喷头总数不超过800个，静水压不超过1.2MPa，不用分区。但由于2层以上喷淋部分用塔楼布置方式计算最不利管段，地下层跟首层用面积法计算最不利面积。2、喷头的选用和布置首层设计采用作用温度为57 闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头。喷头的水平间距一般不大于 3.6 m。个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.5 m，不大于1.8 m. 喷头采用3.052.7m矩形布置。3、作用面积划分首层作用面积选定为矩形，长边 ，短边= 。在首层划分最不利作用面积，要求的喷水强度为8L/(minm2),作用面积：15.210.5=160 m2由图可知1只喷头的保护面积等于7.625m2.因此作用面积内的喷头数应为1607.625=20.98只，取21只。实际作用面积为217.625=160.125m2。最不利作用面积中共布置21个喷头，其平均保护面积：160/21=7.62 m2其中一只喷头最大保护面积：3.052.5 =7.625 m2 其误差为9.9%，小于20%，因此喷头的布置间距符合规范要求。4、水力计算一，首层按作用面积保护法计算：1)喷头1出水量为 其他按公式 计算。2) 管段流量： （L/s）3) 管段比阻A查表2-274）管段计算长度为管段长度与阀门和管件计算长度之和。5)水头损失： （MPa）6）具有相同水力特性的高压管段流量与低压管段流量之间的关系： 7) 作用面积内喷头布置为：3.05m2.5m，按 可推求出喷头的保护半径为 低区（-1层1层）消防喷淋水力计算表节点编号管段编号节点水压/Mpa节点流量/q(L/s)管段流量/Q(L/s)管径DN(mm)/（ 比阻A管长LL/m阀门和管件当量长度LD/m管段计算长度L/m管段水头损失hg/Mpa10.100 1.33121.33251.77 0.43673.050.83.850.030 20.130 1.52232.85328.12 0.09393.051.84.850.037 30.167 1.71344.563220.70 0.09391.522.13.620.070 40.237 a43.23457.795060.68 0.011082.53.66.10.041 50.278 支路b5 支路c5 5616.2370263.41 0.0028932.54.36.80.019 60.297 支路d6 支路e61.56719.4180376.75 0.0001162.55.47.90.003 70.300 支路f7 支路g71.57822.41100502.21 0.0002662.56.18.60.011 80.311支路h8 支路i81.528925.45100647.70 0.0002662.57.29.70.017 90.328 支路j9 支路k95.3691036.171251308.27 0.00008621.057.68.650.010 9报警阀36.171251308.27 0.000086931.10.631.70.036 报警阀0.374 36.171251308.27 0.0008620.011 报警阀泵36.171251308.27 0.0000862633.439.40.044 注：最不利管路总水头损失 MPa 最不利管道流速校核管段编号D/mmQ/(L/s)（m/s）12251.331.8332.4423322.851.05334324.561.054.7945507.790.473.66567016.230.2834.6678019.410.2043.957810022.410.1152.588910025.450.1152.929报警阀12536.170.0752.71275从上表中可以看出，系统计算流量Q=36.17L/s=2170.2L/min ，系统作用面积为160m2,所以系统平均喷水强度为：2170.2/160=13.56L/min8 L/（minm2） ；因喷头均匀布置，作用面积内任意4个喷头的平均喷水强度显然大于第一个喷头的喷水强度80/3.052.7=9.71 L/（minm2）， 满足规范所规定的大于喷头强度的85%（6.8L/minm2）的要求。由于此建筑物首层地下层皆为大面积场所，2层以上至21层皆为住宅，喷头布置不规则对仅在走道内布置1排喷头及电梯前室布置喷头的情形，其水力计算无需按作用面积法进行。无论此排管道上布置有多少个喷头，计算动作喷头数每层最多按5个计算。1、自动喷淋灭火系统水力计算1）选择最不利计算管路，对计算节点标号，确定最不利喷头压力H （高层为0.10MPa），计算该喷头出水流量： 、喷头1-2间管段流量Q ,由Q 计算喷头1-2间的水头损失。2）以第一喷头处所需压力加喷头1-2间的水头损失，作为第二喷头处所需压力加喷头，计算喷头2的流量 ,喷头1的流量加喷头2的流量作为2-3间管段流量Q = ,依此类推，可计算所有喷头流量、管段流量与压力。3）当不同方向计算至同一点出现不同压力时，按管系特性系数法求低压管的设计流量。由某管系流量总输出处（点）流量平方 及该处（点）流量所应具有的水压值Hn，求该管系特性系数Bg. 当该管在另一水压H/n作用下，即可由已知的管系特性系数Bg求此时的管系流量 。= 4）接出分支管处节点输出流量为相连管段流量之和，依此类推，直到达到设计流量为止。2、管道流速闭式自动喷水系统管内的流速宜采用经济流速，一般不大于5m/s，特殊情况下不应该超过10m/s。为了计算简便，可采用表2-26流速系数直接乘以流量，校核流速是否超过允许值。即 式中 v 管道流速，m/s; K0 流速系数，见表2-26，m/L; Q 管道流量，L/s。表2-26 流速系数K0表 管材管径 mKC m/L 钢管251.883钢管321.05钢管400.8钢管500.47钢管700.283钢管800.204钢管1250.075钢管1500.053 校核管段流速大于规定值，说明初选管径偏小，应重新选择管径。3、管道水头损失1）沿程水头损失计算 式中 h 沿程水头损失，MPa; A 管道比阻值，见表2-27； L 计算管道长度 ，m; Q 管道流量，L/s 。表2-27 管道比阻A值表 管材管径（）A（Q以m3/s）A（Q以L/s）公称管径DN实际内径d计算内径dj热浸镀锌管2527.0026.004367000.43673235.7534.75938600.09386