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建筑给排水毕业设计

来源：好走旅游网

学校代码： 10128 学号： ************

本科毕业设计说明书

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题目：某公司办公楼建筑给排水设计 ****：**

学院：土木工程学院系别：市政系

专业：给水排水工程班级：给排10-2 指导教师：王海鸥讲师

二〇一四年六月

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书

摘要

本设计的主要任务是某公司办公楼建筑给排水设计，设计的主要内容包括：建筑给水系统、消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、建筑排水系统、直饮水系统、建筑雨水系统。

本建筑地下1层，地上12层。市政给水管网常年提供的资用水头为0.3MPa，经技术经济比较，室内给水系统拟采用分区给水方式。初步拟定该建筑给水系统分二区：-1至4层为低区，由市政管网直接供水；5到12层为高区，由水泵供水。直饮水采用膜处理系统，由水泵分区供应。建筑排水系统采用合流制，直接排入室外检查井。建筑雨水系统采用外排水系统。消火栓给水系统和自动喷水灭火系统采用不分区的供水方式，两者均采用设水泵和水箱的临时高压给水方式。消火栓的布置范围包括各楼层、消防电梯前室和屋顶检验用。建筑内喷头数量约563个，设1组湿式报警阀，报警阀后管网为枝状网，每层设水流指示器。

关键词：建筑给水；建筑排水；消火栓灭火系统；自动喷淋灭火系统

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Abstract

The main task is designing the water supply and drainage system of a twelve-story building which is a office building. The main design elements include building water supply system, fire hydrant system, automatic sprinkler system, building drainage system, fine drinking water system, roof drainage system.

The building has a basement, and 12 floors which are above ground. Municipal water supply network can provide us a stable water pressure of about 0.3MPa. After a technical and economic comparison, a “different parts with different water supply systems” is intended to be applied in building water supply system. Initial plan for the building water supply system is to divide it into two areas. The floors from -1 to 4 belong to the lower area that is supported directly by the municipal water supply pipe network. On the other hand, the floors from 5 to 12 belong to the higher area which is supported by the water pump. The “out drainage manner” is going to be applied in the building drainage system, and the sewage is directly discharged into the sewer. The whole building uses a common water supply system in the fire hydrant system and so does the automatic sprinkler systems. Both of them use the temporary high-pressure water supply manner in which pumps and water tanks are essential. The arrangement of fire hydrants covers each floor ,the room in front of fire elevator and the roof where it is used for inspection. The number of automatic sprinklers inside the building is about 563. Apart from that , the automatic sprinkler system also include one wet alarm valves. A branched network is linked after the pipe alarm valves, and there is a flow indicator located on each floor.

Keywords: water supply; water drainage; fire hydrant; sprinkler systems

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引言 ........................................................................................................................................................... 1 第一章建筑给水系统............................................................................................................................ 2

1.1 生活给水系统的竖向分区 ......................................................................................................... 2 1.2 生活用水量计算 ........................................................................................................................ 2 1.3 给水方式的设计计算................................................................................................................. 3

1.3.1 水池容积的确定 ............................................................................................................. 3 1.3.2 水表的选择 ..................................................................................................................... 4 1.4 管道的布置与敷设 .................................................................................................................... 4 1.5 给水管网水力计算 .................................................................................................................... 4

1.5.1 设计秒流量公式选用...................................................................................................... 4 1.5.2 低区生活给水管网水力计算 .......................................................................................... 5 1.5.3 高区给水管网水力计算.................................................................................................. 6 1.6 高区给水设备计算与选择 ......................................................................................................... 8 第二章建筑排水系统............................................................................................................................ 9

2.1 排水方案 .................................................................................................................................... 9 2.2 办公楼通气管的设计................................................................................................................. 9 2.3 管材 ............................................................................................................................................ 9

2.4 办公楼排水管道水力计算 ................................................................................................. 9 2.4.1 计算系统图图如图2-1 ................................................................................................. 10 2.4.2 管道计算结果见表2-1和表2-2。 .............................................................................. 11 2.4.3 埋地管、排出管计算.................................................................................................... 11 2.4.4 通气管径计算 ............................................................................................................... 11 2.5 污水提升 .................................................................................................................................. 11

2.5.1 设备用房的排水 ........................................................................................................... 11 2.6 消防电梯井底排水 .................................................................................................................. 12 第三章建筑消防系统.......................................................................................................................... 13

3.1 办公楼的消防给水系统技术参数确定 ................................................................................... 13 3.2 室内消火栓给水系统............................................................................................................... 13 3.3 室内消火栓系统的布置........................................................................................................... 13 3.4 室内消火栓系统计算方法 ....................................................................................................... 14 3.5 消火栓给水系统 ...................................................................................................................... 15

3.5.1 供水方案的确定 ........................................................................................................... 15 3.5.2 消防水箱贮水量计算.................................................................................................... 15 3.5.3 消防水池贮水量计算.................................................................................................... 16 3.6 消防管网的水力计算............................................................................................................... 16

3.6.1 水泵供水工况。 ........................................................................................................... 16 3.6.2 水箱供水工况 ............................................................................................................... 18 3.7 高位水箱设置校核 .................................................................................................................. 19 3.8 局部增压设备的计算............................................................................................................... 19 3.9 消防水泵的计算与选择........................................................................................................... 19 3.10.建筑灭火器的配置 ................................................................................................................. 20 第四章自动喷水灭火系统 .................................................................................................................... 22

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4.1 设计基本参数及系统的确定 ................................................................................................... 22 4.2 喷头选择 .................................................................................................................................. 22 4.3 喷头布置间距 .......................................................................................................................... 22 4.4 管道的设置 .............................................................................................................................. 23 4.5 供水系统 .................................................................................................................................. 23 4.6 自动喷水灭火系统水力计算 ................................................................................................... 23 4.7 作用面积法 .............................................................................................................................. 24 4.8 特性系数法 .............................................................................................................................. 26 4.9 系统秒流量和自喷水泵所需扬程 ........................................................................................... 26 4.10 水箱安装高度校核 ................................................................................................................ 28 4.11 增压设施计算 ........................................................................................................................ 28 第五章直饮水系统 ............................................................................................................................... 30

5.1 管道直饮水供应方式............................................................................................................... 30 5.2 管道直饮水系统设置要求 ....................................................................................................... 30 5.3 直饮水供应系统的水力计算 ................................................................................................... 30

5.3.1 直饮水系统的水量和水压 ............................................................................................ 30 5.3.2 瞬时高峰用水量 ........................................................................................................... 30 5.3.3 管径计算 ....................................................................................................................... 31 5.4低区直饮水管网水力计算........................................................................................................ 31 5.5 高区直饮水管网水力计算 ....................................................................................................... 32 5.6 净水箱计算 .............................................................................................................................. 34 5.7原水调节水箱容积计算............................................................................................................ 34 第六章建筑雨水排水系统.................................................................................................................. 35

6.1 雨水排放方式 .......................................................................................................................... 35 6.2 办公楼雨水斗布置 .................................................................................................................. 35 6.3 汇水面积计算 .......................................................................................................................... 36 6.4 暴雨强度计算 .......................................................................................................................... 36 结论 ......................................................................................................................................................... 37 参考文献 ................................................................................................................................................. 38 谢辞 ......................................................................................................................................................... 39

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引言

建筑给水排水工程又是建筑物的有机组成部分，它和建筑学、建筑结构、建筑供暖与通风、建筑电气等工程共同组成可供使用的建筑物整体。高层建筑建设向着层数更多、标准更高、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。

高层建筑楼高、层数多、建筑面积大、功能复杂、使用人数多，因此火灾防范更应得到重视。

高层建筑火灾具有很多特点，如高温，多因素，火灾蔓延的各种方式，撤离和救助困难等。因此，为了减小直接火灾损失，有必要对能够导致高层建筑火灾的因素综合分析。高层建筑的消防安全系统的建立与对策来自“人-机-环境”，也就是说技术（硬件）和管理（软件）突出的指导和协调管理技术的影响，与管理和技术方法概述：建立和完善的救援系统，加强“三同时”，提高相关人员的安全管理培养安全意识，探测火灾应急预案的。本研究旨在为解决高层建筑的消防保护和高层建筑的设计提供一定的实用价值，并建立消防安全评价应急预案[12]。

建筑给水排水工程主要包括：建筑内部生活给水系统、污水排水系统、建筑雨水排水系统、消防给水系统、直饮水系统。建筑给水排水系统的设计水平及其卫生设备的完善程度，是现代化建筑建设标准的重要标志之一。排水立管的最大空气压力可以在存水弯的水封处消耗，防止污浊的气体和气味进入居住空间[14]。

近年来室内步行街在中国发展迅速。目前全国消防安全标准中没有明确的消防设计要求。消防安全设计部门在控制设计方面有困难，所以在消防设计中有许多亟待解决的问题。基于大型商业建筑结构的特点及应用现状，室内步行街消防设计过程中存在的各种困难[13]。

通过本设计，主要提高独立解决实际工程设计的实践动手能力，培养科学严谨的学习态度和良好的学习习惯，这对以后走上工作岗位有巨大指导意义。

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第一章建筑给水系统

1.1 生活给水系统的竖向分区

生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行竖向分区。

目前，国内外在高层建筑给水设计中，普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据，进行竖向分区的。我国《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2005)规定：各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。

根据规范的要求，并结合办公楼层数、功能及室外供水压力，将该建筑在竖向上分为2个供水区，低区为-1~4层，高区为5~12层。低区利用市政管网供水压力直接供水，髙区加压供水。

1.2 生活用水量计算

高层建筑的生活用水量应根据国家现行《建筑给水排水设计规范》中规定的生活用水定额、时变化系数，并结合设计条件中给出的用水单位数，按下式通过计算确定。

Qdmqd （1-1）

QQhKhd （1-2）

T式中 Qd——最高日用水量，L/d；

m ——用水单位数；

——最高日生活用水定额，L/(人• d)； Qh——最大小时用水量，L/h； Kb——小时变化系数；

T ——建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h。

办公楼的人数可按有效面积6 m2/人（有效面积可按建筑面积60%的建筑面积估算）。

建筑面积 SAB （1-3）

S=65.4×15.6×13=13263.12m2

有效面积 S0=13263.12×0.6=7957.87 m2

S7957.87m01327人

66办公楼用水量标准及用水量见表1-1。

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表1-1 用水量计算表序号名称用水用水定额单位数 L/人˙d 40 40 最大日用水量Qd（L/d) 20400 32680 Kh 1.2 1.2 最大时用水量Qh（L/h) 3060 4902 用水时间T(h) 8 8 低区办公楼 510人/d 高区办公楼 817人/d

Qd204003268053080L/d

Qh306049027962L/h

1.3 给水方式的设计计算

分区给水方式的优点是：由于各区是独立的供水系统，供水安全可靠，水压稳定；高区水泵的流量和扬程按需要设计，运行动力费用合理；水泵集中布置，便于维护管理。

前已述及，办公楼在竖向上分为2个供水区，各区的供水方式如下：-1~4层为低区，由于市政管网常年可用水头为0.3MPa，考虑到充分利用管网供水压力，低区由市政管网直接供水。5~12层为高区，高区水泵机组设置在地下室设备间，高区采用下行上给的管道布置形式。 1.3.1 水池容积的确定

高层建筑的生活给水系统，应能充分、安全、可靠地保证生活用水。为此，在市政供水管网不能满足建筑用水量要求，而又不允许直接从室外管网抽水时，应设置贮水池。

贮水池的容积应根据用水对象的要求，结合市政供水的可靠程度确定。可以设置生活及消防共用贮水池。工程中，常常会由于资料不足，较难按照理论公式确定贮水池生活贮水池容积。此时，可以采用建筑日用水量的百分数估算生活贮水量，通常可取日用水量的20%~25%，最大不得大于48h的用水量。

为保证生活用水水质，办公楼生活贮水池独立设置，由于低区由市政供水，故生活贮水池容积取高区日用水量的25%，则生活贮水有效容积为：

Vy=25%×32680=8170 L=8.2m3

将生活贮水池设置在地下1层的设备间内，水池为钢筋混凝土结构，内壁贴瓷砖，几何尺寸为：3.0m(长)×2.8m(宽)×1.7m(高），总容积为 3×2.8×1.7= 14.28m3；有效容积为3×2.8×1.3 = 10.92m3。

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1.3.2 水表的选择

本设计中，由两根DN100mm的引人管将市政给水引入建筑内，按每条引入管内流速为l.0m/s，估算每根引入管的流量为30m3/h，选用LXL-80水平螺翼式水表，公称直径为80mm，最大流量为80m3/h，公称流量40m3/h。水流经过水表的水头损失为：

302HB221.4112.8kPa，符合要求。

qmax/1080/102qg每条引入管分别设置一组LXL-80水平螺翼式水表，水表组包括水表、表前表后的阀门、旁通管路、泄空阀。每根引入管在水表前均应装设倒流防止器，以防压力不足时回流污染。

1.4 管道的布置与敷设

由于低区是利用市政管网压力直接给水，为提高安全供水程度，采用两条引入管分别从建筑的不同位置引入室内，并在室内将管道连成环状。低区供水横干管设在地下室吊顶内，由下向上供水，给水立管尽可能布置在管道井内或建筑隐蔽处。高区的横干管设在地下室吊顶内，下行上给。管道布置尽可能与墙、梁、柱平行布置，力求管线布置最短，避免水流迂回。横干管设置3%的坡度坡向泄水装置，以利于管道的泄空和排出气体，保证水流畅通。

当地冰冻深度为-1.6m，引入管室外部分管中心标髙为室外地坪下-2.65m。水表设在地下设备层的水泵间，水表的位置考虑读表、检修方便，为确保水表计量准确，水表前向按规定充分留有8~10倍水表公称直径的直线管段。引入管管径100mm，表前直线管段长度为1.0m。

给水管道穿过承重墙基础时，均预留洞口，预留洞尺寸，考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求，其值不小于0.1m。引入管穿越地下室外墙处，设防水套管。

1.5 给水管网水力计算

对办公楼采用的水泵水箱联合供水方案来讲，低区给水系统，需复核室外管网提供的水压是否满足低区给水系统所需压力；高区给水系统，需要确定水箱安装高度并为选择水泵提供依据。 1.5.1 设计秒流量公式选用

高区设计秒流量公式采用下式计算：

Qg0.2Ng （1-4）

式中 Qg——计算管段的给水设计秒流量，L/s；

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Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数； ——根据建筑用途而定的系数，取1.5。

1.5.2 低区生活给水管网水力计算

低区地下-1~4层计算用图见图1-1。水力计算表见表1-2。

图1-1 低区生活给水系统计算图

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表1-2 低区给水系统水力计算表卫生器具数量计算管段洗脸盆大便器小便器污水盆编号q=0.15q=0.1q=0.1q=0.3N=0.75N=0.5N=0.5N=1.50-111-22-33-44-55-66-77-88-99-10233333691225510152133333691211234当量总数Ng0.751.503.753.754.757.757.7515.5023.2531.50设计秒流量q（L/s）管径DN(mm)20202525405050505050流速单阻管长viL(m/s)(mm/m)(m)0.660.920.850.851.110.780.780.901.011.0931.456.334.334.331.815.115.142.143.531.00.70.74.44.53.30.23.94.24.810.1水头损失hy=iL(mm)2239151154105359177209313水头损失(mm)∑h226121236747247553371091912330.260.370.580.581.852.042.042.382.652.88低区生活给水系统所需压力按下式计算：

HH1H2H3H4 （1-5）

式中 H——给水系统所需要的水压，kPa；

H1——克服几何给水高度所需要的供水压力，kPa； H2——管路沿程水头损失和局部水头损失，kPa； H3——水流经过水表时的水头损失，kPa ； H4——配水最不利点所需的流出水头，kPa。

已知市政管网给水管标高-2.0m，低区最不利点（4层卫生器具）安装高度标高为13.7m，则可知 H1 =20+ 137=157kPa；

局部水头损失按沿程水头损失的25%计，沿程水头损失由水力计算表3-2可知为12.3 kPa，则有H2=1.25×12.33=15.42kPa；

由水表选择计算可知，水流经过水表的水头损失H3=l.41kPa；低区最不利配水点为洗脸盆，所需流出水头H4=50kPa；

则低区给水系统所需的水压为H=157+15.42+1.41+50 =223.83kPa；市政管网供水压力为300kPa >室内所需供水压力223.83kPa，故可以满足地下-1~4层的供水要求。 1.5.3 高区给水管网水力计算

高区水力计算简图见图1-2。水力计算表见表1-3。

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图1-2 高区给水系统计算图

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计算管段编号 0-1 1-22-3 3-44-5 5-6 6-77-8 8-9 9-1010-11 表1-3 高区给水系统水力计算表卫生器具数量当量设计秒管径流速单阻管长水头淋浴器洗脸盆大便器小便器污水盆总数流量损失DNviLq=0.5q=0.15q=0.1q=0.1q=0.3qhy=iLNg(mm)(m/s)(mm/m)(m)N=0.75N=0.75N=0.5N=0.5N=1.5（L/s(mm)10.750.26200.6631.40.72221.50.37200.9256.30.739333.750.58250.8534.34.4151333.750.58250.8534.34.51543234.751.85401.1131.783.310535317.752.04500.7815.10.2335317.752.04500.7815.13.9596106215.52.38500.9042.13.91649159323.252.65501.0143.543.91701220124312.87501.0931.5744.013892244024863.53.59501.3633.755.9199水头损失(mm)∑h2261212367472475533698867225724561.6 高区给水设备计算与选择

高区为水泵直接供水方式，供水分区为5~12层。由设在地下室设备间的贮水池抽水，加压供水。

高区生活水泵的出水量按高区最大时流量的2倍，由表3-1已知高区最大时流量Qh=4.9m3/h，则水泵的设计流量为：

Qb = 2Qh = 2× 4.9= 9.8m3/h

高区水泵扬程应满足式(3-5)要求。高区给水最不利点44.6m，贮水池最低水位标高为-4.00m，因此有：

H1 = 44.6 + 4.00 = 48.6 m = 486.00kPa；

由水力计算表3-3可知，H2=1.25×2.46=3.06m（局部水头损失为沿程损失的25%）；最不利点所需流出水头H4 =5.00m=50kPa；则 Hb>48.60+3.06+5.00=56.66m；

根据流量Qh=9.8m3/h，扬程Hb=56.66m，选用50MS×6-5.5型高层建筑给水泵两台，一用一备。水泵电动机功率5.5kW。

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第二章建筑排水系统

2.1 排水方案

在确定建筑内部排水体制和设置建筑内部排水系统时，应根据污、废水性质、污染程度、室外排水体制和城市污水处理设施完善程度以及污水有无回用要求等因素通过经济技术比较确定。

通过对当地自然条件的分析和设计任务书的要求，参照规范的相关规定，综合确定该办公楼的排水方案。

由办公楼工程条件可知，生活排水主要来自卫生间，采用合流制排水系统，直接排入城市污水管网。

建筑屋面雨水采用外排水，排入城市雨水管网。地下设备间排水采用污水泵提升排至室外城市污水管网。

2.2 办公楼通气管的设计

高层建筑层数多、高度大，卫生器具多，排水量大，且排水立管联接的横支管多，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击流使水跃高度增加，会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，髙层建筑必须对排水系统中气压变化幅度予以控制，通气管系即起着这种控制平衡作用。因此，高层建筑通气系统功能的好坏，对排水管系排水能力的充分发挥和保护系统的水封不被破坏起着极为重要的作用。

设计采用专用通气管排水系统，即一根生活污水立管和一根通气立管，污水立管隔层交错通过结合通气管与通气立管连接。由于办公楼排水立管WL3、WL4和WL5的排水水量少，故只在排水立管WL1和WL2设通气立管。

2.3 管材

办公楼排水立管选用塑料和铸铁管材，排水横干管埋地、出户部分选用铸铁管。 2.4 办公楼排水管道水力计算

设计秒流量公式

qu0.12NPqmax （2-1）

式中 qu——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； α——根据建筑物用途而定的系数，取α=1.5；

qmax——计算管段上最大的一个卫生器具的排水流量，L/s。

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2.4.1 计算系统图图如图2-1

图2-1 WL1排水系统图

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2.4.2 管道计算结果见表2-1和表2-2。

表2-1 WL1横支管计算表

管路编号 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 卫生器具名称、数量污水盆 Np=1.0 1 1 1 1 1 1 大便器 Np=3.6 1 2 3 排水当量总数Np 1.0 1.0 1.0 4.6 8.2 11.8 设计秒流量qu(L/s) 0.51 0.51 0.51 1.59 1.72 1.82 管径DN(mm) 50 50 50 110 110 110 坡度 0.025 0.025 0.025 0.012 0.012 0.012

管路编号 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 表2-2 WL1立管计算表卫生器具名称、数量排水当量设计秒流量管径坡度污水盆大便器总数Np qu(L/s) DN(mm) Np=1.0 Np=3.6 1 2 3 4 5 6 7 8 8 3 6 9 12 15 18 21 25 25 11.8 23.6 35.4 47.2 59.0 70.8 82.6 98.0 98.0 1.82 2.07 2.27 2.44 2.58 2.71 2.84 2.98 2.98 110 110 110 110 110 110 110 110 125 0.015

WL2、WL3、WL4和WL5的计算方法同WL1。 2.4.3 埋地管、排出管计算

由总设计秒流量为2.98L/s，管径DN125mm，管道坡度为0.015。 2.4.4 通气管径计算

生活污水立管管径为DN110，查表确定通气立管管径为DN75。H管每隔2层连接排水立管和通气立管。

2.5 污水提升

2.5.1 设备用房的排水

设备间选用潜水污水泵。水泵扬程应大于或等于污水提升所需要的扬程，可按下式计算：

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HbH1H2H3H4 (2-2)

式中 Hb——水泵所需要的扬程，kPa；

H1——集水池最低水位至排出口的压力差，kPa； H2——水泵吸水管路水头损失，kPa； H3——压水管路水头损失，kPa； H4——流出水头，kPa；

室外地面标高-0.90m，室内地下室地面标高为-4.50m，排出口标高为-2.50m，集水坑最低水位为-1.20m(相对于地下室地面标高），集水坑5min排水量4m3。排出管管长约11m，Q=48 m3/h，水泵吸、压水管径DN100，查排水铸铁管水力计算表，管道单位水力坡降为0.00669，局部阻力按沿程阻力的30%计，水泵扬程为：

Hh2.50(排出口标高)-(-4.50-1.20)+0.00669111.3+2.0(流出水头）=5.3m

选用50QW42-9-2.2型潜污泵，功率为2.2 kW。

每台污水泵的压水管出口装设闸阀和止回阀，以防倒灌。污水提升横向设置的管路设置2%的坡度坡向排出口，以便停泵时管内污水能自流流出。

2.6 消防电梯井底排水

根据建筑防火设计规范的要求，消防电梯井底应设排水设施，且要求其集水坑有效容积不小于2m3，水泵出水量不小于10L/s。

消防电梯井底排水泵选用污水潜水泵50QW42-9-2.2两台，一用一备，(Q=42 m3/h，H=9 m，N=2.2 kW)。其水力计算考虑的因素同集水坑。

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第三章建筑消防系统

3.1 办公楼的消防给水系统技术参数确定

根据设计条件，参照《高层民用建筑设计防火规范》及《自动喷水灭火系统设计规范》，确定办公楼为二类建筑，火灾危险等级为中危险I级。办公楼需要设置室内消火栓给水系统及自动喷水灭火系统。

办公楼的火灾延续时间按2h计算，自动喷水灭火系统火灾延续时间按1h计算。办公楼室内消火栓用水量为20L/s，室外消火栓用水量为20L/s。

办公楼自动喷水灭火系统的喷水强度为6L/min·m2，作用面积为160m2，经计算

1606自动喷水灭火系统消防用水量Q16L/s。

60办公楼消防用水总量应按同时开启这二个系统所需用水量之和计算，消防用水总量为20+16 =36L/s。

3.2 室内消火栓给水系统

办公楼建筑髙度为48.00m，最低处消火栓栓口标高为-3.40m，该点的静水压力小于1.00MPa，因此室内消火栓给水系统不需要进行竖向分区。

3.3 室内消火栓系统的布置

办公楼室内消防给水系统设置成与生活给水系统分开的独立给水系统。室内消火栓管道布置成环状，横向竖向均成环。上部的环状管网的横干管布置在11层吊顶中，下部的环状管网的横干管布置在地下1层的吊顶中。

水泵结合器的设置数量按室内消防水量计算确定，该建筑室内消火栓用水量为20L/s，每个水泵结合器的流量按15L/s计，故设置2个消火栓水泵结合器，型号为SQB100。

消火栓间距按下式计算：

SR2b2 (3-1)

式中 S——消火栓间距，m；

R——消火栓保护半径，m，R=L1+L2；

L1——水龙带敷设长度，m，可取配备水龙带长度的90%；

L2——水枪充实水柱在平面上的投影长度，m，水枪射流上倾角按45°计； b——消火栓最大保护宽度，m。消火栓保护半径按下式计算：

RCLdHmcos45 (3-2)

式中 R——消火栓保护半径，m；

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C——水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8~0.9； Ld——水带长度，m； Hm——充实水柱长度，m。

办公楼消火栓充实水柱长度取Hm=10m，C=0.8，Ld=25m，则消火栓保护半径R=0.8 ×25+3=23m。

设计采用单出口消火栓，消火栓栓口装置距地面1.lm，栓口出水方向与布置消火栓的墙壁垂直。

建筑内采用同一规格的消火栓，消火栓口径DN65mm，配备水龙带长度为25m，水枪喷嘴口径19mm。每个消火栓处，设直接启动消防水泵的按钮，按钮设在消火栓箱内以防止被人为误动作。

在屋顶水箱间内设1个装有压力显示装置的检验用消火栓，以利于经常检查消火栓系统是否能正常运行。

消防电梯是消防队员进人高层建筑进行扑救的重要设施，为方便火灾发生时消防队员尽快使用消火栓扑救火灾并开辟通路，在消防电梯前室设置了消火栓。

3.4 室内消火栓系统计算方法

消火栓栓口所需水压按下式计算：

HxhHqHdHk (3-3)

式中 Hxh——消火栓栓口水压，kPa；

Hq ——水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需的压力，kPa； Hd ——水带的水头损失，kPa；

Hk ——消火栓栓口水头损失，按20kPa计算。其中水枪喷嘴处所需的压力按下式计算：

HqfHm1fHm (3-4)

式中 αf——实验系数，与充实水柱长度有关，取1.20；

ψ——实验系数，与水枪喷嘴口径有关，取0.0097； Hm——充实水柱长度，m；

Hq——水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需的压力，m。

1.2010Hq13.6m (3-5)

10.00971.2010其中水枪喷嘴处所需的压力按下式计算：

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qxhBHq (3-6)

式中 B——水流特性系数，取1.577。

qxh1.57713.64.6L/s (3-7)

qxh=4.6L/s不能满足高层建筑每支水枪射流量不小于5L/s要求，故提高压力，增大消防流量至5I/s，可得：

2qx52Hq15.85mH2O

B1.577其实际的充实水柱长度为：

Hmf1HqHq15.8511.45mH2O

1.210.009715.85水龙带阻力损失按下式计算：

2HdAdLdqxh (3-8)

式中 Hd——水带水头损失，m；

qxh——水龙带通过的实际射流量，L/s； Ad ——水带比阻； Ld——水带长度，m。

设计选用65mm衬胶水带，水带阻力系数 Ad=0.00172，则水带损失为：

Hd0.00172255.021.08m

消火栓口所需水压为：

Hxh15.851.082.0018.93m

3.5 消火栓给水系统

3.5.1 供水方案的确定

办公楼采用临时高压给水系统，设置消防水池、消防水泵、消防水箱。在地下消防水泵间设置消防水泵。火灾初期l0min消防用水由设在屋顶的专用消防水箱供给，火灾时需启动消防泵满足消防水压、水量要求。 3.5.2 消防水箱贮水量计算

水箱消防贮水量应按建筑物的室内消防用水总量的10分钟用水量进行计算，消防水箱容积按下式计算：

VxqxTx60 (3-9)

1000式中 Vx——消防水箱容积，m3；

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qx——室内消防用水总量，L/s； Tx——火灾初期时间，按l0min计。

办公楼室内消火栓用水量20L/s，喷水灭火系统用水量为16L/s，室内消防用水总量为36L/s，消防水箱贮水量为：

Vx36106021.6m3

1000为避免水箱容积过大，《高规》规定，消防水箱的最小贮水量应符合下列要求:一类公共建筑不应小于18m3；二类公共建筑和一类住宅建筑不应小于12m3，二类居住建筑不应小于6m3。

根据上述规定，办公楼消防水箱容积按24 m3设计。消防水箱设在屋顶水箱间内，尺寸为4.0 m(长)×3.0 m(宽)×2.0m(高)。

为防止消防水泵运行时消防用水进入水箱而不能保证消防设备的水压，在消防出水管上安装止回阀。 3.5.3 消防水池贮水量计算

消防水池容积按下式计算：

VcQxTx3600 (3-10)

1000式中 Vc——消防水池容积，m3；

Qx——室内消防用水总量，L/s； Tx——火灾延续时间，h。

办公楼室内消火栓用水量20L/s，火灾延续时间2h，自动喷水灭火系统用水量为16L/s，火灾延续时间lh。火灾延续时间内消防水用水量为：

20236001613600Vc202m3

10001000消防水池设在地下一层水泵间内，尺寸为12m×6m×3.3m。

3.6 消防管网的水力计算

室内消火栓给水系统采用独立的消防给水系统。根据《高规》规定，其室内消火栓用水量为20L/s，同时使用水枪数为4只，每只水枪最小流量为5L/s，最不利情况下，相邻两根立管上同时出水2只水枪，每根立管最小流量为10L/s。管网的水力计算分两种工况，参考图 3-1消火栓系统计算简图。 3.6.1 水泵供水工况。

由消火栓泵向管网供水，水流自下向上流动。计算出消防流量由消火栓泵至最不

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图 3-1消火栓系统图

利点消火栓处的水头损失，为选择消火栓泵提供依据。最不利消防立管的流量为4号立管上的11、12层消火栓流量之和。

由前计算知立管4上12层消火栓口的压力为H12=18.93mH2O，消防射流量 =5.0L/s。

11层消火栓处的压力为H12+(层高3.9m)+(11~12层消防立管的水头损失)

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H11=18.93+3.9+0. 00749×3.9=22.86mH2O

11层消火栓的消防出水量为

q11

H112.0022.862.005.55L/s 11AdLd0.0017225B1.577消火栓给水系统计算见表3-1

表3-1 消火栓给水系统水力计算表管段 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 流量流速管径（mm）（L/m）（L/m） 5 10.55 10.55 21.1 21.1 100 100 125 125 125 0.58 1.24 0.794 1.66 1.66 单阻I管长（m）水头损失（m）（mH2O/m） 0.00749 0.0295 0.0102 0.0382 0.0382 3.9 43.2 30.5 6.5 5.2 0.029 1.274 0.311 0.248 0.199 ∑h=2.062 由表3-1知管路沿程水头损失Σh1=2.062mH2O，管路总水头损失为 Hg1=1.1Σh1= 2.27mH2O。 3.6.2 水箱供水工况

由前计算知，立管4上设备层12层消火栓口的压力为H12 =18.93mH2O，消防射流量

=5L/s。

11层消火栓处的压力为H12 + (层高3.9m) - (11~12层消防立管的水头损失）

H11=18.93+3.9-0. 00749×3.9=22.80mH2O

11层消火栓的消防出水量为

q11

H112.0022.802.005.54L/s 11AdLd0.0017225B1.577水箱给水系统计算见表3-2

管段 0-a a-b b-c c-d d-e 表3-2 水箱供水水力计算表单阻I流量（L/m）管径（mm）流速（L/m）管长（m）水头损失（m）（mH2O/m） 5 100 0.58 0.00749 1.7 0.013 10.54 100 1.23 0.0295 0.6 0.018 10.54 125 0.793 0.01018 26 0.265 21.08 125 1.586 0.0381 7.6 0.290 21.08 125 1.586 0.0381 3.8 0.145 ∑h=0.729 18

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由表3-2知管路沿程水头损失Σh1=0.729mH2O，管路总水头损失为Hg2=1.1Σh1= 0.80mH2O。

3.7 高位水箱设置校核

高位水箱的设置高度应满足下式要求：

HxHxhHg (3-11)

式中 Hx——最不利点消火栓所需水压，kPa；

Hxh——高位水箱最低液位与最不利点消火栓之间的垂直压力差，kPa； Hg——管路的总水头损失，kPa。已知 Hxh=H12=18.93mH2O，Hg2 = 0.80mH2O

Hxh+ Hg2=19.73mH2O

由图5-1知高位水箱最低液位49.00m，与最不利点消火栓45.20m之间的垂直高差为 Hx=3.80m。

HxHxhHg，即水箱的设置高度若不能满足最不利消火栓处所需的压力要求，

应设增压设施。

3.8 局部增压设备的计算

采用稳压泵带小型气压罐的增压方式。稳压泵的扬程按下式计算：

HzbHxhHgHx (3-12)

式中 Hxh、Hx、Hg——同上式。

由前面计算结果知：Hxh=18.93mH2O， Hg =0.80mH2O(按水箱工况的Hg），Hx =3.80mH2O，则 Hzb=18.93+0.80-2.80=16.93mH2O。

气压罐的调节容积采用450L，稳压泵流量按Qzb=1L/s，消火栓系统需要补压为Qzb=16.93mH2O。由于消火栓系统与自动喷淋系统共用一套补压设备，故设备选型应按这两个系统中最不利的选用，故需在自动喷淋系统计算完成后比较确定。

3.9 消防水泵的计算与选择

消防水泵的流量，应按满足火灾发生时建筑内消火栓使用总数的每个消火栓的设计流量之和计算。

消防水泵的扬程按下式计算：

HbHxhHwHz (3-13)

式中 Hb——消防水泵的压力，kPa；

Hxh——最不利点消火栓所需水压，kPa；

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Hw——管网的水头损失，kPa；

Hz——消防水池最低水位与最不利消火栓的压力差，kPa。

由前计算已知，办公楼消火栓系统消防水量为21.10L/s，最不利点消火栓所需水压为18.93mH2O，消防水池最低水位为-4.00m，最不利消火栓的标高为45.2m，两者之间的高度差为49.2m。由消防泵吸水口至最不利消火栓的管道的水头损失为2.27 mH2O。

则消火栓泵的扬程为：

Hb= 18.93+2.27+49.2=70.40mH2O。

根据Qx=21.10L/s，Hb=70.40mH2O，选择125MSL×3-30立式多级消防泵两台，一用一备，电机功率N = 30kW。

3.10.建筑灭火器的配置

（1）确定该楼层的危险等级和火灾种类

该办公楼为中危险Ⅰ级民用建筑。室内多为固体可燃物，故火灾为A类火灾。（2划分计算单元，计算各计算单元的保护面积。

办公楼各楼层的危险等级和火灾种类均相同，各楼层可作为一个组合单元来进行灭火器配置的设计计算。

该组合单元的保护面积应按其建筑面积确定。根据各层平面的建筑面积，可求得该组合单元的保护面积：S=1020.24m2。（3）计算组合单元的最小需配灭火级别

计算单元的最小需配灭火级别应按下式计算：

QKS/U （3-14）

式中 Q——计算单元的最小需配灭火级别（A 或B）；

S——计算单元的保护面积（m2）；

U——A 类或B 类火灾场所单位灭火级别最大保护面积（m2/A 或m2/B） K——修正系数，取0.5。

A类火灾、中危险Ⅰ级时，灭火器的配置基准U=75m2/A，代入式（3-14），得

Q0.51020.24/756.8A

（4）确定组合单元中的灭火器设置点的位置和数量

该单元为A类火灾、中危险Ⅰ级，手提式灭火器的最大保护距离为20m。采用保护圆设计法，在消火栓下设置灭火器。（5）计算每个灭火器设置点的最小需配灭火级别

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计算单元中每个灭火器设置点的最小需配灭火级别应按下式计算：

QeQ/N （3-15）

式中 Qe——计算单元中每个灭火器设置点的最小需配灭火级别（A 或B）

N——计算单元中的灭火器设置点数（个），取N=4。

Qe=3.4/4=1.7A

（6）确定每个设置灭火器的类型、规格与数量

结合办公楼内均为普通A类可燃物，故选手提式干粉灭火器。每处配置MF/ABC2各2具。

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第四章自动喷水灭火系统

4.1 设计基本参数及系统的确定

办公楼建筑高度48.0m，属二类建筑，在建筑内设置自动喷水灭火系统，且采用独立的给水系统。根据《高层民用建筑设计防火规范》，自动喷水灭火系统管网内的压力不应大于1.2MPa，即120mH2O。建筑中喷水系统的最大工作压力小于120mH2O，竖向不分区。

办公楼自动喷水灭火系统采用临时高压给水系统，系统持续喷水时间按火灾延续时间lh计。火灾初期l0min喷水系统用水与消火栓系统用水一并贮存在屋顶消防水箱内。系统设有自动喷水泵，自动喷水泵组设在地下1层消防水泵间，火灾延续时间1h的喷水系统用水与消火栓系统用水共同贮存在消防贮水池。

由于该办公楼地处北方，冬季室内采暖，室内温度t>4°，故采用湿式自动喷淋灭火系统。该系统由闭式喷头、报警装置（水力警铃、压力开关）、湿式报警阀、管网及供水设施等组成。

办公楼火灾危险等级为中危险I级。该建筑自动喷水灭火系统的喷水强度为6L/(min·m2)，作用面积160m2，系统最不利点喷头压力采用0.1MPa。

4.2 喷头选择

办公楼采用标准型玻璃球喷头，喷头公称直径12.5mm，流量特性系数K=80。地下1层不作吊顶，配水支管布置在梁下，故采用直立型喷头。

4.3 喷头布置间距

喷头间距按下式计算：

XB2Rcos45 (4-1)

式中 X——喷头间距，m；

R——喷头计算喷水半径，m；喷头与边墙的距离不应超过B/2。

喷头洒水半径按下列方法计算，见图4-1。

中危险级I级建筑，要求喷水强度为 6L/(min·m2)，喷头工作压力为P=0.1 MPa，喷头的流量系数为K = 80，喷头的出水量为：

图4-1 R值计算

qK10P (4-2)

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q80100.180L/min

喷水强度为6L/ ( min·m2)，面积S0喷头间距为XB13.333.6m 喷头设计喷水半径为R8013.33m2 63.62.55m

2cos45长方形布置时，喷头对角线的距离不得超过2R，即：

X2B22R (4-3)

同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距可根据喷水强度、喷头的流量系数和工作压力按上述方法确定，且不宜小于2.4m。

4.4 管道的设置

在各配水管入口的压力大于0.4MPa处设置减压孔板以使配水管入口的压力均衡。水平管道设有3‰坡度，坡向泄水阀，其目的在于充水时易于排气，维修时易于排尽管内积水。

4.5 供水系统

自动喷水灭火系统采用临时高压给水系统，设置高位水箱和小型补压设施来保证火灾初期消防主泵启动之前系统所需要的水量和必须的压力。

采用稳压泵与小型气压罐配合使用。对于自动喷水灭火系统，稳压泵的出水流量按 l.0L/s计，扬程由水力计算确定。

为了保证系统供水的可靠性与防止干扰，自动喷水灭火系统设独立的供水泵，按一用一备设置。系统的供水泵、稳压泵均采用自灌式吸水方式，每组消防水泵吸水管、出水管均不应少于2根，吸水管上设置阀门，出水管上设止回阀、控制阀、压力表和直径不小于65mm的试水阀。

自动喷水灭火系统设置水泵结合器，毎个水泵结合器的流量按15L/s计算。自动喷水系统的设计流量取为理论流量的1.3倍，即1.3×16 = 20.8L/s，取21L/s，自动喷水灭火系统设置2个水泵结合器。

4.6 自动喷水灭火系统水力计算

（1）确定自动喷水系统设计参数，办公楼自动喷淋系统设计基本数据见表4-1。

火灾危险等级中危险Ⅰ级表4-1 自动喷水系统设计参数

喷水强度（L/min·m2）作用面积（m2）喷头工作压力（MPa） 6 160 0.1 23

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（2）绘制喷头作用面积平面图计算简图，见图4-1。图4-1 喷头作用面积平面图

4.7 作用面积法

（1）最不利作用面积位于20层，面积为15.6×11.7=182.5m2 >160m2，符合要求。作用面积内共设16个喷头。

（2）从系统最不利点1开始进行编号（节点包括作用面积内及以后管段喷头处，管道分支连接处及变径处），直至自动喷水泵处。

（3）中危险级假定作用面积内各喷头处水压和喷水量相等（即按节点1的水压10mH2O，喷水量q=1.33L/s）。从节点1开始进行水力计算，直至作用面积内最末节点为止。管段累计流量16×1.33=21.28L/s。从节点1开始至自动喷水泵，管段累计流量不再增加，仅按21.28 L/s计算管道沿程、局部水头损失。计算结果见表4-2。（4）校核各管段流速，见表4-3。

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表4-2 作用面积法水力计算表流量公称节点比阻流速管长沿程水头节管直径节点水压 A v L 损失hi管段点段 d q H（mH2O) (L/s) (m/s) （m）（mH2O） Q（L/s) （mm) （L/s) 1 2 3 1' 2' 4 5 6 1-2 2-3 1'-2' 2'-3 3-4 a-4 a'-4 4-5 b-5 b'-5 5-6 c-6 c'-6 6-7 10 10.00 13.97 10 10 14.91 16.28 16.35 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 2.66 1.33 2.66 5.32 2.66 2.66 10.64 2.66 2.66 15.96 2.66 2.66 21.28 25 40 25 40 50 80 100 125 0.4367 0.04453 0.4367 0.04453 0.01108 0.001168 0.00008623 0.00008623 2.50 2.11 2.5 2.11 2.5 2.14 1.85 1.6 4 2.78 4 1.22 3 3 3 92.5 3.09 0.88 3.09 0.38 0.94 0.40 0.07 0.00 0.00 0.00 3.61 Σh=12.46

管段管径（mm) 流速（m/s）表4-3 校核各管段流速 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 25 40 50 80 100 2.5 2.13 2.5 2.17 1.84 6-7 125 1.61 （5）验算下列限值

作用面积之长边边长宜为作用面积值平方根的1. 2倍。

中危险级应保证作用面积内的平均喷水强度不小于6L/(min·m2)。

21.28607.0L/(min·m2) >6L/(min·m2)

182.525

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中危险级作用面积内任意4个喷头组成的保护面积内的平均喷水强度不小于规定值的85%。

如喷头作用面积平面图所示，节点3处的4个喷头组成的保护面积为48.3m2，平均喷水强度=

1.334606.61L/(min·m2)>6×85%=5.10 L/(min·m2)，符合规范要求。

48.34.8 特性系数法

喷头的出水流量和管段的水头损失应按下式计算：

qKH (4-4)

h10ALQ2 (4-5)

式中 q——喷头出水流量，L/s；

H——喷头处水压，kPa；

K——喷头特性系数，玻璃球喷头K=0.133或水压用mH2O怍单位时

K=0.42；

hL——计算管段的沿程水头损失，kPa； A——管道比阻，s2/L2； L——计算管段长度，m； Q——计算管段设计流量，L/s。计算方法如下：

（1）确定最不利计算管路，并绘制喷水管道系统计算简图，系统为枝状管网，管道系统图见图4-1。

（2）12层节点处喷头最高最远，为系统设计最不利点，从该点开始在喷头处、管道分支接处按序进行节点编号至自喷水泵。

（3）采用玻璃球喷头，水压用mH2O计，故特性系数K=0.42；节点1水压10mH2O,单个喷头出水量1.33L/s，从该两喷头开始进行水力计算，至水泵处，流量累计到23.79L/s，达到并略超过中危险级设计秒流量。计算结果见表4-4。（4）管段流量校核

管段管径（mm) 流速（m/s) 表4-5 校核各管段流速 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 25 40 50 80 100 2.5 2.28 2.71 2.39 2.04 6-7 125 1.78 4.9 系统秒流量和自喷水泵所需扬程

（1）系统秒流量

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作用面积内系统设计秒流量Qs =23.79L/s；

表4-4 特性系数法水力计算表流量公称节特性节点比阻流速管长沿程水管直径节点管段系数水压 A v L 头损失段 q Q d (m/s) （m） h（点 K H （mH2O) (L/s) imH2O）（L/s) （L/s) （mm) 1 2 3 1' 2' 3' 4 1-2 2-3 1'-2' 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 10 13.09 14.10 10 13.09 13.53 15.20 1.33 1.52 1.33 1.52 1.33 2.85 1.33 2.85 5.76 11.74 25 40 25 40 50 0.4367 0.04453 0.4367 0.04453 2.50 2.27 2.5 2.27 L/s 2.71 L/s L/s 4 2.78 4 1.22 3 3.09 1.01 3.09 0.44

1.10 2'-3 3-4 0.01108 a-4 a'-4 4-5 5 0.42 b-5 b'-5 5-6 6 0.42 c-6 c'-6 6-7 7-8 80 0.0002894 2.37 L/s L/s 3 0.12 15.32 15.57 17.74 100 0.0002674 2.05 L/s L/s 3 0.25 23.79 23.79 125 125 0.00008623 0.00008623 1.79 39.70 1.79 52.80 1.94 2.58 Σh=13.62

（2）自喷水泵所需扬程

消防泵的供水压力按下式计算

HbH0HzhHK (4-6)

式中 Hb——消防泵的供水压力，kPa；

H0——最不利点喷头的工作压力，kPa；

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Hz——最不利点喷头与消防水池最低液位之间的高度压力差，kPa； Σh——计算管路沿程水头损失与局部水头损失之和，kPa； HK——报警阀的压力损失，kPa。喷淋水泵的扬程

Hb=10 +(47.5+4.0)+1.2× 13.62+ 0.72=78.56mH2O

根据 Qs =23.79L/s，Hb =78.56mH2O，选125D-25-4立式多级消防泵两台，一用一备。

4.10 水箱安装高度校核

自动喷水灭火系统火灾初期l0min用水由高位水箱供给，系统高位水箱的设置高度按下式计算：

HXH0hHK （4-7）

式中 HK——高位水箱最低液位与最不利点喷头之间的垂直压力差，kPa；

H0——最不利点喷头的工作压力，kPa；

Σh——计算管路沿程水头损失与局部水头损失之和，kPa； HK——报警阀的压力损失，kPa。

管段 1-7 7-f f-e 表4-6 水箱安装高度校核计算单阻I管长流量（L/m）管径（mm）流速（L/m）水头损失（m）（mH2O/m）（m） 1.49（由表5-3得） 23.79 125 1.79 0.00008623 12.59 0.61 23.79 125 1.79 0.00008623 3.5 0.17 ∑h=2.27 Hx=49.00-47.5=1.5mH2O

H0+Σh+HK=10+ 1.2×2.27+0.72=13.44mH2O 故HX< H0+Σh+HK

参照消防水箱图3-1计算结果见表4-6，水箱的设置髙度不能满足最不利消火栓处所需的压力要求，应设增压设施。

4.11 增压设施计算

增压水泵的扬程按下式计算：

HH0hHX (4-8)

式中 H'——增压水泵扬程，kPa；

H0——最不利点喷头的工作压力，kPa；

Σh——计算管路沿程水头损失与局部水头损失之和，kPa；

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Hx——高位水箱最低液位与最不利点喷头之间的垂直压力差，kPa。最不利点喷头的工作压力H0=100kPa，管路沿程水头损失hL=22.7kPa(见表4-6)，计算管路局部水头损失取沿程水头损失的25%，则计算管路沿程水头损失与局部水头损失之和Σh=l.25hL=28.38kPa。高位水箱最低液位与最不利点喷头之间的垂直压力差Hx=15kPa。增压水泵的扬程H'=143.38kPa。

自动喷水系统增压设施与消火栓系统共用一套，故按两个系统中所需增压大的系统确定增压水泵压力，消火栓系统所需压力为169.30kPa，自动喷淋系统所需压力为143.38kPa，故按消火栓系统选用补压设备。THZW(L)-1-XZ-13增压稳压设备一套，釆用D1000立式隔膜气压罐1个，2台25LGW3-10×3型水泵，功率N = 1.1kW，消防供水压力0.23MPa。增压水泵的流量按1L/s计。

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第五章直饮水系统

5.1 管道直饮水供应方式

管道直饮水系统一般由供水水泵、循环水泵、供水管网、回水管网、消毒设备等组成。为了保证水质不受二次污染，直饮水配水管网的设计应特别注意水力循环问体，配水管网应设计成密闭式，将循环管路设计成同程式，用循环水泵使管网中的水得以循环。

办公楼采用变频调速泵供水方式，净水设备设于地下室水泵间，管网为上供下回式，由变频调速泵供水，不设高位水箱。

5.2 管道直饮水系统设置要求

为保证管道直饮水系统的正常工作，并有效地避免水质二次污染，直饮水必须设循环管道，并应保证干管和立管中饮水的有效循环。其目的是防止管网中长时间滞流的饮水在管道接头、阀门等局部不光滑处由于细菌繁殖或微粒集聚等因素而产生水质污染。

5.3 直饮水供应系统的水力计算

直饮水供应系统的水力计算，应考虑建筑物的性质、地区气候条件、经济发展水平、人民生活习惯等因素，选择合适的设计参数进行计算。 5.3.1 直饮水系统的水量和水压

直饮水系统应保证向用户提供足够的水量和水压，额定水量包括居民日用水量和水嘴流量，水压指水嘴处的出水水压。

系统最高日直饮水量应按下式计算：

QNqd (5-1)

式中 Q——系统最高日直饮水童，(L/d);

N——系统服务的人数；

qd——最高日直饮水定额，取2L/(d·人)。

L/d L/d

Qd=2654L/d

5.3.2 瞬时高峰用水量

直饮水供应系统的中配水管中的瞬时高峰用水量应按下式计算：

qsq0m (5-2)

式中 qs——计算管段的设计秒流量，L/s;

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q0——饮水水嘴额定流量，取0.05 L/s；

m——计算管段上同时使用饮水水嘴的个数，可查表。

qsd30.050.15L/s qsg40.050.20L/s

5.3.3 管径计算

管道的设计流量确定后，选择合理的流速，即

d式中 d——管径，m；

qg——管段设计流量，m3/s； u——流量，m/s。

4qgu (5-3)

5.4低区直饮水管网水力计算

（1）低区计算管网系统图见图5-1，计算表见表5-1

图5-1 低区直饮水管网系统图

（2）循环流量

系统的循环流量qx=0.05×7=0.35L/s （3）供水泵

变频调速水泵供水流量计算公式：

Qbqs3600qx (5-4)

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表5-1 低区直饮水系统水力计算表

水头损水头计算设计秒流管径流速单阻管长失损失管段量 q DN v i L hy=iL (KPa) （L/s）编号 (mm) (m/s) (KPa/m) (m) (KPa) ∑h 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 15 20 25 25 32 32 32 0.75 0.79 0.68 0.91 0.74 0.88 0.98 0.564 0.422 0.234 0.386 0.205 0.282 0.340 14.1 8.4 13.5 0.3 7.9 13.6 34.5 8.0 3.5 3.2 0.1 1.6 3.8 11.7 8.0 11.5 14.7 14.8 16.4 20.3 32.0

Qb0.1536000.35540.4L/h=0.54m3/h

水泵扬程计算公式：

Hbh010zh (5-5)

式中 Qb——水泵流量，L/h；

qs——瞬时高峰用水量，L/s； qx——循环流量，L/s；

Hb——供水泵扬程，KPa；

h0——最不利点水嘴自由水头，KPa； z——最不利水嘴与净水箱高差，m；

Σh——最不利水嘴与净水箱的管路水头损失，KPa。

局部水头损失按沿程水头损失的25%计，沿程水头损失由水力计算表5-1可知为30.0kPa，则有Σh =1.25×30.0=37.5kPa。最不利水嘴与净水箱高差z=14.0-（-4.0=18.0m。最不利点水嘴自由水头h0取0.03MPa。

Hb3018037.5247.5KPa

根据流量Qh=0.54m3/h，扬程Hb=24.8m，选用IX32-25-160B给水泵两台，一用一备。水泵电动机功率0.75kW。

5.5 高区直饮水管网水力计算

（1）高区计算管网系统图见图5-2，计算表见表5-2

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图5-2 高区计算管网系统图

表5-2 高区直饮水系统水力计算表计算管段编号 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 设计秒水头水头管径流速单阻管长流量损失损失 DN v i L q hy=iL (KPa) (mm) (m/s) (KPa/m) (m) （L/s） (KPa) ∑h 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 20 25 25 32 32 40 40 0.53 0.61 0.91 0.79 0.98 0.75 0.90 0.206 0.188 0.386 0.229 0.340 0.162 0.217 5.9 8.7 13.5 13.5 8.2 8.1 13.6 1.2 1.6 5.2 3.1 2.8 1.3 3.0 1.2 2.8 8.0 11.1 13.9 15.2 18.2 （2）循环流量

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系统的循环流量qx=0.05×7=0.35L/s （3）供水泵

Qb0.2036000.35720.4L/h=0.72m3/h

局部水头损失按沿程水头损失的25%计，沿程水头损失由水力计算表5-5可知为18.2kPa，则有Σh =1.25×18.2=22.8kPa。最不利水嘴与净水箱高差z=45.2-（-4.0）=49.2m。最不利点水嘴自由水头h0取0.03MPa。

Hb3049222.8544.8KPa

根据流量Qh=0.72m3/h，扬程Hb=54.5m，选用IX132-25-200给水泵两台，一用一备。水泵电动机功率3.0kW。

5.6 净水箱计算

有效容积可按下式计算：

VjkjQd (5-6)

式中 Vj——净水箱的有效容积，L； kj——容积经验系数，取0.3。

Vj0.32654796.2L (5-7)

5.7原水调节水箱容积计算

调节水箱容积计算：

Vy0.2Qd (5-8)

式中 Qd——原水调节水箱容积，L。

Vy0.22654530.8L

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第六章建筑雨水排水系统

6.1 雨水排放方式

办公楼采用外排水设计。

6.2 办公楼雨水斗布置

办公楼雨水斗布置如图7-1

图7-1 办公楼雨水斗布置图

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6.3 汇水面积计算

YD1：

S192.16.531101.9m2 2YD2：

S2107.49.46.531131.3m2 2YD3：

S3114.36.531124.1m2 21206.3m2 2YD4：

S4191.010.23YD5：

S5175.8122.67.72.97.331325.3m2 2YD6：

S6124.2m2

YD7：

S7162.410.935.11353.7m2 2YD8：

S8S7375.0m2

6.4 暴雨强度计算

设计重现期P=5，查表，办公楼所在地降雨强度q=3.83 L/(s·100m2)，按计时5min的暴雨强度计，h5=138 mm/h。雨水计算表见表6-1。

编号 2汇水面积 m 泄流量 L/s 雨水斗斗径 mm 管径 mm 表6-1 办公楼雨水水量计算表 YD1 YD2 YD3 YD4 YD5 YD6 YD7 YD8 101.9 131.3 124.1 206.3 325.3 124.2 353.7 353.7 3.5 4.5 4.3 7.1 11.2 4.3 12.2 12.2 75 75 75 90 110 75 100 100 75 75 75 90 110 100 100 100 雨水立管1~6采用塑料管，立管7~8采用铸铁管。

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结论

本设计主要以相关的国家规范为设计依据，通过平面布置、系统布置、水力计算和计算结果分析，完成了对设计建筑的给水、排水、雨水、消火栓和自动喷水灭火、直饮水系统的相关设计。

我国的高层建筑绝大部分始建于20世纪80-90年代，经过近30年的发展，高层建筑给排水工程在设计、施工与管理方面积累了一定的经验。但是，适合我国国情的给水、排水设计秒流量计算公式还有待一步完善，消防给水系统的改进，新能源的开发与利用，设备材料的更新，隔音与防震，计算软件的进一步开发等课题都有待于探索。因此，在学习国外先进技术的同时，我们应结合国情，认真总结经验，研究适合我国的设计计算方法，制定有关定额和标准，研究新材料、新设备，挖掘节水节能潜力，提高施工与管理水平，这是从事建筑给水排水工程技术人员的一项光荣而艰巨的任务。

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stacks [J]. Building and Environment.2010,45：p.6842-690.

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谢辞

随着毕业设计的结束，大学生活已经告一段落，经过几个月的毕业设计，我对建筑给排水设计有了比较深刻的认识。在老师孜孜不倦的教诲下，我们把四年所学的知识汇集了起来。第一次用理论来解决实际问题，碰到问题不断尝试解决的办法，锻炼了自己分析问题、解决问题的能力。此次设计是在王海鸥老师的亲切关怀和悉心指导下完成的，她严肃认真的态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我，始终给予我细心的指导和不懈的支持。同时，还有其他老师以及许多同学也给予了我很多的帮助。在设计即将完成之际，我要感谢他们对我的帮助，谢谢！

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