某医院给排水毕业设计

'绥棱第一医院给水排水工程设计院(系)：专业：学号：学生姓名：指导教师：XXXX年X月 摘　　要绥棱第一医院是一个综合性的医院建筑，由于其内部结构复杂及建筑自身性质对给排水的要求等，为设计增加了不少难度。本次设计包括生活给水系统，生活排水系统，消火栓系统，喷淋系统，热水系统及雨水系统。由于医院建筑性质要求，医院内部供水须安全可靠，保证各个区域内的供水稳定，故分为三区，低区-1~3层由市政管网直接供水，中区和高区采用并联式变频水泵组给水，均采用下行上给式枝状供水。消防和喷淋系统采用水泵水箱联合给水方式，消防系统横向、竖向成环。喷淋系统采用湿式自动喷水灭火系统。热水系统分中区和高区，采用立管回水式半循环系统。排水系统采用分流制，设专用通气管。本次设计主要任务是完成该医院的给排水和消防图纸的绘制及相关计算，力求使建筑物提供方便、卫生、舒适和安全的生活环境。关键词：医院；给水排水系统；消防系统 ABSTRACTTheSuiLingfirstHospitalisacomprehensivebuilding,duetoitscomplicatedinternalstructureandbuildingcharacteristicrequirementsforwater-supplyanddrainagesystem,increasedalotofdifficultyforthedesign.Thisdesignincludingthewater-supplysystem,sanitarydrainagesystem,fire-protectionsystems,storm-waterdrainagesystemsandhotwatersystem.Inordertoadapttotheinnercompoundofthehospital,guaranteethesafereliabilityofthewatersupplyamongthehospitalaswellasthestabilityofthesupplytoalltheregions,thissystemcontainsthreeparts.Lowerpartfrombasementtothethirdlayer,issuppliedbymunicipalwatersupplynetwork,centralandupperpartusingtheparallelvariablefrequencypumpgroupwatersupply,thereareusedfordownwardflowandupwardsupplysystembranchwater.Watertankandpumpsareusedinfire-protectionsystems,wherethefirehydrantsystemsurroundshorizontallyandcircularly.Sprinklersystemisusedbyautomaticsprinklersystem.Hotwatersystemcontainscentralandupperparts,usingtheriserbackwaterofhalf-circulatorysystem.Drainagesystemadoptstheseparatesystemandsetupspecialventilationpipe.Thedesignofthemaintaskistocompletethewater-supplyanddrainagesystems,fire-protectionsystemsdesignofthehospitaldrawingsandit"srelatedcalculation,andstrivetomakebuildingsprovideaconvenient,sanitary,comfortableandsafelivingenvironment.Keywords:hospital；water-supplyanddrainagesystem；fire-protectionsystem 目　　录第1章绪论11.1概述...........................................................................................................11.1.1设计原始资料及工程概况11.1.2设计目的11.1.3设计任务与要求21.2设计说明21.2.1室内给水工程21.2.2排水工程51.2.3热水供应系统51.2.4消火栓系统61.2.5自动喷淋系统81.2.6雨水系统91.2.7管道的平面布置及管材10第2章　室内给水系统的计算122.1生活用水量的计算122.2设计秒流量的计算132.3生活给水管道水头损失的确定132.4管网的水力计算142.4.1低区给水管网的计算142.4.2中区给水管网的计算162.4.3高区给水管网的计算182.5屋顶水箱容积计算202.5.1消防水箱容积计算20IV 2.5.2水箱构造202.6生活给水和消防贮水池设计与计算202.6.1贮水池的计算202.6.2贮水池的设计要点212.7室内低区所需压力校核212.8加压泵的选择222.8.1中区加压泵的选择222.8.2高区加压泵的选择232.9本章小结24第3章　建筑内部排水系统253.1排水系统选择253.2排水系统水力计算253.3通气管安装要求283.4检查口与清扫口的设置283.5本章小结29第4章　建筑消火栓给水系统设计304.1消火栓给水系统布置原则304.2消火栓系统的设计计算304.2.1消火栓保护半径304.2.2消防管道系统计算314.2.3消防水泵的选择344.3消防水箱设置高度确定及校核354.4水泵接合器选定354.5消火栓减压354.6本章小结37IV 第5章　自动喷淋灭火系统计算385.1简介385.2湿式喷水灭火系统的主要组件及要求385.2.1闭式喷头385.2.2报警阀组385.2.3水流报警装置395.3喷头的选用与布置395.4管道与阀门布置395.4.1供水管道与报警阀405.4.2管道负荷405.4.3喷水管网405.4.4系统的泻水措施405.5管材及其安装405.6自动喷淋灭火系统水力计算415.7自动喷淋灭火系统消防泵的选择445.8本章小结44第6章　建筑热水系统456.1给水方案456.1.1热水供应系统的分类456.1.2系统选择456.1.3热水供应系统的组成456.1.4给水管道布置与安装466.2热水系统的设计计算466.3热水配水管网计算496.4热水回水管网水力计算53IV 6.5选择循环泵606.6本章小结61第7章雨水系统水力计算627.1雨水系统计算目的627.2屋面水力水量计算627.3本章小结63第8章　医院废水处理648.1简介648.2医院废水的成分648.3医院废水的传统处理方法648.4医院废水处理原则668.5医院废水的新处理方法678.5.1CASS(CyclicActiavatedSludgeSystem)法678.5.2紫外线消毒法688.5.3膜生物反应器(MBR）688.6医院废水的管理698.7本章小结69结论70参考文献71致谢73IV 第1章　绪论1.1概述随着现代医学科学的快速发展，不断有新技术、新医疗设备出现，从而与之相符的现代化医疗建筑——医院，也面临着新的设计理念和新技术的运用。无论从医院建筑物功能、其所处的环境，还是医院建筑设备及装备系统，要求均愈来愈高。因为它不仅是保障日常工作生活的需要，而且与救治病人、促进康复、避免致残、挽救生命紧密相关。作为给排水专业的设计不仅需要满足医院建筑中设备上不同功能的要求，而且必须安全可靠[1]。1.1.1设计原始资料及工程概况绥棱第一医院位于黑龙江绥化绥棱，该市市政给水管网位于医院西北方向管顶埋深-2.4m，压力0.25MPa，市政排水管位于医院北方，管底-3.6m。该地区冰冻线-2.2m。本工程为绥棱第一医院。此建筑共有24层，一层及顶层层高4m，其它各层均为3m，建筑高度70m，地下一层设消防泵房、医用污水处理间等，一层设生活给水泵房、换热间等，二层至二十三层设办公室、病房、设备间等，顶层设消防水箱、电梯机房、加压机房等。该建筑为一类建筑，火灾危险等级为中危一级。1.1.2设计目的毕业设计是教学计划的最后一个教学环节，也是检验学生掌握所学专业知识程度的重要手段。通过给排水工程毕业设计，可使学生系统掌握给排水工程设计原则及程序，设计步骤和方法，标准图集的参考与选用，以及对设计说明书和图纸的要求，使学生在工程设计方面得到一次全面锻炼。73 1.1.3设计任务与要求（1）明确毕业设计的任务、要求和期限，围绕毕业课题检索、收集资料和信息，制定工作进度。（2）进一步完善毕业设计，明确设计细节。（3）绘制该给水排水设计工程的施工图（包括平面图、系统图、首页说明等）。要求计算机绘图。（4）具体内容：生活给水系统的平面布置图、系统图；排水系统的平面布置图、系统图；消火栓给水系统的平面布置图、系统图；自动喷水灭火系统的平面布置图、系统图；排水系统的平面布置图、系统图；水泵房、水池、水箱的平面布置图、系统图；热水系统的平面布置图、系统图。雨水系统的平面布置图、系统图。（5）按设计任务，编写计算说明书一份。撰写的论文正文总字数不少于2万字。1.2设计说明1.2.1室内给水工程1、系统选择由于高层建筑对消防给水的安全可靠性能要求严格，故高层建筑应独立设计生活给水系统、消防给水系统。高层建筑，若只采用一个给水系统供水，建筑低层的配水点所受的静水压力很大，易产生水锤，损坏管道及附件，流速过大产生水流噪音；低层压力过大，开启水龙头时，水流喷溅严重；使用不便，根据建筑给排水设计规范上卫生器具的最大静水压力不得超过0.45MPa。因此高层建筑给水系统必须分区。原始设计资料给定了市政给水管网提供常年的水压为0.25MPa。73 绥棱第一医院建筑内采用独立的生活给水系统。根据设计资料，已知市政给水管网常年水压为0.25MPa，只能满足建筑低区的用水要求，故室内给水系统采用分区给水方式，分为高、中、低三区。低区地下一层至三层由市政管网直接供水，采用下行上给供水方式；中区4～13层由变频水泵直接供水，供水横干管设在三层楼顶，供水方式为下行上给。高区14～23层由变频水泵直接供水，供水横干管设在十三层楼顶，供水方式为下行上给。由于市政给水管网不允许生活水泵直接抽水，因此在一层室内设贮水池和变频水泵房。2、系统组成整个给水系统包括引入管，水表节点，给水管网、给水附件，以及水泵等给水设备、贮水池等配水设施。3、给水管道布置与安装（1）各层给水管道均采用暗装敷设，管材均采用给水塑料管（埋地引入管采用给水铸铁管），其接口采用承插式接口，用弹性密封套连接。（2）给水管道与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉排水管在给水管下面。给水管与热水管平行时，给水管需设在热水管下面100mm。（3）管道外壁距墙面的距离不小于150mm，离梁柱及设备之间的距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距为20~25mm。（4）立管穿过楼板时应预埋套管，且要高出地面10~20mm。（5）在立管横支管上应设阀门，管径DN>50mm时设闸阀DN<50mm或DN=50mm时设球阀。（6）引入管穿地下室外墙应设套管。（7）给水横干管的坡度设为0.003，坡向泄水装置。（8）贮水池采用钢筋混凝土，贮水池上布设人孔，基础底部设水泵吸水坑。73 （9）生活给水泵设在地上一层。所有水泵出水管均设置缓闭止回阀，除消防水泵外其他水泵均应设有减震基础，并在吸水管、出水管上设可曲绕橡胶接头。（10）引入管至少两条，宜从建筑物不同侧的两条城市管道上接入，在室内将管道连成环状或贯通状双向供水。若条件不能满足，可采取设贮水池（箱）或增设第二水源等安全措施。如本设计即是采用贮水池。如果只能同侧接入，两根引入管之间的间距不得小于10m。水表节点设于引入管上。（11）保护管道不受损坏。给水埋地管道应避免布置在可能受重物压坏处。管道不得穿越生产设备基础，也不宜穿过伸缩缝、沉降缝，如需穿过，应采取保护措施。为防止管道腐蚀，管道不允许布置在烟道、风道、和排水沟内，不允许穿大、小便槽，当立管位于小便槽端部0.5m时，在小便槽端部应有建筑隔断措施。（12）给水管道一般均采用暗装。横干管敷设于技术层内或吊顶中或管沟内，立管设置在给排水管道竖井里，支管都敷设于吊顶、墙体、地板找平层，这样比较卫生、美观。（13）给水管道穿越墙和楼板时，应预留孔洞。穿水池、水箱处时应预埋套管。（14）布置管道时其周围要有一定的空间，足够满足安装、维修的要求。且有进人检修的管道井，便于维修。其通道不宜小于0.6m。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。本设计采用枝状管网布置。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，故高区为下行上给供水方式。73 4、管材和附件（1）给水管材本设计生活给水管道采用普通给水塑料管。（2）给水附件、调节和控制附件常用的阀门有：截止阀（用于DN50mm的管道上）、闸阀（用于DN>50mm的管道上）、蝶阀、止回阀、浮球阀、球阀、旋塞阀、安全阀等。1.2.2排水工程1、系统选择室内排水系统采用分流制排水，设专用通气管；各层满足伸顶通气的要求，不满足时伸出侧墙通气，并通气帽高于门窗0.6m。2、系统组成本系统由卫生洁具、排水管道、检查井、清扫口、室外排水管道、检查井，化粪池等组成。排水横支管与排水立管的连接配件要求均采用45°斜三通，立管与排出管的连接配件要求采用两个45°弯头，若采用新型排水系统，则应采用特制配件。立管上应每隔两层设置一个检查口，其设置高度规定离地面为1.0m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。当悬吊在楼板下面的污水横管上有二个及二个以上的大便器或三个以上的卫生器具时，应在横管的起端升到上层地面设置清扫口。在地下排水横管上隔一定距离需设清扫口，一般为10～15m[2]。1.2.3热水供应系统1、系统选择73 选用何种热水供应方式，应根据建筑物的用途、热源的供个给情况、热水用量和卫生器具的布置情况进行技术和经济比较来确定。热水供水方式有如下几类：按供应范围不同有：集中供热、局部供热、区域供热。集中供热：在锅炉房、热交换站或加热间将水集中加热后，通过热水管网输送到整幢或几幢建筑的热水供应系统。集中热水供应系统适应热水用量较大，用水点较集中的建筑，如高级住宅、旅馆等。局部供热：采用小型加热器在用水场所就地加热，供局部范围内一个或几个配水点使用的热水系统。局部热水供应系统适应于热水用量较小的建筑，如一般性的小型住宅单元、小型餐厅等。区域供热：在电厂、区域性锅炉房或热交换站将水集中加热后，通过市政热力管网输送到整个建群、居住区、城市街坊或工业企业的热水系统。室内热水采用集中式热水供应系统，用半容积式加热器，蒸汽来自城市蒸汽管网，水加热器出水温度为70℃。分区与给水系统略有不同，分高中低三个区，低区-1～1层没有热水供水点，因此通过减压的方式由中区提供2～3层热水；中区4～13层采用下行上给式供水方式，水加热器由中区水泵供给冷水。高区14～23层采用下行上给式供水方式，水加热器由高区水泵供给冷水。因该医院24h都用热水，且热水用水点少，故采用干管循环。冷水计算温度以4℃计。2、系统的组成由加热器，配水管网，回水管网，循环水泵及附件等组成。1.2.4消火栓系统1、系统选择该建筑属一类建筑，查规范得，室内消火栓用水量均为30L/s，室外消火栓用水量均为20L/s。室内每根立管最小流量为15L/s，每支水枪最小流量为5L/s。最低层消火栓所承受的静压小于1.0MPa，73 可不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统。消火栓出口动压大于0.5MPa的采用减压稳压消火栓[3]。消火栓布置在较明显，且经常有人出入使用方便的地方，消火栓箱内均设有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。采用单栓口消火栓，栓口口径为65mm，水枪喷嘴口径为19mm，充实水柱为12m。采用麻质水带，水带直径为65mm，长25m。室外消火栓系统共设三套地上式水泵接合器（位置见图纸），以便消防车向室内消防管网供水。屋顶水箱贮存有10分钟的消防水量容量18m。火灾延续时间以2h计。2、系统组成该系统由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及消防泵等组成。3、消防管道布置与安装（1）消火栓给水系统的布置。①高层建筑室内的消防给水系统与生活给水系统必须分开设置，自成一独立系统。消防给水管道应布置成环状。在环状管道上需要引伸支管时，则支管上的消火栓数量不应超过一个。②室内消防给水管网的进水管不应少于两根。当其中一根发生故障时，其余的进水管仍能保证设计要求的消防流量和水压。③阀门的设置应便于管网维修和使用安全，检修关闭阀门后，停止使用的消防立管不应多于1根，当竖管超过4根时，可关闭不相邻的两根。④水泵结合器应设在消防车易于到达的地方，同时还应考虑在其附近5～40m范围内有供消防车取水的室外消火栓或贮水池。水泵结合器的数量应按室内消防流量确定；每个水泵结合器进水流量可达到10～15L/s，一般不少于2个。（2）消火栓布置73 按规范要求设消火栓消防给水系统的建筑内，每层均应设置消火栓。消火栓间距布置应满足下列要求：充实水柱同时到达室内任何部位。每根消防竖管的直径，应根据一根竖管要求的水柱股数和每股水量，按上下相邻消火栓同时出水计算，但不应小于100mm。消火栓布置按照以下公式计算：式中S2—消火栓间距（2股水柱达到室内任何部位），m；R—消火栓保护半径；b—消火栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度加走廊的宽度，m。消火栓口距地面安装高度为1.1m，栓口宜向下或与墙面垂直安装。消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。建筑物设有消防楼梯时，其前室应设有消火栓。在建筑物屋顶应设1个实验消火栓，以便于消防人员经常检查消防给水系统是否能正常运行，同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。在寒冷地区，屋顶消火栓可设在层出口处、水箱间或采取防冻技术措施[4]。4、消火栓的分区消火栓消防给水系统的给水方式分为分区和不分区两种，本设计最底层静压小于1.0MPa，故采用不分区系统。根据规范，室内消防流量取30L/s，取充实水注12m，水枪喷嘴流量5.2L/s，最不利情况同一立管上同时出水两股水注，消防立管管径为DN100及DN125。1.2.5自动喷淋系统1、系统选择73 该建筑采用湿式自动喷水灭火系统，各层均设自动喷水灭火系统，喷头动作温度为68℃，一般为长方形布置，距墙不小于0.5m，不大于1.8m。配电间等不布置喷头，大厅用防火卷帘隔开[5]。湿式自动喷水灭火系统属被动启动系统，当温度升高，喷头(玻璃炮)爆碎，(管网)所产生的水流引动水流指示器，报警中心接获第一个报警信号，当水继续流出，压力开关动作(同时驱动本区域水力警铃）。报警中心接获第二个报警信号，同时启动喷淋泵。水箱高度不满足最高层的要求，在高位水箱旁设增压稳压设备。每层大约有200个喷头，每4～5层设一根立管，共六根立管。湿式报警阀设置于地下室内，并靠墙布置，水力警铃装在报警阀附近。火灾发生之后，喷淋头附近的空气温度上升，超过了玻璃管的额定温度之后（一般为68℃），玻璃管爆裂，管内的水就喷出来了，这时候管道上的水流开关由于水的流动而发出报警信号，在消防控制中心报警显示。于此同时，由于水流的动作，造成湿式报警阀阀板开启，水流通过湿式报警阀的同时也通过延时器进入压力开关，启动压力开关和水力警铃，压力开关联动开启喷淋水泵。这就完成了整个系统的工作过程。2、系统组成自动喷水灭火系统由水源、加压储水设备、喷头、管网、报警装置等组成。1.2.6雨水系统建筑雨水排水系统的任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水、避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等事故，影响人们正常生活和生产活动。1、雨水系统的分类屋面雨水排水系统分为外排水系统和内排水系统。（1）外排水系统73 外排水系统的各组成部分均敷设在室外，适用于多层建筑和大型厂房或库房。由于雨水管道敷设在室外，因此不会造成管道对室内人们活动和存放物品的影响。但屋面排水较分散，当建筑物较大，天沟较长时为保证天沟的坡度，需增加垫层厚度，也增加了屋面的荷载。（2）内排水系统内排水系统是用管道将屋面雨水引入建筑物内部，再通过管道有组织将雨水排出室外。内排水系统又可分为封闭式系统和敞开式系统。封闭式系统的室内管道无开口部分，管道内呈压力流状态，排水能力大。但耗费管材，管道必须严密。敞开式系统的立管最终排入室内明渠或埋地管中，管渠可排入其他较清洁的废水。高层建筑宜采用封闭式内排水系统，不得采用敞开式系统。2、雨水系统的选择本工程中，建筑物高度为73.0m。由于建筑物高度较高，如采用外排水系统不但雨水排放会影响美观，而且雨水管容易脱落，维修不便，故建筑设计雨水系统采用内排水系统。另外，单独设雨水检查井，故本设计中雨水还是采用重力排水方式。3、雨水系统的组成外排水系统中普通外排水主要由檐沟和水落管组成，天沟外排水系统主要由天沟、雨水斗和排水立管组成。内排水系统主要由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和检查井组成。1.2.7管道的平面布置及管材73 室内给水排水管道及自动喷淋管道的平面布置见平面图，所有立管均设于墙角或管井内，水平干管均设于吊顶之中。给水管的室外部分采用铸铁管，室内部分采用给水钢管。排水管的室外部分用混凝土管，室内部分采用低噪音型白色UPVC排水管。热水管道采用薄壁不锈钢管。消火栓管道采用钢镀锌管。自动喷淋管道采用镀锌钢管。73 第2章　室内给水系统的计算2.1生活用水量的计算根据建筑物的性质和室内卫生设备的完善程度，选用用水标准及时变化系数如表2.1：公式：式中：—最高日用水量，L/d；m—用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数；—最高日用水定额，L/（人·d）、L/（床·d）或L/（人·班）；—最大小时用水量，L/h；T—建筑的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h；—小时变化系数。表2.1医院日常用水量序号项目用水量标准/L/人数量/人医院日用水量/m3/d时变化系数使用时间/h1普通病房病人200532106.42242高级病房病人250519129.82243住院医师20010521.0284主治医生200428.4285医房护理人员2008817.6286手术室护理人员2005811.6287麻醉医师200387.6288病房卫生员200357.0289其他的工作人员20011723.42810合计—1534332.8——由上表可知：，（为最高日用水量，73 为最高日最大时用水量）。2.2设计秒流量的计算式中：——计算管段的给水设计秒流量，L/s；——根据建筑用途而定的系数；——计算管段的卫生器具给水当量总数。医院2.0，k=0，则。2.3生活给水管道水头损失的确定给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。（1）沿程水头损失：hi=i×L式中：hi——沿程水头损失，kPa；L——管道计算长度，m；i——管道单位长度的水头损失，kPa/m。在计算中也可直接使用水力计算表查得，根据由管段的设计秒流量qg，控制流速在经济流速范围内，查出管径和单位长度的水头损失i。（2）局部水头损失：局部水头损失计算公式为式中：hj——管段局部水头损失之和，kPa；v——沿水流方向局部管件下游的流速，m/s；g——重力加速度，m/s2；——管段局部阻力系数；73 在实际工程中给水管网的局部水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数计。建筑给水中一般按30%计算。表2.2给水计算用表名称安装高度/mm额定流量/L/s当量/Ng流出水头/MPa支管管径/mm洗脸盆8000.15(0.10)0.50.05015洗手盆8000.15(0.10)0.50.05015淋浴器22500.15(0.10)0.50.050—0.1015蹲便器1501.206.00.10—0.1525坐便器2500.100.50.02015小便器6000.100.50.05015洗衣机12000.201.00.05015污水盆5000.100.50.05015注：1坐便器采用低水箱；蹲便器采用自闭冲洗阀式的；立式小便器采用自动感应冲水。2表中括号内数值系在有热水供应时，单独计算冷水或热水时使用。2.4管网的水力计算2.4.1低区给水管网的计算根据管段内卫生器具的给水当量总数，依照公式，计算管段的设计秒流量，依据给水管道的准许流速等确定管径和坡降，最后测量管段长度，计算水头损失hi。在实际工程中给水管网的局部水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数计。建筑给水中一般按30%计算。73 低区-1～3层生活给水计算用图见图2.1。水力计算表见表2.3。表2.3低区给水管网计算表管段编号当量总数秒流量/L/s管径/mm流速/m/s坡降/kPa/m管长/m水头损失/kPa1～260.98320.950.331.30.422～3121.30321.280.541.30.703～4181.70401.020.271.80.494～5191.74401.040.280.60.175～620.51.80401.080.304.81.446～7412.56500.960.184.00.727～869.53.34501.260.2910.73.108～972.53.40501.290.307.22.169～1078.53.52501.330.327.22.3010～1184.53.64501.380.347.22.6711～1290.53.80501.440.377.22.6712～1396.53.93701.050.1619.57.2213～14102.54.05701.060.177.21.3014～15108.54.16701.080.187.21.3715～16119.54.36701.130.1919.13.6316～171254.47701.180.208.91.7817～18164.55.14701.340.265.21.3518～19—17.321101.600.201.50.3073 图2.1-1~3层给水计算图2.4.2中区给水管网的计算低区4～13层生活给水计算用图见图2.2，水力计算表见表2.4。表2.4中区给水管网计算表管段编号当量总数秒流量/L/s管径/mm流速/m/s坡降/kPa/m管长/m水头损失/kPa0～10.50.1150.50.270.70.191～21.00.2150.990.942.92.732～31.50.3200.790.420.80.343～42.00.4201.050.700.80.564～52.50.5250.760.281.00.285～620.51.83401.090.300.50.156～739.52.51500.950.173.00.517～879.03.54501.330.333.00.998～9118.54.35701.130.193.00.579～10158.05.03701.300.253.00.7573 表2.4续中区给水管网计算表管段编号当量总数秒流量/L/s管径/mm流速/m/s坡降/kPa/m管长/m水头损失/kPa10～11197.55.63701.460.303.00.9011～12237.06.17801.120.153.00.4512～13276.56.65801.200.173.00.5113～14316.07.12801.290.203.00.6014～15355.57.54801.360.223.00.6615～16395.07.95801.440.2411.52.7616～17410.08.10801.460.2413.93.3417～18425.08.251000.980.097.20.6518～19455.08.531001.020.107.20.7219～20485.08.811001.060.117.20.7920～21515.08.971001.070.116.10.6621～221015.012.711001.540.2151.410.7图2.24~13层给水计算图73 2.4.3高区给水管网的计算低区-1～3层生活给水计算用图见图2.3。水力计算表见表2.5、2.5续。表2.5高区给水管网计算表管段编号当量总数秒流量/L/s管径/mm流速/m/s坡降/kPa/m管长/m水头损失/kPa0～10.50.10150.50.270.720.191～21.00.20150.990.941.501.412～31.50.30200.790.422.751.163～42.00.40201.050.700.920.644～52.50.50250.760.280.920.265～63.00.60250.910.391.380.546～79.01.20321.180.4721.5410.127～824.51.98401.190.356.002.108～926.02.04500.780.122.000.249～1027.52.10500.800.131.000.1310～1129.02.16500.820.142.000.2811～1230.52.20500.830.141.000.1412～1332.02.26500.850.152.000.3013～1433.52.30500.870.151.000.1514～1535.02.37500.900.162.000.3215～1636.52.42500.920.171.000.1716～1738.02.47500.940.182.000.3617～1839.52.52500.960.191.000.1918～1941.02.57500.970.192.000.3819～2042.52.62500.980.191.000.1920～2144.02.67500.990.202.000.4021～2245.52.70501.020.201.000.2022～2347.02.77501.050.212.000.4223～2448.52.82501.070.221.000.2273 表2.5续高区给水管网计算表管段编号当量总数秒流量/L/s管径/mm流速/m/s坡降/kPa/m管长/m水头损失/kPa24～2550.02.87501.090.232.000.4625～2651.52.88501.100.237.701.7726～27407.08.08801.460.240.650.1627～28434.08.34801.510.267.201.8728～29461.08.58801.550.277.201.9429～30501.58.951001.080.117.200.7930～31528.59.161001.090.127.200.8631～32544.09.201001.100.127.500.9032～33554.59.431001.130.127.700.9233～34904.512.101001.450.1841.57.4图2.314～23层给水计算图73 由表2.3、2.4、2.5可知H低=43.5kPaH中=69.8kPaH高=93.3kPa2.5屋顶水箱容积计算2.5.1消防水箱容积计算m式中：—室内消火栓和自动喷淋总用水量，为（30+19.2）L/s。高位水箱钢制，尺寸为54.52，有效水深为1.5m，有效容积为31.5m3。2.5.2水箱构造采用玻璃钢水箱，水箱上设置有进水管、出水管、溢流管、通气管、水泵自动控气装置、水位信号、报警装置及放空管，采用直接排水，以防污染水质。2.6生活给水和消防贮水池设计与计算2.6.1贮水池的计算因市政管网不允许水泵直接从管网抽水，故需设生活贮水池。贮水池的调节容积亦可按最高日用水量的20％～25％确定，按25％计V生活=25％×332.8=83.3m373 考虑到停水时贮水池仍能暂停供水和未预见用水量，结合水箱间大小取10×5×3m，有效容积为100m3。消防贮水池：=（30+20）23.6+19.213.6=249.1m。取250m，尺寸取为15×7×3=315m，有效水深2.5m。2.6.2贮水池的设计要点（1）池底设置排空管。（2）为防止池内水质受到污染，贮水池从位置选择到构造形式均应采取相应措施。（3）为防止池内水质腐化，池底设透气管，贮水池的连接管和水泵吸水管分别设于水池两侧。（4）贮水池应有防水措施，防止渗漏和地下水渗入。2.7室内低区所需压力校核H=H+H+H+H式中：H——建筑内给水系统所需水压，kPa；H——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的井水压力，kPa；H——引入管起点至配水最不利点的给水管路的沿程与局部水头损失之和，kPa；H——水流通过水表时的水头损失，kPa；H——配水最不利点的流出水头，kPa。H=1.5mH2O=15kPaH=1.3=43.5kPaH=73 式中：h——水表水头损失，kPa；q——计算管段的给水流量，L/s；K——水表的特性系。水表选用LXL-100螺翼式水表，公称直径70mm，最大流量120m/h，公称流量为60m/h，最小流量为4.8m/h，界流量为18m/h，KH=50kPaH=125+43.5+50+1.95=220.5kPaH值小于市政给水管网工作压力250kPa，满足-1～3层供水要求，不再进行调整计算。2.8加压泵的选择2.8.1中区加压泵的选择本设计的加压水泵是为4～13层的给水管网增压。设计秒流量12.7L/s计。由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管侧Q=12.7L/s时，DN=100mm，v=1.66m/s，i=0.594kPa/m，压水管钢管部分长10.3m，水泵吸水管侧钢管DN=125mm，v=1.06m/s，i=0.183kPa/m，吸水管长3.50m。压水管沿程水头损失：hy=0.594×10.3=6.12kPa吸水管沿程水头损失：hy1=0.183×3.50=0.64kPa故水泵管路的总水头损失为：Hy=（6.12+0.64）×1.3=8.79kPa73 最不利点高程与底层贮水池最低水位之差为：H=38.5+2.0=40.5=405kPa水泵扬程：Hp=405+50+8.79+69.8=533.6kPa=53.36据此选得水泵MYL80-250A型立式离心泵三台，一备两用。转速2900转/分，流量为46.7m/h，扬程为70m，泵轴功率为14.7kW，电机功率18.5kw，汽蚀余量3.0m，效率为70%。泵外形及安装尺寸：L=480，B=430，H=850，A=130，C2×B2=120×180，4-d1=4-Φ18，进出口法兰D=Φ200，D1=Φ160，n-d=8-Φ18。2.8.2高区加压泵的选择高区给水加压泵11～20层的给水管网增压，高区设计秒流12.10L/s，由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管侧Q=12.10L/s时，DN=100mm，v=1.56m/s，i=0.536kPa/m，压水管钢管部分长9.5m；水泵吸水管侧钢管DN=125mm，v=0.99m/s，i=0.164kPa/m，吸水管长3.5m。压水管沿程水头损失：hy=0.536×9.5=5.09kPa吸水管沿程水头损失：hy1=0.164×3.5=0.57kPa故水泵管路的总水头损失为：Hy=（5.09+0.57）×1.3=7.36kPa最不利点高程与底层贮水池最低水位之差为：H=67.8+2.0=69.8=698kPa水泵扬程：Hp=698+50+7.36+93.3=848.7kPa=84.87据此选得水泵MYL80-315B型立式多级离心泵三台，一备两用。转速73 2900转/分，流量为44.5m/h，扬程为100m，泵轴功率为24.6kW，电机功率为30kW，汽蚀余量3.0m，效率为70%。泵外形及安装尺寸：L=580，B=530，H=1000，A=130，C2×B2=150×240，4-d1=4-Φ18，进出口法兰D=Φ200，D1=Φ160，n-d=8-Φ18。2.9本章小结本章主要是医院给水系统计算，计算出低区给水系统水头损失，高区给水系统水头损失和高区给水系统水头损失。设计内容为根据三个系统的管路布置方式，系统的形式，供水方式，卫生用具用水当量，计算出用水量与扬程，从而选取合适水泵，给水贮水池的大小，管径与管材的确定等。73 第3章　建筑内部排水系统3.1排水系统选择（1）根据设计要求将医药废水和生活污水分流，生活污水经化粪池处理后直接排入市政排水管网，医药废水进入单独设置的化粪池处理后再经过氧化、消毒后排入市政管网。横干管出户因地制宜尽量减少横干管的长度。（2）通气系统的设置，每根立管均设专用通气立管，低区单排立管连接在相邻的专用通气立管上。（3）排水立管、支管、横干管用排水塑料管，出户管用排水铸铁管。3.2排水系统水力计算公式的确定：q=0.12式中：q——计算管段排水设计秒流量，L/s；Np——计算管段卫生器具排水当量总数；——计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s；——根据建筑物用途而定的系数，本设计中建筑物为医院，所以取=1.5。以高区排水立管中的WL8及与其相连的横干管为例进行计算，计算见以下表3.2、3.3其余各管计算方法以此类推。与洗脸盆、洗手盆、浴盆、淋浴器、小便器、洗涤盆、污水盆、地漏连接的横支管管径均为50mm，与蹲便器连接的横支管管径均为110mm，坡度一律采用i=0.026。排水横干管坡度按照计算结果采用。立管WL8的计算结果见表3.2。计算用图见图3.1.73 表3.1卫生器具排水流量、当量、排水管径及标准坡度序号卫生器具名称排水流量/L/s排水当量管径/mm标准坡度1洗脸盆0.250.75500.0262洗涤盆0.31.0500.0263大便器1.54.51100.0264小便器0.10.3500.0265淋浴器0.150.45500.0266洗手盆0.10.3500.026表3.2PL11立管计算表管段编号卫生器具排水当量总数设计秒流量/L/s管径De/mm坡度i/‰大便器洗脸盆淋浴器0～1——10.451.58500.0261～21—14.951.831100.0262～31115.71.851100.0263～422211.42.14110—4～533317.12.25110—5～644422.82.36110—6～755528.52.42110—7～866634.22.59110—8～977739.92.61110—9～1088845.62.71110—10～1199951.32.82110—11～1210101057.02.89110—12～1311111162.72.92110—13～1412121268.43.00110—14～1513131374.13.04110—15～1614141479.83.11110—16～1715151585.53.24110—17～1816161691.23.31110—18～1917171796.93.38110—19～20181818102.63.40110—20～21191919108.33.42110—73 图3.1立管及横干管计算图横干管管径的确定：表3.3横干管计算表管段编号卫生器具排水当量总数设计秒流量/L/s管径De/mm坡度i/‰洗涤盆小便器大便器洗脸盆淋浴器洗手盆a～b21118162038113.73.421100.026b～c2164144164180670.76.161250.012c～d2164182547980868.36.801250.012d～e216422092117801065.97.381250.012e～f2164258130155801263.57.901600.006f～g2164300172197801481.98.431600.006g～h2164242214239801700.38.921600.006h～i2164363235260801809.59.161600.00673 3.3通气管安装要求（1）举过层顶的通气管须伸出层顶300mm以上，并大于积雪厚度。屋顶作为活动场所时，通气关伸出屋顶2m以上，通气管口必须设耐腐防罩。（2）通气管的顶端附近有门、窗、换气口时，通气管必须伸出高于这些门、窗、换气口上端至少600mm以上，否则必须离开门、窗、换气口水平距离至少3m以上。（3）伸顶通气管的顶端有冻结闭锁可能时，可放大管径解决，管径变化点应设在建筑物内部，离屋顶不小于300mm处[6]。（4）专用通气立管和主通气立管的上端可在最高层卫生器具上边缘或检查口以上与排水立管通气部分以斜三通连接。下端应在最低排水横支管以下与排水立管以斜三通连接。（5）专用通气立管应每隔2层设结合通气管与排水立管连接。结合通气管下端宜在排水横支管以下与排水立管以斜三通连接；上端可在卫生器具上边缘不小于0.15m处与排水立管连接。3.4检查口与清扫口的设置（1）立管检查口之间的距离不大于10m，但在最低层和最高层必须设置检查口，可用通气管代替检查口。（2）检查口设置高度，从地面到检查口中心一般为1.0m，并高于该层卫生器具上边缘0.15m。（3）连接两个及以上的大便器或3个及3个以上的卫生器具的污水横管上，应设置清扫口。（4）在转弯度小于135的污水横管上应设检查口或清扫口。（5）规范规定污水横管的直线管段上检查口或清扫口之间的最大距离如下表所示：73 管径/mm距离/m清扫设备种类50—7512检查口50—758清扫口100—15015清扫口100—15010清扫口（6）污水横管上清扫口设置在楼板上与地面想平。污水管起点的清扫口与管道想垂直的墙面的距离，不小于0.15m。污水管起点设置墙头代替清扫口时，与墙面距离应有不小于0.4m的距离。（7）小于100mm的排水管道上设置清扫口，其尺寸与管道同径，等于或大于100的排水管道上设置清扫口，其尺寸应采用100mm。3.5本章小结本建筑排水系统设计主要是对系统的管路布置与敷设，系统的形式，排水的水力计算，管径与管材的确定，通气管安装，检查口与清扫口的设置等。73 第4章　建筑消火栓给水系统设计本医院给排水设计的室内消防给水系统中采用了消火栓给水系统和自动喷水灭火系统相结合。据《高层建筑设计防火规范》要求，消火栓给水系统应保证同层任何部位有两股水枪充实水柱同时到达。在医院内部，如手术室洁净区内不能设置消火栓系统，因此采用气体灭火系统。4.1消火栓给水系统布置原则（1）消防管网管道布置应成竖向环状，横向也成环状。（2）消防水泵出水管可直接与室内消防管网连接。（3）消防立管的要求：相临消防立管的同层水枪充实水柱应保证同时到达室内任何位置。立管管径依消防用水量计算确定，但最小管径不宜小于50mm。消火栓系统与自动喷淋系统管网应分开设置。（4）消防管网上必需设置一定数量的控制阀，阀门的布置应保证在管道正常检修。在检修时关闭的立管不超过一根，阀门应处于常开状态，并有明显的标志。（5）室内消火栓应设置在明显容易取用的地点，并严禁伪装消火栓.消防电梯前室应设消火栓。（6）消火栓的静水压力不应大于100m水柱，如超过100m水柱，应采取分区消防给水系统，消火栓口处的压力如果超过50m水柱时，应在消火栓处设置减压设施。4.2消火栓系统的设计计算4.2.1消火栓保护半径消火栓保护半径应为：73 式中：R——消火栓保护半径，m；C——水带展开时的弯曲系数，一般取0.8—0.9；取C=0.8；——水带长度25m；h——水枪充实水柱倾斜时的水平投影距离，对一般建筑（层高为3—3.5m）由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m；对于公业厂房和层高大于3.5m的民用建筑应该按计算；——水枪充实水柱长度，m；电梯的前室须设消火栓并结合医院各科室的结构走向选择设置。由于21～23层为手术层，有些精密仪器室内不能设置消火栓，所以在21～23层内设置消火栓与其他各层的消火栓不一样。根据平面图纸检验校核后满足任何位置同时有两个充实水柱同时到达并保证同层内充实水柱能到达同层内的任何地方。4.2.2消防管道系统计算（1）选用DN65的消火栓，水枪口径为19mm，水龙带长度L=25m，充实水柱长度L=12m。（2）水枪喷口压力：水枪造成12m充实水柱所需的水压按下式计算：式中：—与水枪喷口直径有关的系数；—实验系数；Hm—充实水柱长度，m；=168.8kPa=16.88mH2O（3）水枪喷嘴射流量：73 B—水流特性系数，当水枪口径19mm时，B=1.577；=5.2L/s>5.0L/s，满足要求需要提高压力。（4）水龙带沿程水头损失：衬胶水带阻力较小，所以采用麻织水带，当直径为DN65时，=0.00172.水龙带沿程水头损失：式中：——水带的水头损失，；——水带长度，m；——水带阻力系数，所选的水带为麻织的直径为65mm，查表得为0.00430。——水枪的射流量，L/s；所以得：（5）消防给水管网水力计算：消防给水管网应保证室内最不利点所需的消防水量和水压满足要求。消火栓系统水力计算图见4.1：根据规范，该建筑最不利消防竖管出水枪数为3支，相邻消防竖管出水枪数为3支，次相邻消防竖管用水量不予考虑，共考虑6股水柱作用。0点消火栓处所需的压力为：H0==16.88+2.91=19.79mH2O=197.9kPa1点消火栓处所需的压力为H1=H0+（层高3.0m）+（0～1层消防竖管的水头损失）。DN100钢管，当q=5.2L/s时，查表水力坡降i=0.008，则:73 图4.1消火栓系统水力计算图H1=19.79+3.0+0.024×1.1=22.82mH2O=228.2kPa2点消火栓处所需的压力为H2=H1+（层高3.0m）+（1～2层消防竖管的水头损失）。DN100钢管，当q=11.78L/s时，查表水力坡降i=0.037，则H2=22.81+3.0+0.11×1.1=25.93mH2O=259.3kPa1点的水枪射流量为：qxh1=；73 Hxh1=Hq1+=+ALdq2xh1+2qxh1==L/sqxh2==L/s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：表4.1消火栓给水系统配管水力计算表计算管段设计秒流量q/L/s管长L/m管径DN/mm流速v/m/si/kPa/mhy=il/kPa∑hy/kPa0—15.23.01000.600.0800.240.241—25.2+6.58=11.783.01001.360.3691.111.352—311.78+7.01=18.7967.51251.530.37925.5826.933—418.7924.91251.530.3799.4436.374—518.79×2=37.5856.21751.610.26915.1251.49管路总水头损失：HW=51.49×1.1=56.64kPa消火栓给水系统所需总水压：式中：H1—水池最低水位到最不利消火栓静压；—消火栓栓口所需水压；HW—水泵吸水管到最不利点水头损失。4.2.3消防水泵的选择73 根据=135.29m3/h，≥94.25mH2O，选择XBD10/40-150L型立式离心泵转速1450r/min，流量144m3/h，扬程100m，效率80%，电机功率68kW，汽蚀余量3.5m，轴功率55kW。泵外形及安装尺寸：A=220，B=1200，B1=1100，B2=400，H1=2495，H2=740，L=760，C1=550，C2=400，E=1200，X=250，F=400，4-d1=4-Φ24，进口法兰D=285，D1=240，DN1=150，n1-d01=8-Φ22，出口法兰D=270，D2=220，DN2=125，n2-d02=8-Φ22。4.3消防水箱设置高度确定及校核消防水箱安装于顶层消防水箱间内。根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定，消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静压力满足要求（当建筑高度小于100m时，压力不应低于0.07MPa），若不能满足要求，需设增压措施。本设计中最不利消火栓为23层的室内消火栓，高位消防水箱的安装高度不满足最不利消火栓出口压力，为满足规范要求，必须另外设置增压设备，选稳压泵的加压方式。4.4水泵接合器选定水泵接合器是作为应急备用，弥补消防水量不足，因此不必斤斤计较按室内实际所需的消防流量计算，根据规范，本医院内消火栓用水量为30L/s，一个DN100水泵接合器的负荷流量为10-15L/s，故选用三个水泵接合器保证安全。水泵接合器选用99S203安装标准图集中的SQS100-A型地上式消防水泵接合器。4.5消火栓减压73 根据消防设计规范，当消火栓栓口压力大于0.50MPa消火栓处应设减压装置，当消防系统水泵由下向上供水时，消火栓孔板的减压数值等于该消火栓距最高消火栓的垂直距离及该消火栓和最高消火栓间管道内的水头损失之和。当由水箱从上向下供水时，等于该消火栓离最高消火栓的垂直距离减去该消火栓的垂直距离减去该消火栓和最高消火栓管道内的水头损失。（为消火栓栓口要求的最小灭火水压）[7]。每层消火栓处剩余水头值计算：=---式中：—计算层最不利点消火栓栓口剩余水头值，mH2O；—水泵在设计流量时的扬程，mH2O；—计算消火栓与水泵最低吸水面之间的高程差引起的静水压，mH2O；—消火栓口所需最小灭火水压，mH2O；—该层消火栓口至水泵吸水口处水头损失，mH2O；表4.2水泵工作时各层消火栓动水压和过剩压力层数动水压强/mH2O剩余水压/mH2O层数动水压强/mH2O剩余水压/mH2O-191.7071.91865.4845.67187.3267.53962.3642.57284.2064.411059.2439.45381.0861.291156.1236.33477.9658.171253.0033.21574.8455.051349.8830.09671.7251.931446.7626.97768.6048.811543.6423.85一般来说，最好各层消火栓设置不同孔径的孔径，以消耗上表中指出的过剩压力，使各层消火栓都保持5.2L/s消防水量和19.79mH273 O压力。但在实际工程中，一般消火栓处动水压力超过50m时才作减压措施。该建筑-1～11层的消火栓设置减压措施。在-1～12层中也没有必要逐层计算孔板，而可以装置按第12层和第5层过剩压力计算的孔板，设置孔板后消火栓的动水压力不超过50m为原则，6～12层用34mm孔径的减压孔板，-1～5层用32mm孔径的减压孔板。第12层消火栓的过剩压力为33.21mH2O，此压力须有孔板消耗，孔板的阻抗系数为：S===1.23按孔板阻抗系数，消火栓直径为70mm时，选用34m孔径的孔板。第5层消火栓的过剩压力为55.05mH2O，此压力须有孔板消耗，孔板的阻抗系数为：S===2.04按孔板阻抗系数，消火栓直径为70mm时，选用32mm孔径的孔板。4.6本章小结本章主要是对医院消防系统设计，其主要包括消防管路布置方式，系统的选择，供水方式。并对系统进行流量与扬程的计算，选取合适的水泵供水，消火栓孔板的减压数值的确定，选取合适的减压装置。水泵结合器选定，管径与管材的确定等。73 第5章　自动喷淋灭火系统计算5.1简介自动喷淋灭火系统是一种发生火灾时，能够自动喷水并发出火灾信号的消防灭火系统，是当今世界上最有效、应用最广泛的自救灭火设施。自动喷淋灭火系统安全性可靠，控火灭火成功率较高，经济性实用，适用范围很广，使用时间长等优点。自动喷淋灭火系统有五种类型，分别为：湿式喷水灭火系统，干式喷水灭火系统，预作用喷水灭火系统，雨淋喷水灭火系统和水幕系统五种类型[7]。本设计采用闭式自动喷水灭火系统，保证被保护建筑物的最不利点喷头有足够的喷水强度。该医院建筑属中危险等级，设计喷水强度为：6.0L/min.cm，作用面积为160m，最不利点喷头工作压力为0.1MPa。5.2湿式喷水灭火系统的主要组件及要求5.2.1闭式喷头闭式喷头是采用热敏释放机构的动作而自动喷水。本设计采用玻璃球闭式喷头（考虑建筑美观）。通用型，喷头朝下安装。喷头采用长方形布置，距边墙不小于0.5m，不大于1.8m。喷头最大间距为3.6m。5.2.2报警阀组本设计采用湿式报警阀，报警阀组有6组，分别设置在地下一层。当发生火灾时，随着温度的升高闭式喷头的开启喷水，报警阀组也自动开启发出流水信号传给水流报警器。其报警装置为水力警铃。报警阀组安装与水泵房内，便于操作，距地面高度宜为1.2m，报警阀地面设有排水措施。5.2.3水流报警装置73 1、水流报警器水流报警器（水力警铃）安装在湿式报警阀附近。当报警阀打开水源，水流将冲动叶轮，旋转铃锤，打铃报警。2、水流指示器用于湿式喷水灭火系统，其作用在于当失火时喷头开启喷水或者管道发生泄漏或意外损坏时，有水流过装有水流指示器的管道，则水流指示器即发出区域水流信号，起辅助电动报警作用。3、延迟器安装在报警阀与水力警铃之间的信号管道上，用以防止水源发生水锤时引起水力警铃的误动作。报警阀开启后，水流需经过30s左右充满延迟器后方可冲打水力警铃。5.3喷头的选用与布置喷头选用中温级喷头，喷头动作温度为68℃，布置形式采用长方形布置，喷头保护半径为3.6m，喷头间距满足：≤R=23.6=7.2m。注：在装置喷头的场所，应注意防止腐蚀性气体的侵蚀。不得受外力的撞击，经常清除喷头上的尘土。系统的设计流量为：Q=(1.1～1.3)Q，取Q=1.2，则：Q=。5.4管道与阀门布置5.4.1供水管道与报警阀（1）73 供水干管布置成环行，进水管为两条，在管网上设置水泵结合器。（2）报警阀控制的喷头数不超过800个。（3）报警阀设置在距地面高0.8~1.5m。（4）自动喷水灭火系统报警阀后的管道上不应设置其他用水设施。（5）自动喷水灭火系统报警阀后的管网与室内消火栓给水系统，应分开独立设置。5.4.2管道负荷每根配水支管或配水管的直径均不小于25mm。5.4.3喷水管网（1）配水支管：在配水管两侧均匀分布。（2）配水管：在配水干管两侧均匀分布。（3）考虑管件施工与维护方便。本建筑为中危险等级建筑，每根配水支管设置的喷头数不超过8个。5.4.4系统的泻水措施管道敷设坡度为0.003，坡向报警排水管，以便系统泻空并在管网末端有试水时的排水措施。5.5管材及其安装（1）报警阀以后的管道，应采用镀锌钢管。（2）管道连接：用丝扣连接或焊接，不同管径管道的连接采用异形管。（3）管道支架与防晃支架。73 ①吊架与支架的位置以不妨碍喷头喷水效果为原则。一般吊架距喷头的距离应大于0.3m，距末端喷头的距离应不小于0.75m，对圆钢制的吊架，其间距可小至0.075m。②管道支架或吊架的间距公称直径（mm）1520253240507080100间距（m）2.53.03.54.04.55.05.56.07.0③一般在喷头之间的每段配水支管上至少应装一个吊架，但其间距小于1.8m时，允许每隔一段配置一个吊架；若相邻配水管上设吊架时，配水支管上第一个喷头前的管段长度不小于1.8m时，可以不设吊架。吊架的间距应不大于3.6m。④配水支管的末梢管段和邻近配水管段上没有吊架的配水支管，其第一个管段，不论其长度如何，均应设置吊架。⑤为防止喷头喷水时，管道产生大幅度的晃动，配水立管，配水干管与配水支管上应再加防晃支架。⑥除了管线过长或管子改变方向外，一般每条配水干管或配水管，只需设置一个防止沿管线方向晃动的支架。5.6自动喷淋灭火系统水力计算首先选定自动喷水灭火系统中最不利工作作用面积的位置，作用面积为160m2，其形状为长方形，作用面积应按最大疏散距离所对应的面积计算，作用面积内的喷头数为17个，布置形式见图5.1所示。按作用面积法进行管道水力计算。（1）喷头出水量：采用玻璃球喷头，流量为:q=K式中：q—喷头流量，L/min；P—喷头工作压力，；73 K—喷头流量系数，玻璃球喷头K=80；最不利点喷头压力取0.1，则：q=80×=80L/min=1.33L/s图5.1喷淋水力计算图（2）作用面积内的设计秒流量：（3）理论秒流量为:比较与，设计秒流量为理论秒流量的1.29倍，符合要求。（4）作用面积内的计算平均喷水强度为：73 此值大于规定的要求6。表5.1管道水力计算表节点管径编号节点压力/mH2O流量/L/s编号长度/m负担喷头数/个流量L/s管径DN/mm流速v/m/si/m沿程水头损失/m1101.330～13.611.33252.500.772.772101.331～23.622.66322.790.682.453101.332～34.633.99503.130.492.254101.333～43.279.31503.750.702.245101.334～53.31114.63653.220.290.966101.335～65.11722.61802.450.653.327101.336～75.71722.61802.450.653.71———7～报警阀1141722.611002.600.022.28———报警阀—1722.61———0.39———报警阀～泵8.51722.611000.920.020.17———吸水管31722.611000.920.020.06——合计——1722.61———20.6结论：计算流量为22.61L/s，系统设计流量为：>22.61L/s管段总沿层损失为：报警阀水头损失：73 最不利点喷头与水池最低水位之高差的静水压：要求水泵扬程：=10+81.5+24.72+0.39=116.61mH2O=1.17MPa5.7自动喷淋灭火系统消防泵的选择根据=81.4m3/h，≥116.61mH2O，选择XBD14/20-100L型立式离心泵转速1480r/min，流量90m3/h，扬程126m，效率73%，电机功率45kW，汽蚀余量3.5m。泵外形及安装尺寸：A=180，B=940，B1=620，B2=410，H1=2421，H2=808，L=560，C1=550，C2=410，E=1000，X=250，F=1000，4-d1=4-Φ24，进口法兰D=220，D1=180，DN1=100，n1-d01=8-Φ18，出口法兰D=200，D2=160，DN2=80，n2-d02=8-Φ18。5.8本章小结喷淋系统主要由消防贮水池、喷淋泵、湿式报警阀组、喷淋给水管、减压孔板、水流指示器、玻璃球喷头、消防水箱、消防水箱进水泵、增压设备、水泵结合器等组成。本章主要是阐述自动喷水灭火系统的类型与组成。并对本医院的喷淋系统进行计算，算出最不利点到水泵的总沿层损失，从而选取合适的喷淋泵进行供水，喷淋泵直接从消防贮水池吸水，消防水箱和增压设备保证初期灭火的消防水量、水压要求。73 第6章　建筑热水系统6.1给水方案6.1.1热水供应系统的分类建筑内部热水供应系统按热水供应范围，可分局部热水供应系统、集中热水供应系统和区域热水供应系统。本设计由市政热媒管网提供热源，采用集中热水供应系统，在建筑一层设集中换热间，水源为生活贮水池。6.1.2系统选择1、热水供应系统采用分区供应的方式，为使水压平衡，分区与冷水系统大致保持一致。2、为保证用户对热水水温、水压、水质的要求，采用全天候24h干管半循环、集中热水供应系统。以市政热媒管网（表压0.2MPa），利用设于加热房内的半容积式热交换器加热冷水供给用户使用。3、热水系统设置如下：分高中两个区，低区-1～1层没有热水供水点，因此通过减压的方式由中区提供2～3层热水；中区4～13层采用下行上给式供水方式，水加热器由中区水泵供给冷水分区与冷水系统一致。热交换设备集中设在加热房内，便于集中管理。系统最高点设排气阀，热交换器总进水管上设闭式膨胀水箱。4、具体方案比较基本同冷水系统。6.1.3热水供应系统的组成主要由热媒系统、热水供水系统、附件三部分组成。73 热媒系统由热源、水加热器和热媒管网组成；热水供应系统由热水配水管网和回水管网组成；附件包括蒸汽管、热水的控制附件及管道的连接附件，如温度自动调节器、输水器、减压阀、安全阀、自动排气阀、管道伸缩器、阀门、止回阀等。6.1.4给水管道布置与安装建筑内热水管网布置的基本原则应该是在满足水温，水量，和水压要求条件下，便于维修管理和管线最短，并在适当位置应有补偿管道热胀冷缩的措施，在系统的最低点应设有泄水装置，配水立管和回水立管上均安装阀门，以利调节和检修。热水立管与干管的连接，支管与立管的连接，宜采用弯管连接，以防止一个管道的伸缩对另一管道产生影响。对于选用的薄壁钢管热水管，管道上应设阀门进行调节流量和压力。热水管与水平干管相连时，立管上应加弯管，管道敷设宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，如不能避免时，应在管外加保护措施，若地面积水时，套管应高出地面50～100mm，对于穿越建筑物、楼板和基础处应加套管，穿越屋面及地下室外墙时应加防水套管，横管的敷设坡度不宜小于0.003。6.2热水系统的设计计算（1）热水用水标准：按要求取每日供应热水时间为24h。根据医院给水排水设计规范要求，为防止军团菌等细菌热水供应温度不得低于70℃，取热水计算温度70℃冷水温度为4℃，取60℃的热水用水定额见表6.1。中区：其他的工作人员：64；普通床位：288个；高级床位：288个；医务人员：180人。高区：其他的工作人员：53；普通床位：244个；高级床位：231个；医务人员：149人。73 表6.1医院日常热水用水量序号项目用水量标准/L/人数量/人时变化系数使用时间/h1普通病房病人1005321.95242高级病房病人2005191.95243住院医师1001051.9584主治医生100421.9585医房护理人员100881.9586手术室护理人员100581.9587麻醉医师100381.9588病房卫生员100351.9589其他的工作人员1001171.95810合计—1534——60℃时最高日最大时用水量为：式中：K—小时变化系数，中区取2.19，高区取2.28。则：则最高日最大时用水量为：=（+）=14.56m/h（60℃热水）=（+）=12.46m/h（60℃热水）折合成70℃热水的最高日最大时用水量为：=14.56=12.35m/h=3.43L/s=12.46=10.57m/h=2.94L/s73 因卫生器具较多，按卫生器具1h用水量算出Q进行校核。中区淋浴168个,小时用水量250L/h；洗脸（手）盆192个，小时用水量20L/h，同时使用百分数b取30﹪。=5.73L/s高区淋浴169个,小时用水量250L/h；洗脸（手）盆183个，小时用水量20L/h，同时使用百分数b取30﹪。=5.74L/s因卫生器具较多，按卫生器具1h用水量算出的Q明显比人算出的Q大，为供水安全起见，取较大者作为设计小时用水量，即取Q。（2）设计小时耗热量集中供水系统的设计小时耗热量，根据小时热水量和冷水温差计算确定：Q=C(t-t)=4190×(70-4)×5.73=1584574.2W=1584.6WQ=C(t-t)=4190×(70-4)×5.74=1587339.6W=1587.3kW式中：Q—设计小时耗热量kJ/h；Q—设计小时热水量L/h；C—水的比热kJ/kg.℃，取4.19kJ/kg.℃；t—热水温度，取为70℃；t—冷水计算温度，取为4℃。（3)加热设备选择计算拟采用半容积式加热器。由所给热源为蒸汽管，管内蒸汽压力为：0.196MPa=1.96×10Pa，相对应的绝对压强为2.97×10Pa。其饱和温度为t=133℃，计算：73 =+=133+=96℃式中：t，t—容积式水加热器热媒的初温和终温，℃；t，t—被加热水的初温和终温，℃。根据半容积式加热器有关资料，铜盘管传热系数为1163W/（m.℃），取0.7，取1.2，代入公式：==m==m式中：Fp—水加热器的传热面积；—热水系统的热损失附加系数；—制备热水所需热量；—由于传热面积结垢影响传热效率的修正系数；K—传热材料的传热系数；△t—热媒和被加热水的计算温度差。半容积式水加热器的最小贮水容积按15min设计小时耗热量计：根据计算所得、、、，对照样本提供的参数，选择热水加热器型号。6.3热水配水管网计算计算用图见图6.1，热水配水管网水力计算见表6.1、表6.2。其中设计秒流量公式与给水管网计算相同，但需查热水水力计算表进行配水管和计算水头损失。73 (a)(b)图5.1热水管道计算图（a）中区；（b）高区73 表6.1中区热水配水管网水力计算表管段编号卫生器具种类数量当量总数Ng设计秒流量q/L/s管径DN/mm流速V/m/s单阻R/mm/m管长L/m/m洗脸盆0.5淋浴0.51～21—0.50.28201.05215.00.70.152～32—1.00.40250.8594.11.40.130～3—10.50.28201.05215.07.10.153～4211.50.49251.06147.030.444～5423.00.69320.8126.330.085～6634.50.85320.9884.230.256～7846.00.98400.8550.630.157～81057.51.10400.9464.830.198～91269.01.20500.6119.330.069～1014710.51.30500.6622.730.0710～1116812.01.39500.7126.330.0811～1218913.51.47500.7529.030.0912～13201015.01.55500.7932.230.1013～14221116.51.62500.9335.430.1114～15241218.01.70500.8738.811.50.4515～16483642.02.59700.7822.67.20.1616～17726066.03.25700.9835.77.20.2517～18968490.03.79701.1548.219.30.9318～19120108114.04.27800.9023.97.20.1719～20144132138.04.70801.0029.07.20.2120～21168156162.05.09801.0834.218.50.6321～22192168180.05.37801.1338.317.80.68合计192168180.05.37————5.53注1：洗手盆的当量和洗脸盆相同，故用洗脸盆代替，表6.2与之相同。73 表6.2高区热水配水管网水力计算表管段编号卫生器具种类数量当量总数Ng设计秒流量q/L/s管径DN/mm流速V/m/s单阻R/mm/m管长L/m/m洗脸盆0.5淋浴0.51～21—0.50.28201.05215.00.70.152～32—1.00.40200.8594.12.00.193～4211.50.28201.05215.01.00.224～5222.00.57320.6538.55.20.205～6232.00.57320.6538.51.00.046～7243.00.69320.8157.112.70.727～8354.00.80320.9274.61.60.078～9465.00.89400.7743.31.40.069～10576.00.98400.8551.61.60.0810～11687.01.06400.6159.11.40.0811～12798.01.13400.9762.51.60.1012～138109.01.20500.6119.31.40.0313～1491110.01.26500.6522.11.60.0414～15101211.01.33500.6823.51.40.0315～16111312.01.39500.7226.31.60.0416～17121413.01.44500.7428.21.40.0417～18131514.01.50500.7630.11.60.0518～19141615.01.55500.7932.21.40.0519～20151716.01.60500.8134.31.60.0520～21161817.01.65500.8436.59.20.3421～22252726.02.04501.0456.51.50.0822～23343635.02.37700.7118.55.60.1023～24544851.02.86700.8627.07.30.2024～25726669.03.35700.9436.77.20.2673 管段编号卫生器具种类数量当量总数Ng设计秒流量q/L/s管径DN/mm流速V/m/s单阻R/mm/m管长L/m/m洗脸盆0.5淋浴0.525～26908487.03.73701.1346.27.20.3326～27108102105.04.10800.8722.17.50.1727～28117111123.04.44800.9425.57.50.1928～29183169176.05.31801.1236.9101.53.75合计183169176.05.31—1.1236.9—7.60表6.2续高区热水配水管网水力计算表中区配水管网计算管路总水头损失5.531.3=7.19mH2O=71.9kPa高区配水管网计算管路总水头损失7.601.3=9.88mH2O=98.8kPa6.4热水回水管网水力计算中区：配水管网计算管路的F为=0.4351(17.8+18.5+7.22)+0.3943(19.3+7.22)+0.345610+0.1385(1.5+36)+0.150832+0.132732+0.10525.484+57.29=43.5m2℃/m式中：—配水管网中的面积比温降，℃/m；—配水管网起点和终点的温度，取=70－60=10℃；73 F—计算管路配水管网的总外表面积，m2计算时，除立管按无保温层考虑，干管均按25mm保温层考虑。高区：配水管网计算管路的F为：F上=70.5m2℃/m然后从末端节点开始，按公式=t－计算出各节点的水温值，将计算结果列于表中（式中，t—计算管路的终点和起点水温℃；—计算管段的散热面积）。根据节点水温，取其算术平均值得到管段平均温度值，列于表中。管段热损失按公式：q=πDLK（1－）()=πDLK（1－）式中：q—计算管段的热损失；K—无保温时管道传热系数，取41.9kJ/m.h.℃；—为保温系数，无保温时=0，简单保温时=0.6，较好保温时=0.7~0.8，本设计取0.6；t—计算管段周围空气温度；D—管道外径，m；L—计算管道长度，m；t—计算管段的起点温度，℃；t—计算管段的终点水温，℃；则q=131.6DL（1－），将计算结果列于表中，根据表中计算结果，配水管网总热损失为：中区：73 ==4095.4+11324.5+10065.76+4099.6+1558.1+1527.7+3581.0+1299.5+10849.6+3199.6=101929.2=28.31kw得循环总流量为===0.68L/s—配水管网起点和终点的温差，取=10℃。即管段21～22的循环流量为0.34L/s按下式进行流量分配：=式中：、—为n，n+1管段所通过的循环流量，L/s；—为n+1段及其后的各管段热损失之和，W；—为n段后的各管段热损失之和，W。根据以上公式分别计算各管段的循环流量填入表6.6及6.7高区：循环流量在配水、回水管网中的水头损失的计算，取回水管径比相应配水管段管径小1-2级。计算所需的数据见表6.4、6.5所示：73 表6.4中区热水配水管网热损失及循环流量计算节点编号管段编号管长L/m管径DN/mm外径D/m保温系数节点水温t/℃平均水温t/℃空气温度t/℃温差/℃热损失/kJ/h—123456789103—————60.01—————3～43.0250.0340—60.062040.06179.24—————60.11—————4～53.0320.0420—60.162040.16665.95—————60.21—————5～63.0320.0420—60.262040.26667.66—————60.32—————6～73.0400.0480—60.372040.37765.07—————60.42—————7～83.0400.0480—60.472040.47766.98—————60.51—————8～93.0500.060—60.562040.56960.89—————60.61—————9～103.0500.060—60.662040.66963.210—————60.70—————10～113.0500.060—60.752040.75965.311—————60.79—————11～123.0500.060—60.842040.84967.412—————60.88—————12～133.0500.060—60.932040.93969.513—————60.98————73 表6.4续中区热水配水管网热损失及循环流量计算节点编号管段编号管长L/m管径DN/mm外径D/m保温系数节点水温t/℃平均水温t/℃空气温度t/℃温差/℃热损失/kJ/h—13～143.0500.060—61.032041.03971.914—————61.08—————14～152.5500.060—61.482041.482007.09.00.615—————61.88—————15～3’38.5计算方法同立管14～310065.7—15～167.2700.080.6—62.212042.213199.616—————62.53—————15～3’38.5计算方法同立管14～310065.7—16～177.2700.080.6—62.862042.861299.517—————63.18—————15～3’38.5计算方法同立管14～310065.7—17～1819.3700.080.6—64.062044.063581.018—————64.93—————15～3’38.5计算方法同立管14～310065.7—18～197.2800.0890.6—65.292045.291527.719—————65.65—————15～3’38.5计算方法同立管14～310065.7—19～207.2800.0890.6—66.192046.191558.120—————66.37—————15～3’38.5计算方法同立管14～310065.7—20～2118.5800.0890.6—67.302047.304099.621—————68.22————73 表6.5高区热水配水管网热损失及循环流量计算节点编号管段编号管长L/m管径DN/mm外径D/m保温系数节点水温t/℃平均水温t/℃空气温度t/℃温差/℃热损失/kJ/h6—————60.17—————6～79.2320.0420—60.292040.292048.87—————60.41—————7～81.6320.0420—60.432040.43357.58—————60.44—————8～91.4400.0480—60.462040.46357.89—————60.47—————9～101.6400.0480—60.492040.49409.210—————60.51—————10～111.4400.0480—60.522040.52358.311—————60.53—————11～121.6400.0480—60.552040.55409.812—————60.57—————12～131.4500.060—60.582040.58448.613—————60.59—————13～141.6500.060—60.612040.61513.114—————60.63—————14～151.4500.060—60.652040.65449.415—————60.66—————15～161.6500.060—60.682040.68513.916—————60.69—————16～171.4500.060—60.712040.71450.017—————60.72—————17～181.6500.060—60.742040.74514.718—————60.75—————18～191.4500.060—60.772040.77515.219—————60.78————73 表6.5续高区热水配水管网热损失及循环流量计算节点编号管段编号管长L/m管径DN/mm外径D/m保温系数节点水温t/℃平均水温t/℃空气温度t/℃温差/℃热损失/kJ/h—19～201.6500.060—60.802040.80515.520—————60.81—————20～212.0500.060—61.022041.021580.77.20.621—————61.23—————7～20与立管7～20热损失之和相同，故用7～20表示5748.5—21～221.5500.060.6—61.272041.27195.522—————61.30—————7～20与立管7～20热损失之和相同，故用7～20表示5748.5—22～235.6700.080.6—61.462041.46977.723—————61.61—————23～6’计算方法同立管7～206894.5—23～247.3700.080.6—61.822041.821285.624—————62.02—————7～20与立管7～20热损失之和相同，故用7～20表示5748.5—24～256.4700.080.6—62.402042.401142.825—————62.38—————7～20与立管7～20热损失之和相同，故用7～20表示5748.5—25～267.2700.080.6—62.582042.581291.126—————62.78—————7～20与立管7～20热损失之和相同，故用7～20表示5748.5—26～277.5800.0890.6—63.012043.011511.327—————63.24—————27～287.5800.0890.6—63.472043.471527.428—————63.70—————27～6’’计算方法同立管7～203765.5—28～2969800.0890.6—66.852046.8545113.53329—————70————73 表6.6中区循环水头损失计算表管路管段编号管长/m管径/mm循环流量/L/s沿程水损/mm流速/m/s水头损失之和/mm配水管路3～43.0250.0020.030.01=4～66.0320.0090.060.016～86.0400.0100.060.018～1529.5500.0461.180.0215～1833.7700.2559.770.0818～2250.7800.35111.660.08回水管路3～6"9.0250.0111.080.026"～15"35.5320.0562.130.0615"～18"34.2500.25535.570.1218"～22"50.5700.35126.770.12表6.7高区循环水头损失计算表管路管段编号管长/m管径/mm循环流量/L/s沿程水损/mm流速/m/s水头损失之和/mm配水管路6～810.8320.0160.540.02=8～126.0400.0100.130.0312～2221.2500.0752.760.0422～2640.2700.22911.260.0726～29116.5800.48448.930.11回水管路6～8"11.5250.0162.480.038"～12"6.0320.0100.180.0512"～22"21.2400.0759.330.0622"～26"43.5500.22916.080.0826"～29"119.6700.484119.60.156.5选择循环泵式中：—循环泵的出水量，L/s；73 —总循环流量，L/s。又由于：HH+H式中：q—循环附加流量，取设计小时用水量15%；H—循环流量通过配水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa；—循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa。=0.68L/s，=0.88L/s根据Qb，Hb对循环水泵进行选型，选用GRG25-110型管道泵，主要设计参数：Q=4.0m3/h，H=15mH2O，N=0.55kW。6.6本章小结本建筑采取全天集中供应热水系统，由市政蒸汽管网向建筑输送蒸汽，在建筑一层设换热间，采取下行上给式的闭式热水供应系统。热水设计内容为管路布置方式，系统的形式，供水方式，管径与管材的确定等并计算，热媒热量和耗热量的计算，热水配水管网水力计算，热水会水管网水力计算，选合适的循环水泵。73 第7章雨水系统水力计算7.1雨水系统计算目的本高层采用内排系统，降落在屋面的水沿屋面流入于雨水斗后，然后连接关、悬吊管、流入立管，再经排出管地面；本节主要计算标准层的雨水系统，通过计算确定雨水斗、汇水面积、暴雨强度，进而确定连接管、立管、排出管管径等，本设计中采用多斗雨水系统。7.2屋面水力水量计算哈尔滨市的暴雨强度按下式计算：式中：i——降雨强度(mm/min)；P——暴雨设计重现期(a)；t——降雨历时(min)，取5min；A1、b、c、n——当地降雨参数。按照给水排水设计规范表4.9.5选用该工程的重现期为5，由于其它资料缺乏，故本设计中按照给水排水设计手册5来设计哈尔滨的降雨强度为4.34L/(s·100m2)，小时降雨厚度为156mm/h。顶层屋面的汇水面积为1840.6m2，采用8个雨水斗来排除雨水，每根雨水斗承担230.1m2的汇水面积，雨水立管为YL1、YL2。根据建筑给水排水设计规范条文说明4.9.5可知，现行的国家标准提高了设计重现期，因而取消了设计重现期为一年的屋面渲泄能力系数K1。所以雨水斗的雨水泄流量按下式计算：73 式中：Q——雨水斗汇水面积内的泄流量(L/s)；——屋面径流系数，查规范可知为0.9；F——雨水斗的汇水面积(m2)；q5——降雨历时5min的暴雨强度，L/(s·100m2)。由上面的公式可计算每个雨水斗的泄流量为：L/s根据建筑给水排水设计规范表4.9.22及有关标准图集可知，本设计应当选用De110mm的雨水斗，雨水悬吊管选择De160mm的塑料管，立管选择DN200mm的塑料管。规范规定管材为塑料管的雨水横管最小设计坡度为0.005，本设计中雨水横干管采用0.01的坡度，埋地管采用铸铁管，管径DN250，坡度0.04，并在立管转向横干管的地方设置检查口。7.3本章小结本建筑采用重力流室内排水，选用87式雨水斗。本章计算绥棱降雨强度时采用其相邻地区哈尔滨的数据资料，根据汇水面积等计算出雨水连接管、悬吊管、立管及埋地管的管径和坡度。73 第8章　医院废水处理8.1简介随着社会的发展，环境污染日益严重，而医院作为一个特殊的环境，其环境状况备受人们关注。医院在从事医疗、预防、保健等工作过程中，会产生大量医疗废水、废气和医疗废弃物等污染物，这些污染物携带有大量致病微生物和化学有害物，对这些废物的收集、处理稍有不慎，必然会对环境造成污染，危害人们的健康。因此研究医院的污染现状，改善医院环境状况，对污染物进行综合治理，是急待解决的关键问题[8]。8.2医院废水的成分医院废水分为四类：（1）传染病菌污水：该类废水有肠道病菌、病毒、结核杆菌；（2）放射性废水：该类废水含有放射性元素；（3）一般带病菌废水：主要是医疗器械的洗涤污水及肠道病菌污水；（4）医院职工的普通生活废水：含厨房、职工厕所和盥洗废水[9]。医院废水是指医院（综合医院、专业病院及其它类型医院）向自然环境或城市管道排放的污水。其水质随不同的医院性质、规模和其所在地区而异。医院各部门的功能、设施和人员组成情况不同，产生污水的主要部门和设施有：诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光照像洗印、动物房、同位素治疗诊断、手术室等排水；医院行政管理和医务人员排放的生活污水，食堂、单身宿舍、家属宿舍排水。不同部门科室产生的污水成分和水量各不相同，如重金属废水、含油废水、洗印废水、放射性废水等。而且不同性质医院产生的污水也有很大不同。医院污水较一般生活污水排放情况复杂。每张病床每天排放的污水量约为200-1000L。8.3医院废水的传统处理方法73 医院废水的处理工艺主要包括废水的预处理、物化或生物处理和消毒三部分。废水利用化粪池进行预处理来去除污水中的固体污染物，而采用生物处理一方面是为了降低水中的污染物浓度，达到排放标准；另一方面可保障消毒效果。对医院废水的处理与其他工业废水处理的很大不同就是杀菌消毒，其目的是杀灭医院污水中致病微生物和粪大肠菌群。通常使用的消毒剂有液氯、次氯酸钠、漂白粉、二氧化氯等化学消毒剂，也有少数医院污水使用臭氧、紫外线或其他消毒剂消毒。（1）次氯酸钠法．次氯酸钠是最原始的消毒处理方法之一，该方法由于原料来源方便、产品稳定安全、运输方便等特点，应用较为广泛。次氯酸钠溶于水生成次氯酸根离子，可用于消毒杀菌。但次氯酸钠不稳定，光照、受潮易分解，消毒能力较弱，投加量难以控制，易造成水质余氯不足或超标。而且氯化消毒会形成氯仿之类的氯代衍生物，有潜在的致癌作用，且难生物自然降解，会对生态环境造成破坏。如果不重视废水处理过程中产生的废气和污泥的处理，容易造成二次污染[10]。（2）液氯法：液氯在水中能迅速产生次氯酸根离子。该方法目前已广泛府用于医院的污水消毒。液氯中有效氯含量比次氯酸钠溶液高5～10倍，消液氯消毒以它消毒能力强、价格便宜，广泛应用于自来水和医院废水消毒。但氯气是一种有刺激性气味的黄色有毒气体，不能随时随地制取，必须有专用的贮存设备和加氯设备。且液氯有强腐蚀性，危险性较大，因而在人口集中的区域限制使用。有关资料研究表明，液氯会与氨反应生成一氯胺、二氯胺及三氯胺而消耗液氯，能形成有致癌作用的三卤甲烷，加上液氯的不完全性，所以液氯消毒应该受到限制。（3）二氧化氯法。二氧化氯是一种强氧化剂，二氧化氯对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，从而有效破坏细菌内含巯基的酶，可快速控制73 微生物蛋白质的合成，故二氧化氯对细菌、病毒等有很强的灭活能力。这些细菌除一般细菌外。还有包括大肠杆菌、异细菌、铁细菌、硫酸盐还原菌、脊髓灰质炎菌病毒、肝炎病毒、兰伯氏贾第虫胞囊、尖刺贾第虫胞囊等。因而短时间内能杀死细菌，比氯气、漂白粉等消毒剂的消毒能力好[11]。但二氧化氯不稳定。生产、运输和贮存较困难，一般都是现场制备。有关研究表明。二氧化氯溶于水后，有50%～70%转变为次氯酸根离子和亚氯酸根离子，对红血细胞有损害，会干扰人体对碘的吸收，还可以使血液胆固醇升高。各类医院按性质从功能上虽然分为传染病医院和非传染病医院，但传染病的初期诊断大都是在普通医院进行的，据统计传染病医院收治的病人70%以上是经综合医院确诊后转送过来，而且我国大多数综合医院设有肠道、肝炎门诊及传染病房。但是现有医院废水处理设计规范对传染病医院污水的处理与一般综合医院同等对待，没有进行特别的区分。因此，绝大部分医院使用液氯、次氯酸钠消毒处理医院废水。8.4医院废水处理原则（1）全过程控制原则。对医院污水产生、处理、排放的全过程进行控制。（2）减量化原则。严格医院内部卫生安全管理体系，在污水和污物发生源处进行严格控制和分离，医院内生活污水与病区污水分别收集，即源头控制、清污分流。严禁将医院的污水和污物随意弃置排入下水道。（3）就地处理原则。为防止医院污水输送过程中的污染与危害，在医院必须就地处理。（4）分类指导原则。根据医院性质、规模、污水排放去向和地区差异对医院污水处理进行分类指导。73 （5）达标与风险控制相结合原则。全面考虑综合性医院和传染病医院污水达标排放的基本要求，同时加强风险控制意识，从工艺技术、工程建设和监督管理等方面提高应对突发性事件的能力。（6）生态安全原则。有效去除污水中有毒有害物质，减少处理过程中消毒副产物产生和控制出水中过高余氯，保护生态环境安全。8.5医院废水的新处理方法8.5.1CASS(CyclicActiavatedSludgeSystem)法CASS是一种改进型的SBR工艺，它一般由生物选择器、厌氧区和好氧区三部分构成。它具有工艺流程简单可靠、占地面积小、自动化程度高和明显的脱氨除磷功能等，有广阔的发展前景。它的优点是:（1）工程建设费用低。CASS工艺并不需要很高的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池及污泥回流设备，生物降解、污泥沉淀和废水排放均在同一池中进行，节省投资。（2）运行费用省。由于周期性进行曝气。曝气时氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果明显，运行费用可降低20%左右。（3）有机物去除率高，出水水质好。CASS法采用厌氧、兼氧结合生物处理为主，并配合一系列物理、化学手段来沉淀、分解、杀灭污水中的有机物、病菌、病毒，同时还具有良好的除氨、除磷功能。使二级处理的投资可达到三级处理出水水质的效果。（4）该法具有抑制专性好氧丝状菌生长的作用，可有效的防止污泥膨胀。由于沉淀阶段不进水。消除了可能产生的水力干扰，因此提高了污泥特性和出水水质。（5）CASS法污泥的产率低，脱水性能好，易处理，减少了污泥处理费。73 （6）自动化程度高，要保证出水水质。因此对医院废水是一种比较理想的污水生化处理方法。目前在国内外已经有一些医院利用CASS法处理废水[12]。8.5.2紫外线消毒法紫外线消毒是利用低压汞灯产生的254nm波长的紫外线辐射病原体的DNA，使其相邻的碱基形成二聚体，阻止病原体细胞的复制来达到消毒目的的。紫外践消毒法的优点:紫外线消毒是一种物理方法，具有无毒副作用、操作简单、效果好、费用低等优点，用于医院污水的消毒完全可行，但在使用中也应注意一些问题。结果表明当紫外线剂量为15mJ/cm2时．对粪大肠菌的杀灭率可达99.999%；未经处理的医院污水，直接采用紫外线消毒的效果不稳定，而经二级处理后的医院污水采用紫外线消毒时可确保出水粪大肠菌稳定在500（个/L）的一级排放标准内[13]。8.5.3膜生物反应器(MBR）现有污水处理工艺的出水中由于悬浮物浓度较高，细菌与病毒可以附着或包裹在悬浮絮体中而不易被消毒剂杀灭。而MBR的出水悬浮物浓度非常低，细菌与病毒失去了屏障，从而易于被杀灭。膜生物反应器(MBR)的优点消毒效果好,消毒副产物少。MBR由于具有充分的生物降解和膜分离作用，从而大大降低了消毒副产物的生成量。剩余污泥产量低。自动化程度高，可以实现无人值守。在某市医院污水处理系统中不仅实现了MBR运行的全自动化控制,还通过公共通讯网络实现了远程监控[14]。73 8.6医院废水的管理医院是各种疾病患者就诊、治疗和休养的场所，其排出的污水中含有大量的细菌、病毒、寄生虫和一些有毒有害物质。根据以上对医院污水水质水量治理方面的分析和研究，应根据医院的类型(综合医院、传染病医院、结核病医院、精神病医院、疗养医院等)、医院规模、总污水量和污水性质，明确污水来源，选择合理、有效的处理工艺，确定适度的加药消毒量，并严格掌握控制处理效果和处理后的污水出路，同时还要兼顾污泥的处理。针对目前我国各类医院遍布城乡，很有必要深刻认识医院污水的危害性，进而采取严格措施，加大治理力度，以保障人民群众的健康，净化环境[15]。8.7本章小结本章节主要内容是对医院废水的成分以及医院废水处理的原则，还有对医院废水处理几种新技术的介绍。对医院废水有了更深的了解，先考虑其医院的成分进行分析，然后用正确的方法进行处理。73 结　　论大学四年随着毕业设计的完结即将画上句号，感慨光阴似箭，但同时为自己三个多月的努力成果而自豪。在这三个月中，我秉承有依可循，把关细节，虚心好问的原则，认真独立地完成了毕业设计所有要求的工作量和设计深度。回首设计全过程，使我对建筑给排水设计的依据、思路、步骤及方法有了一个系统的了解和认识。在孙老师的指导和严厉要求下，我把四年所学的专业知识融汇一起，加深了我对专业知识的理解，也巩固了以前所学的知识，使我得到了一次综合性的训练。在建筑给排水设计过程中，既要遵守规范及标准图集，又要考虑在实际施工情况下是否可行、合理。老师拥有的丰富工程经验给了我许多非常关键的指导，使我深刻的认识了一个工程人应有的态度和素养，同时充分意识到自己的不足。设计工程中难免遇到问题，必须经过查阅资料，和同学一起探讨等途径去解决问题，无法解决则去请教老师。通过解决这些问题，自己的发现问题、提出问题、解决问题的能力得以加强。通过这次毕业设计，不仅熟练了CAD及天正软件的操作，而且在论文撰写的过程中对办公软件的应用能力提高了许多。设计过程中学习到得知识及经验让我更有信心走向未来的工作岗位。73 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