给排水消防毕业设计

'长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计摘要本设计是聚宾馆、商贸、娱乐等为一体的综合大楼，楼高18层。本建筑物给水排水系统均按高层建筑给排水要求进行设计。设计的全部内容包括：建筑给水系统设计、热水系统设计、排水系统设计、雨水系统设计、消防系统设计。给水系统分高、低两个区，负一层到地上三层为低区给水系统，由市政管网直接供水；四层到十七层为高区给水系统，由高位水箱供水；高低区有一根管道相连，以防低区停水时可暂时由水箱供水。热水与给水是一致的分区方式，每个分区有个水加热器，都放在负一层，高区水加热器冷水由高位水箱供水，低区水加热器由市政管网直接供水，它们有各自的循环回流系统。本设计采用污废水合流排放体制。生活污水、废水经化粪池进行局部处理后排入城市排水管网。设专用通气立管，即为双立管排水系统。管材采用螺旋消音排水塑料管。结合本建筑结构外型、地区气候条件及设计条件要求，本设计雨水排水系统采用天沟外排水系统。该建筑防火等级属于中危险级I级。消防给水系统分为室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，火灾初期10min由高位水箱供水，10min后由各自的水泵从贮水池抽水供给。在屋顶设实验用消火栓装置，消火栓给水管网上下呈环状布置。室外设地下式水泵结合器，保证消防系统安全可靠。关键词：给水；热水；排水；雨水；消防；第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计ABSTRACTThedesignisanintegratedbuildingwhichaccumulateshotels,businessandentertainment,18storeystall.thewatersupplyanddrainageofthisbuildingisdesignedaccordingtothedrainage"srequirementsofhigh-risebuildings.Theentirecontentsofthebuilding"sdesignincludsbuildingwatersupplysystem,buildingdrainagesystem,buildingstormsewersystemandbuildingfiresystem.Watersupplysystemisdividedintohighandlowareas,negativefirstlayertothirdlayerislowwatesystem,directlybythemunicipalwatersupplytothewatersupplynetwork;fourtoseventeenlayerforhigh-areawatersupplysystem,Bythehighwatertank;levelareahasapipeconnectedtopreventlowareasmaybetemporarilywithoutwatersupplyfromthetank.Hotwaterisconsistentwiththepartitioning,eachpartitionhasawaterheater,allonthenegativelayer,highzonewaterheatercoldwatersupplytankbythehighandlowareaswaterheaterdirectlybythemunicipalwatersupplypipenetwork,whichhavetheirownloopbacksystem.Thedesigntakesasystemofsewagewatermixingdischarge.SanitarysewersandWastewateristreatmentedbyseptictanksintothecitysewagepipenetwork.itsetsupspecialventilationriser,thatis,tertiarydrainagepipe,andthepipeisplastictubewithdecontaminationsound.Combinedwiththestructuralshapeandregionalclimateconditionsanddesignconditionsrequire,thedesignofstormwraterdrainagesystemtakesgutteroutsidedrainagesystem.Thebuildingisinfiredangerratingclass1,andFirewatersupplysystemisdividedintoindoorfirehydrantsystemandautomaticsprinklersystems,fireinitiallyfromthehighwatertankwaterfor10minutes,10minutesfromtherespectivesupplypumpspumpingfromthestoragetank..Theexpermentalfirehydrantisinstalledinsidethewatertankontheroof,andfirehydrantarrangedinacircle.Theoutdoorperipheralundergroundpumpcombinationisdesignedtoensuerfiresafety.Keywords:watersupply;hotwater;drainage;rainwater;Fire第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计目录第一部分工程概况与设计任务51工程概况51.1建筑设计资料51.2结构设计资料51.3城市给水排水设计资料51.4电源供应62设计任务62.1设计要求62.2设计图纸要求7第二部分设计说明书81给水系统81.1供水方式81.2给水系统的组成82热水系统92.1热水供应系统选择92.2热水供应方式92.3热水系统组成93排水系统103.1排水方式的选择103.2排水管道布置与安装104消防系统124.1消火栓系统124.2自动喷水灭火系统124.3灭火器的设置13第三部分设计计算书151室内给水系统的计算151.1给水用水量计算15第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计1.2室内高区给水计算171.3室内低区给水计算222热水系统252.1耗热量的计算252.2热水量的计算272.3热媒耗量的计算272.4水加热器272.5膨胀管282.6最不利热水管段计算292.7配水管网热损失计算332.9循环泵的选择332.10高位水箱的校核333排水系统343.1污水计算343.2化粪池的计算353.3雨水系统计算363.4通气管道设计计算374消防系统384.1消火栓系统434.2制动喷淋灭火系统384.3灭火器设置50参考文献51致谢52附件附件1开题报告附件2文献综述附件3外文翻译附件4译文原文第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计第一部分工程概况与设计任务1工程概况根据上级有关部门批准的设计任务书，在长沙市拟建一幢18层的大厦，总占地面积、建筑面积、建筑高度见图。地下1层，地上17层。1.1建筑设计资料湘城大厦建于长沙市，是集宾馆、商贸、娱乐等为一体的综合大楼。地下一层至三层为设备用房、车库、门厅、总服务台、洗衣房、消防控制中心、咖啡室、茶室及制作间、餐厅、厨房、会议室、办公室、公共卫生间等。厨房设有洗涤盆、洗涤池、污水池。公共卫生间内设蹲式大便器、洗脸盆、污水盆，男卫生间设有小便斗。4~17层为客房，每层客房有总服务台、开水间等。共有364个床位。每套客房均设有卫生间，内设坐式大便器、洗脸盆、浴盆各一件。17层以上为电梯机房及电讯等用房、高位水箱等。餐厅每日就餐人数为1000人次，整个大楼工作人员为400人。环境要求安静。建筑图有各层平面图，防火分区应按规范确定。其他如：室内、外气象资料可查阅相关手册。1.2结构设计资料采用现浇框架—剪力墙结构，剪力墙主要位置在电梯机房附近，六度抗震。主梁高600mm。结构图纸略。施工现场无地下水。1.3城市给水排水设计资料（1）给水水源建筑以城市给水管网为水源，在大楼东面有给水管道通过，距14轴线6m，其公称直径为600mm，管顶标高均比路面低2.5m。城市给水管网常年可保证的资用水头为25mH2O。总硬度小于300mg/L。城市给水管网不允许直接抽水。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计（2）排水条件城市目前污水处理负荷有限，城市排水管道为污水与雨水排水管，位于大楼西面。要求生活污水经化粪池进行局部处理后排入城市污水管道，生活废水直接排入城市污水管道。城市排水管道管顶标高均比路面低3.5m。（3）热源本地区有城市热力管网，热媒采用蒸汽。蒸汽从建筑物西面由南向北架空通过，其公称直径为150mm，工作压力P=196.2kPa（表压）。距1轴线9m，管道中心标高为5.0m。除卫生洁具、厨房等用水外，冷却循环补充水为4.5m3/h，接管位置由暖通专业人员确定。水景，绿化等其它用水按上述之和的15%计。热水要求全天供应，热水系统最不利点设计水温不低于55℃。开水采用点开水炉分散供应。给水要求安全可靠。管道为暗装敷设。1.4电源供应为双电源，消防用电设备应按二级负荷供电。2设计任务2.1设计要求第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计根据所提供的基础设计资料和图纸，独立完成高层建筑给水、排水、消防及热水供应系统的工程设计。熟悉并掌握高层建筑给水、排水、雨水、消火栓、自喷、热水的设计内容、方法和步骤。了解建筑给排水方案的比较原则和方法，掌握冷水、热水、排水、雨水、消火栓、自喷的计算方法以及设计说明书的编写和施工图的绘制方法。重点在消防管网说明及水力计算：多种消防设计方案的比较，确定最佳消防方案，确定消防泵、增压泵的流量、扬程并选消防泵以及气压给水设备。计算：最高日、最大时用水量、贮水池容积、高位水箱容积并确定高位水箱高度；给水管网水力计算：确定水泵流量、扬程并选生活泵；排水管网水力计算：确定化粪池容积，确定污水泵流量、扬程并选污水泵；热水系统：热水水量、耗热量、热媒耗量、热水配水及回水管网水力计算，热媒管网计算，循环水泵选择并校核高位水箱设置高度；雨水系统的选择、管网的布置及计算。绘制冷水、热水、排水、雨水、消火栓、自喷管道平面图；雨水、消火栓、自喷系统图及部分大样图。要求完成该建筑的给水排水工程。即室内外给水及消防给水工程，室内外排水工程，室内热水、开水供应。2.2设计图纸要求（1）底层管道平面图及室外管道平面图（0#或1#）（2）标准层管道平面图（1#或2#）（3）管道技术层及其他各层管道平面图（1#或2#）（4）管道系统图（消火栓、自喷、雨水）（1#或2#）（5）卫生间及管道井大样图（1#或2#）（6）图例及总说明可单独出或合并在其他图纸中（7）图纸张数不少于10A1（其中1张A2以上的为手工绘制）。（8）绘制完施工图后，整理、编写计算说明书。毕业设计的计算与说明书不少于15000字。第二部分设计说明书第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计1给水系统1.1供水方式采用分区给水方式，分高低两区，并将两区相连，连接处设阀门，以备低区进水管发生故障或外网压力不足时，水箱仍能短时供低区用水。地下一层至地上三层为低区，由市政管网直接供水。四层至十七层为高区，采用上行下给方式，即市政给水管网→地下贮水池→水泵→屋顶水箱→高区各层用水点。1.2给水系统的组成本建筑给水系统由引入管，水表节点，给水管道，配水装置和用水设备，给水附件，地下贮水池、水泵、水箱以及相配套的设备等组成。1.3给水管道布置及安装（1）各层给水管道采用暗装敷设，立管采用镀锌钢管，支管与连接管采用PPR（聚丙烯）管。（2）管道外壁距离面不小于150mm；离墙，柱及设备之间的距离为50mm；立管外壁距离墙，柱，梁净距不小于50mm；支管距离墙，梁，柱净距为20~25mm。（3）给水与排水管道平行或交叉时，其距离分别大于0.5m，0.15m；交叉时给水管在排水管上面。（4）在立管或横支管上设阀门，管径DN≥50mm时设闸阀；DN≤50mm时设截止阀。（5）贮水池采用钢筋混凝土结构，上部设人孔，基础底部设水泵吸水坑，生活水位吸水管在消防水位面上设小孔，保证消防水量不被动用。为保证水质不被污染，水池底部做防水处理，水池内设导流墙。分两格设置，可保障清洗时不间断供水。（6）生活泵设于地下一层泵房内，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。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计2热水系统2.1热水供应系统选择本设计采用集中热水供应的立管循环系统，以蒸汽为热媒，用容积式加热器。为保证冷、热水压力平衡，采用冷水给水系统一致的分区方式，高区冷水由屋顶水箱供给高区加热器，低区冷水由市政管网供给低区加热器。加热设备置于负一层。本设计对热水供应的要求较高，高区采用全天24小时热水供应，低区采用定时热水供应。为保证最不利点设计水温不低于55℃。出口水温为65℃。2.2热水供应方式本设计采用集中供水方式，各区的热水配水循环管网自成系统。其优点是：各区供水自成系统，互不影响，供水安全、可靠；设备集中设置，便于维修、管理。其缺点是：高区水加热器和配、回水主立管需承受高压，设备和管材费用较高。2.3热水系统组成典型的集中热水供应系统，主要由热媒系统、热水供水系统、附件三部分组成。本设计的热媒是由市政提供的蒸汽，热水供水系统由热水配水管网和回水管网组成，高区采用干管循环，低区采用立管循环，附件包括一些控制附件和管道的连接附件，如减压阀、安全阀、自动排气阀等。2.4热水管道布置及安装所有热水管道采用暗装敷设，均用PPR（聚丙烯）管。热水管道系统，应有补偿管道热胀冷缩的措施。（1）上行下给式系统配水干管最高点应设排气装置，下行上给配水系统，可利用最高配水点放气；系统最低点应设泄水装置。（2）当下行上给式系统设有循环管道时，其回水立管可在最高配水点以下0.5m与配水立管连接。上行下给式系统可将循环管道与各立管连接。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计（3）热水立管与横管连接时，为避免管道伸缩应力破坏管网，应采用乙字弯的连接方式。3排水系统3.1排水方式的选择（1）根据设计要求，排水系统采用污、废水合流排放，生活污、废水经过化粪池后排入市政排水管道，系统采用双立管排水系统，分别是污水管和通气管。（2）高区各单元分别采用独立排水立管，低区根据需要设置排水管。高区污、废水到负一层顶部独立排出，通气管在顶层独立排出，低区就近排出。（3）雨水排水系统采用混合排水，屋顶雨水排到十七层屋顶，通过雨水斗排到负一层，再通过内排水排到市政排水管道。3.2排水管道布置与安装3.2.1系统组成生活排水系统由卫生器具、排水管道、检查口、室外排水管道、检查井、化粪池、等组成。雨水排水系统由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、检查井等组成。3.2.2管道的安装（1）排水管材采用UPVC排水塑料管。（2）塑料排水立管宜每2层设1个检查口。但在建筑物的最低层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口；检查口应在地面以上1.0m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。（3）排水管与室外排水管连接处设置检查井，检查井距离建筑物的距离不小于3m，并与给水管引入管外壁的水平距离不得小于1.0m。（4）当排水管在中间竖向拐弯时，排水支管与排水立管、排水横管相连接时排水支管与横管连接点至立管底部的水平距离不小于1.5m；排水竖支管与立管拐弯处的垂直距离不得小于0.6m。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计（5）立管管径大于或等于110mm时，在楼板贯穿部位应设置阻火圈或张度不小于500mm的防火套管。管径大于或等于110mm的横支管与暗设立管相连接时，墙体贯穿部位应设置阻火圈或张度不小于300mm的防火套管，且防火套管的明露部分张度不宜小于200mm；防火套管、防火圈的耐火极限不宜小于贯穿部位的建筑结构的耐火等级。（6）管道不得穿过沉降缝、烟道、风道，应避免穿过伸缩缝，在必须穿过时，采取相应的措施。（7）排水管道的横管与横管，横管与立管的连接，采用45°通或45°四通和90°斜三通或90°斜四通。（8）立管与排出管或排水横干管的连接宜采用两个45°弯头，或弯曲半径不小于4倍管径的90°弯头。（9）大便器排水管最小管径不得小于100mm；建筑物内排出管最小管径不得小于50mm；多层住宅厨房间的立管管径不宜小于75mm。（10）立管管径大于或等于110mm时，在楼板贯穿部位应设置阻火圈或张度不小于500mm的防火套管。管径大于或等于110mm的横支管与暗设立管相连接时，墙体贯穿部位应设置阻火圈或张度不小于300mm的防火套管，且防火套管的明露部分张度不宜小于200mm；防火套管、防火圈的耐火极限不宜小于贯穿部位的建筑结构的耐火等级。（11）通气管管材采用UPVC管，粘接。（12）举过屋顶的通气管须伸顶伸出300mm以上，并大于积雪厚度。屋顶作为活动场所时，通气管伸出屋顶2m以上，通气管必须设置耐腐网罩。（13）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，距换气口上端至少600mm以上，否则须离开门、窗、换气口水平距离至少3m以上。（14）每个雨水排水区域2个雨水斗，采用内排水多斗系统，87式雨水斗。4消防系统第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计根据本建筑的性质，设置消火栓系统和自动喷水灭火系统。根据建筑内部各部位的使用功能，相应配置手提式干粉灭火器，以配合消防给水灭火系统。整个消防系统给水管采用镀锌钢管。4.1消火栓系统根据该建筑性质，查《高层民用建筑设计防火规范》，本建筑物为Ⅰ类建筑，室内消火栓用水量40L/s，室外消火栓用水量30L/s，火灾延续时间3小时，每根竖管最小流量15L/s，每支水枪最小流量5L/s。本设计为设水泵、水箱的消火栓给水方式。（1）火灾初期前10分钟，屋顶水箱→消防立管→消火栓；10分钟后至3小时，地下贮水池→消防栓泵→消防立管→消火栓。（2）室内消火栓系统为临时高压制，系统由消防贮水池，消防水泵，消防水箱联合供水。管网布置成环状，设3个水泵结合器。（3）消防水箱与生活水箱合用布置在水箱间，储存18m3的消防用水量；消防水池与生活贮水池合用。系统设消火栓泵2台，一用一备。消火栓泵可由消火栓泵起泵按钮直接启动同时向消防控制中心报警。水泵现场和消防控制中心均可控制停启泵。（4）消火栓每股流量不小于5L/s。火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱提供，火灾10min后消防用水量由地下室消防水池提供。（5）室内消火栓口径为65mm，单出口，每个消火栓处设直接启动消火栓泵的按钮。屋顶设一个实验消火栓。水枪喷嘴口径19mm，充实水柱为12m。水龙带为内衬胶，直径65mm，长度25m。水泵接合器选用SQ150地上式水泵接合器3个（6）考虑消火栓减压设施，采用减压孔板。4.2自动喷水灭火系统根据该建筑性质，查《自动喷水灭火系统设计规范》，本建筑物自喷系统为中危险级Ⅰ级，火灾延续时间1小时。自喷系统采用湿式自喷系统，用作用面积法进行计算。（1）喷头流量系数K=80，设计喷水强度q=6L/(min·m2)，最不利点喷头压力P=0.05MPa，作用面积F=160m2。（2）火灾初期前10分钟，屋顶水箱→消防立管→消防喷头；10分钟后至1小时，地下贮水池→消防喷淋泵→消防立管→消防喷头。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计（3）系统由：闭式喷头、报警装置（水力警铃、压力开关）、湿式报警阀、管网及供水设施组成。（4）本设计地下车库无吊顶，采用直立型喷头。其他楼层有吊顶，采用玻璃球洒水喷头。（5）一个报警阀组湿式自喷系统所控制的喷头数少于800个。（6）考虑设置减压设施，采用减压阀。减压阀应设在报警阀前，为防止堵塞，在入口前应装设过滤器。垂直安装的减压阀，水流方向宜向下。4.3灭火器的设置因建筑物使用功能不同，其内部可燃物性质各异，因此，仅使用水作为消防手段不能完全达到扑救火灾的目的，甚至还会带来更大的损失。本建筑还应配置灭火器系统，以更好的达到扑救火灾的目的。本设计参照《建筑灭火器配置设计规范》（50140-2005）、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）。4.3.1灭火器选择的参考因素（1）灭火器配置场所的火灾种类。（2）灭火器配置场所的危险等级。（3）灭火器的灭火效能和通用性。（4）灭火剂对保护物品的污损程度。（5）灭火器设置点的环境温度。（6）使用灭火器人员的体能。4.3.2灭火器的布置（1）灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。（2）对有视线障碍的灭火器设置点，应设置指示其位置的发光标志。（3）灭火器的摆放应稳固，其铭牌应朝外。手提式灭火器宜设置在灭火器箱内或挂钩、托架上，其顶部离地面高度不应大于1.50m；底部离地面高度不宜小于0.08m第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计。灭火器箱不得上锁。（4）灭火器不宜设置在潮湿或强腐蚀性的地点。当必须设置时，应有相应的保护措施。灭火器设置在室外时，应有相应的保护措施。（5）灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。4.3.3灭火器配置场所的火灾种类和危险等级查规范知，灭火器配置场所的火灾种类可划分为以下五类：A类火灾：固体物质火灾。B类火灾：液体火灾或可熔化固体物质火灾。C类火灾：气体火灾。D类火灾：金属火灾。E类火灾(带电火灾)：物体带电燃烧的火灾。民用建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其使用性质，人员密集程度，用电用火情况，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：（1）严重危险级：使用性质重要，人员密集，用电用火多，可燃物多，起火后蔓延迅速，扑救困难，容易造成重大财产损失或人员群死群伤的场所；（2）中危险级：使用性质较重要，人员较密集，用电用火较多，可燃物较多，起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所；（3）轻危险级：使用性质一般，人员不密集，用电用火较少，可燃物较少，起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。本建筑1～17层为A类火灾轻危险级；负一层车库及泵房为A类火灾中危险级。第三部分设计计算书第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计1室内给水系统的计算本次设计给水分为两个区，1-3层为低区；4-17层为高区，以下为分区计算过程。1.1给水用水量计算表3—１高低区用水量标准及时变化系数表高区序号名称用水单位用水定额Qmax(L/d)时变化系数Qmax(m3/h)1客房362床400L/床*d2.012.132未预计用水量以上10%—145601.00.61低区1咖啡室364人5L/人*次18201.50.152茶室364人5L/人*次18201.50.153餐厅1000人40L/人*d400001.55.004会议室400人6L/人*d24001.20.725健身中心364人30L/人*d109201.21.096洗衣房364+400人40L/人*d305601.55.737淋浴房364人100L/人*d364002.06.078公共卫生间400人100L/人*d400002.03.339冷却循环补充水4.5m3/h24h1.04.510水景绿化以上15%—353882.02.95第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计11未预计用水量以上10%—235922.01.971.1.1高区最高日用水量：Qd=160.16m3/d高区最高日最大时用水量：Qh==12.75m3/h1.1.2低区最高日用水量：Qd=330.90m3/d低区最高日最大时用水量为：Qh=40.12m3/h1.1.3设计秒流量qg=0.2αNg式中qg——计算管网的给水设计秒流量，L/s；Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数；α——根据建筑物用途而定的系数，因为本工程为酒店，α取2.5；故qg=0.5Ng1.2室内高区给水计算第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计图3.1高区给水计算图第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计图3.2高区给水系统图表3—２高区水力计算表第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计高区给水管网水力计算管段编号当量总数Ng设计秒流量qg（L/s）流速v（m/s）管径DN（mm）管长L（m）坡度1000i沿程水头损失hy=iL∑hy=iL0—10.500.150.85154.2477.9350.330450.330451—21.500.390.79253.0136.8370.110880.441332—32.000.690.72321.7331.0600.053730.495063—44.000.980.78403.5019.9140.069700.564764—58.001.410.72503.5013.1300.045960.610725—612.001.730.88503.5018.7640.065670.676396—716.002.000.84553.5015.3550.053740.730137—820.002.240.79633.509.7900.034270.764408—924.002.450.87633.5011.4950.040230.804639—1028.002.650.69703.507.9730.027900.8325310—1132.002.830.74703.508.9670.031390.8639211—1236.003.000.68753.507.1620.025070.8889912—1340.003.160.72753.507.8590.027500.9164913—1444.003.320.66803.506.2860.022000.9384914—1548.003.460.69803.506.7860.023750.9622415—1652.003.610.72803.507.2820.025490.9877316—1756.003.740.66853.505.8240.020381.0081117—18448.0010.580.8612528.585.7940.165581.1737018—19504.0011.220.641505.702.6980.015381.18907注：1-2管段中，管长包括横管之间的高度差；4-5管段中，管长包括横管与管井中竖管连接管长度；15-16管段中，管长包括顶层表面到17层横管的高度及屋顶横管的架空高度；18-19管段中，管长包括出水管到水箱底高度和屋顶的高差。计算局部水头损失Σhj=30%Σhy=0.3*1.18989=0.57m第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计所以管路总水头损失为：H2=1.3×Σhy=1.3×1.18989=1.55m1.2.2水箱计算（1）高位水箱的选定查《高层建筑给水排水设计规范》，该建筑为Ⅰ类建筑，消防水箱定为18m3，采用水泵自动启动供水，则生活水箱体积V=C·qb4Kb式中V－高位水箱的有效容积；qb-水泵出水量，m3/h；C―安全系数1.5～2.0，本设计取1.8；Kb―水泵1h内启动次数，一般选用4～8次/h，本设计选6次/h。考虑市政给水事故停水，水箱应短时供低区用水，故水箱容积应按整栋楼用水确定。即qb=20.56+20=40.56m3/h。高位水箱有效容积为：V=1.7*58.157/（4*5）=4.94m3生活水箱与消防水箱共用，高位水箱体积V=18+4.94=22.94m3.选25m3的钢制圆形水箱，尺寸d=3.44m；h=3m，有效水深2.7m，有效容积25.08m3。（2）高位水箱的校核水箱间地面标高61.87m，水箱距离地面高度为2.5m，则箱顶标高61.87+2.5+3.0=67.37m，箱底标高61.87+2.5=64.37m。消防最高水位64.37+18/（3.14*1.722）=66.31m消防最低水位64.37+1.5=64.87m生活最高水位67.37-0.3=67.07m生活最低水位66.31m水箱的设置高度应满足以下条件：h≥H2+H4式中h－水箱最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，m；H2－水箱出水口至最不利配水点计算管路的总水头损失，m；H4－最不利配水点的流出水头，m。水箱生活最低水位66.31m，最不利点位置高度57.6m，h=66.31-57.6=8.71m。H2=1.55m，H4=5m。h＞H2+H4=6.55m，满足要求。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计1.2.3地下室内贮水池容积贮水池生活用水量按最大日用水量的25%计算，则Q1=(330.90+160.16)*1.1*25%=135.04m3室内消火栓用水量为40L/s，火灾持续时间为3h，则消火栓所需水量Q2=40*3*3600=432m3自喷用水量为20L/s，火灾持续时间为1h，则自喷所需水量Q3=20*1*3600=72m3。贮水池所需总水量Q=135.04+432+72=639.04m3选为680m3，贮水池池底标高-5.0m，尺寸为15m*12m*3.8m，其中3.8m包含0.3m超高。消防水位标高-4.7m，生活水位标高-2.2m。1.2.4生活水泵的选用（1）水泵流量=1.5～2.0Q高区，取2.0Q高区=2*12.75m3/h=25.50m3/h=7.08L/s，查表选钢管DN125，v=0.58m/s，i=0.0597，L=80m，iL=0.4778m。（2）生活泵扬程计算：Hb=（Z1-Z0）+H1+H2式中Z1—水箱最高水位标高，Z1=67.07m；Z0—水泵吸水的贮水池最低水位标高，Z0=-4.0m；H1—水泵吸水管和压水管的总水头损失，mH2O；H2—水泵压水管进水箱入口所需流出水头，mH2O。得H1=0.4778*1.3=0.621mHb=67.07+4+0.621+0.04=71.73m选65DL32-15x5型立式单级单吸清水泵2台，一用一备。设计参数：Q=6.11-8.89-11.67m3/hH=80-75-60m第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计1.3室内低区给水计算采用给水塑料管，低区给水系统示意图如图3.3低区给水系统图第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计表3—3低区水力计算表低区给水管网水力计算管段编号当量总数Ng设计秒流量qg（L/s）流速v（m/s）管径DN（mm）管长L（m）坡度1000i沿程水头损失hy=iL（mH2o）∑hy=iL0—10.50.100.57151.0224.200.0250.021—21.00.200.61251.0227.500.0280.052—31.50.300.92251.0258.200.0590.113—42.00.400.75321.0230.400.0310.144—52.50.500.81321.0233.260.0340.185—64.50.800.92404.4331.500.0170.197—80.50.100.57150.7024.200.0190.218—91.00.200.61250.7027.500.0410.259—101.50.300.92250.7058.200.0210.2710—112.00.400.75320.7030.400.0200.2911—122.50.500.81320.5933.260.0130.3113—140.50.100.57150.5224.200.0130.3214—151.00.200.61250.5227.500.0140.3315—161.50.300.92250.5258.200.0300.3616—172.00.400.75320.7130.400.0220.3917—123.00.600.97320.3245.860.0150.4012—615.51.970.82632.5714.450.0370.446—1820.02.240.93634.0018.110.0720.5118—1924.52.470.72754.009.350.0370.5519—2029.02.690.79757.2610.860.0790.6320—2139.03.120.91754.9314.110.0690.7021—2261.53.920.80903.838.850.0340.73第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计续上表22—2365.54.050.829049.109.370.4601.19计算局部水头损失Σhj=30%Σhy=0.3*1.19=0.357m所以计算管路的水头损失为H2=Σ(hy+hj)=1.19+0.357=1.55m计算水表的水头损失选LXL-100Ｎ为总水表，公称口径为100，其常用流量60m3/h。给水设计秒流量为qg=（11.22+4.05）*3.6=54.97m3/h水表的水头损失引入管起点到最不利配水点位置高度所需要的静水压H1=4+4+0.8-(-2.5)=11.3m=113kpa所以建筑内给水系统所需水压H=H1+H2+H3+H4H=113kpa+1.55x10kap+20.35kap+20kap=148.85kap<250kap满足要求。1.4开水间给水计算（1）开水间给水与生活用水一样分为高区和低区，1～3层为低区，由市政直接供水；4～17层为高区，有高位水箱供水。（2）给水量计算第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计Qh=nqKT式中Qh—开水饮水量（L/h）；n—设计饮水人数（人）；K—小时变化系数，取1.5；T—每日每班开水供应时间（h），取24h；q—饮水定额，按每人每天2L计算。高区每天所需开水量Qh=（364+14x12）x2x1.5/24=0.0665m3/h低区每天所需开水量Qh=（400-14x12）x2x1.5/24=0.029m3/h2热水系统2.1耗热量的计算热水供应高区采用全日供应，低区采用定时供应。加热器出口热水温度为65℃，查《建筑给水排水设计规范》，该地区冷水温度为5℃。全日供应热水设计小时耗热量按下式计算:Qh=KhmqrC*(tr−tL)ρr/86400式中Qh—设计小时耗热量，W；m—用水计算单位数，人数或床数；qr—热水用水定额，L/人·d或L/床·d等；C—水的比热，C=4187J/(kg·℃)；tr—热水温度,取60℃；tL—冷水计算温度，5℃；ρr—热水密度，0.98kg/L；Kh—热水小时变化系数，查表Kh=4.64。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计高区：表3-4高区生活用水情况序号名称用水单位（人）用水定额（L/人·d）使用时间（h）1旅客364140242员工1684024所以Qh=4.64*[(364*140)+(168*40)]*4187*(60-5)*0.98/86400=6.99x105W定时供应热水设计小时耗热量按下式计算:Qh=Σqh(tr−tL)ρrN0bC3600式中Qh—设计小时耗热量，W；qh—卫生器具热水的小时用水定额，L/h；C—水的比热，C=4187J/(kg·℃)；tr—热水温度,65℃；tL—冷水计算温度,5℃；ρr—热水密度，0.98kg/L；N0—同类型卫生器具数；b—卫生器具的同时使用百分数，取100%。低区：表3-5低区生活用水情况序号名称用水单位（个）用水定额（L/h）1淋浴喷头154502洗涤盆172503洗手盆13804洗衣房7641.6所以Qh=(450*15+250*17+80*13)*[(65-5)*0.98*100%*4187]/3600=8.23x105W。由此得到的耗热量不包括洗衣房。由热水量公式可反推出洗衣房的耗热量，洗衣房使用时间8h，其热水量为764*1.6=1222.4L/h，洗衣房耗热量为1222.4*（65-5）*0.98=8.3x104W。所以Qh=8.23x105W+8.3x104W=9.06x105W。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计2.2热水量的计算设计小时热水量按下式计算：Qr=Qh/1.163·(tl−tL)ρr式中Qr－设计小时热水量，L/h；Qh－设计小时耗热量，W；tr－设计热水温度，取65℃；tl－设计冷水温度，取5℃；ρr－热水密度，0.98kg/L。高区：Qr=6.99x105/1.163*（65-5）*0.98=10222L/h；低区：Qr=9.06x105/1.163*（65-5）*0.98=13249L/h。2.3热媒耗量的计算采用蒸汽间接加热，按下式计算：G=(1.10～1.20）3.6Qh/γh式中G—蒸汽耗量，kg/h；Qh—设计小时耗热量，W；γh—蒸汽的汽化热，kJ/kg，查表绝对压力0.3MPa时，γh=2167kJ/kg高区：G=1.1*3.6*6.99x105/2167=1277kg/h；低区：G=1.1*3.6*9.06x105/2167=1656kg/h。2.4水加热器（1）水加热器容积计算按下式计算：V=60TQh/（tr−tL）C式中V－水加热器容积，L；T－加热时间，查表取45min；Qh－热水供应系统设计小时耗热量，W；C－水的比热，C＝4187J/(kg·℃)；tr－热水温度，65℃；第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计tl－冷水温度，5℃。高区：V=60*45*6.99*105/（65-5）*4187=7.51m3；低区：V=60*45*9.06*105/（65-5）*4187=9.74m3。（2）水加热器加热面积的计算按下式计算：Fjr=（1.10～1.15）Qz/εK△tj式中Fjr—水加热器的加热面积，m2；Qz—设计小时耗热量，W；ε—由于水垢和热媒分布不均匀影响传热效率的系数，一般采用0.6～0.8，取ε=0.7；K—传热系数，取K=850W/（m2·℃）；Δtj—热媒和被加热水的计算温度差（℃），按下式计算：△tj=(tmc+tmz)/2−(tc+tz)/2式中tcm、tzm—热媒的初温和终温，℃；tc、tz—被加热水的初温和终温，℃；所以Δtj=（132.9+100）/2-（65+5）/2=81.45℃高区：Fjr=1.1*6.99*105/0.7*850*81.45=15.87m2；低区：Fjr=1.1*9.06*105/0.7*850*81.45=20.56m2。（3）水加热器的选择普通容积式水加热器，铜盘管，K=850W/（m2·℃），v=0.1m/s。低区：一台10#双盘管水加热器，实际容积15m³，实际加热面积38.96m2，满足要求。高区：一台8#双盘管水加热器，实际容积8m³s23，实际加热面积19.94m2，满足要求。2.5膨胀管查表最小管径为50mm，其高度按下式计算：h=H（ρhρr−s231）式中h—膨胀管高出生活饮用高位水箱水面的垂直高度，m；H—水加热器底部至生活饮用高位水箱水面的高度，H=68.37m；ρh—冷水的密度，ρh=999.88Kg/m3；ρr—热水的密度，ρr=983.24Kg/m3。所以h=68.37*（999.88/983.24-1）=1.16m。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计2.6最不利热水管段计算热水管道采用PPR（聚丙烯）管，全部暗敷。2.6.1配水管的计算高区最不利热水管段计算草图和水力计算表如下：图3.4高区热水最不利管段计算草图表3-6高区热水最不利管段计第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计高区热水管网水力计算表管段编号当量总数Ng设计秒流量qg（L/s）流速v（m/s）管径DN（mm）管长L（m）坡度1000i沿程水头损失hy=iL∑hy=iL0—10.50.100.57151.0224.200.0250.021—21.500.300.6425.000.7248.000.0350.062—33.000.600.7032.003.5035.000.1230.183—44.501.200.6150.003.5019.000.0670.254—56.001.500.7550.003.5022.000.0770.335—67.501.370.9050.003.5018.820.0660.396—79.001.500.6263.003.508.940.0310.427—810.501.620.6763.003.5010.240.0360.468—912.001.730.7263.003.5011.490.0400.509—1013.501.840.7663.003.5012.810.0450.5410—1115.001.940.8063.003.5014.060.0490.5911—1216.502.030.8363.003.5015.230.0530.6512—1318.002.120.8863.003.5016.440.0580.7013—1419.502.210.6575.003.507.690.0270.7314—1521.002.290.6775.009.668.180.0790.8115—1660.003.870.7990.009.308.650.0800.8916—1799.004.970.65110.009.304.740.0440.9317—18138.005.870.77110.006.456.350.0410.9718—19177.006.650.87110.007.597.910.0601.0319—20216.007.350.73125.008.894.930.0441.0820—21255.007.980.80125.008.895.700.0511.1321—22315.008.870.88125.005.576.860.0381.1722—23336.009.170.73140.0062.404.240.2641.43低区最不利热水管段计算草图和水力计算表如下：第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计图3.5低区热水最不利管段计算草图表3-6高区热水最不利管段计低区热水管网水力计算表管段编号当量总数Ng设计秒流量qg（L/s）流速v（m/s）管径DN（mm）管长L（m）坡度1000i沿程水头损失hy=iL∑hy=iL0—10.50.100.5715.000.4924.200.0120.021—21.000.200.6125.000.4927.500.0130.032—31.500.300.9225.000.4958.200.0290.06续上表3—42.000.400.7532.006.2830.400.1910.25第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计4—232.500.500.8132.004.0033.260.1330.3823—243.500.600.9732.004.0045.860.1830.5724—256.501.000.7050.000.5415.290.0080.575—60.50.100.5715.000.9224.200.0220.026—71.000.200.6125.000.9227.500.0250.057—81.500.300.9225.001.6858.200.0980.158—92.000.400.7532.000.9230.400.0280.189—102.500.500.8132.000.8633.260.0290.2010—116.001.220.8050.000.7018.600.0130.2211—126.501.270.8450.000.9219.970.0180.2412—137.001.320.8750.000.8321.370.0180.2513—207.501.370.9050.002.5822.820.0590.3114—150.700.140.7020.002.0147.760.0960.4115—161.400.280.8125.004.1440.140.1660.5716—172.100.420.7232.001.5724.090.0380.6117—182.800.560.6240.002.0316.110.0330.6418—193.500.700.7740.001.5719.870.0310.6819—204.200.840.9340.002.7928.910.0810.7620—2113.101.810.8063.004.0014.560.0580.8221—2219.402.200.6975.0010.308.960.0920.9122—2519.902.230.7075.003.899.180.0360.9425—2624.402.470.7775.0026.7810.990.2941.242.6.2回水管的计算回水管网不配水，仅通过用以补偿配水管热损失的循环流量。由于回水干管考虑在配水情况下的使用要求干管不宜变径，所以干管按其相应最大管径确定，立管比配水管管径小一号。本设计回水管高区采用立管循环，低区采用立管循环方式。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计2.7配水管网热损失计算初步设计时，Qs可按设计小时耗热量的3%～5%来估算，本设计取4%。（1）高区配水管网热损失Qs=*4%=27960W（2）低区配水管网热损失Qs=*4%=36200W2.8总循环流量的计算循环流量是为了补偿配水管网在用水低峰时管道向周围散失的热量，总循环流量用下面公式计算：qx=Qs/CBΔt式中qx—系统的总循环流量，L/s；Qs—配水管网的热损失，W；CB—水的比热，4187J/(kg·℃)；Δt—配水管网中计算管路起点与终点的水温差，取10℃。（1）高区总循环流量qx=27960/4187*10=0.67L/s（2）低区总循环流量qx=36200/4187*10=0.79L/s2.9循环泵的选择(1)高区循环泵的选择选ISG25-100A单级单吸管道离心泵，设计参数：流量Q=1.53L/s,扬程H=12.5m(2)低区循环泵的选择选ISG40-100单级单吸管道离心泵，设计参数：流量Q=0.83L/s,扬程H=8m2.10高位水箱的校核高位水位生活最低水位为66.31m，与最不利配水点的高差为：66.31-（58.4-0.8）=8.71m。从水箱到最不利配水点的总水头损失为1.3*（1.43+1.24）=3.47m，再考虑最不利点5m的流出水头后，5+3.47=8.47m＜8.71m。故高位水箱安装高度满足要求。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计3排水系统排水设计秒流量按下列公式计算式中qp——计算管段排水设计秒流量，L/sNp—计算管段卫生器具排水当量总数；qmax—计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s；α—根据建筑物用途而定的系数。3.1污水管计算高区：取α=2.0，每根立管每层接入两个坐式大便器，洗脸盆，浴盆，N=9.75，排水流量=2L/s，所以接入立管的横支管qp=0.12*2.0*+2=5.30L/s，立管管径D=110mm，设专用通气管；每根立管每层接入一个坐式大便器，洗脸盆，浴盆，N=立管qp=0.12*2.0*+2=4.30L/s，立管管径D=100mm，设专用通气管。由于本设计中高区的各个立管都是分别排放到污水井中，所以高区各个污水横杆管管径都是110mm。低区：取α=2.0，接收低区的污水污水立管，有蹲式大便器：N=3.6，排水流量=1.2L/s，小便器：N=0.3，排水流量=0.1L/s，洗脸盆：N=0.75，排水流量=0.25L/s，污水池：N=1，排水流量=0.33L/s。负一层11#立管和13#立管：qp=0.12*2*+0.33=0.87L/s，立管管径D=50mm12#立管：qp=0.12*2*+2=3.88L/s，立管管径D=100mm一层11#立管和13#立管：qp=0.12*2*+0.33=0.87L/s，立管管径D=50mm12#立管：qp=0.12*2*+2=3.88L/s，立管管径D=100mm9#立管：qp=0.12*2*+2=5.65L/s，立管管径D=100mm14#立管：qp=0.12*2*+1=2.07L/s，立管管径D=75mm第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计5#立管：洗衣房冷水水量5.73m3/h，热水水量1.22m3/h，共6.95m3/h=1.93L/s，所以立管管径D=50mm16#立管：qp=0.12*2*+2=2.68L/s，立管管径D=75mm二层9#立管：qp=0.12*2*+2=5.52L/s，立管管径D=100mm14#立管：qp=0.12*2*+1=0.77L/s，立管管径D=50mm3.2化粪池的计算化粪池的有效容积按下式计算：V=V1+V2=αN·q·t/24·1000+αNF(1−b)·K·m/(1−c)·1000式中V—化粪池总容积，m3；V1—污水部分容积，m3；V2—污泥部分容积，m3；N—设计总数，宾馆有364个床位，工作人员400人，商场、餐饮业及其它娱乐场所每天约1764人；α—使用卫生器具人数占人数的百分比，与人们在建筑内停留时间有关，本建筑办公区域取40%，商场、餐饮业及其它娱乐区域取10%，宾馆取70%；q—每人每天污水量，取25L/(人·天)；a—每人每天污泥量，取0.4L/(人·天)；t—污水停留时间，取12h；T—污泥清掏期，取180d；b—新鲜污泥含水率，取95%；c—化粪池内发酵浓缩后污泥含水率，取90%；k—污泥发酵后体积缩减系数，取0.8；m—污泥清掏后遗留的污泥量容积系数，取1.2；将b、c、K、m代入上式后公式简化为V=αN(q·t/24+0.48a·T)/1000得V=(764*70%+32*40%+1764*10%)*(25*12/24+0.48*0.4*180)/1000=34.07m³选10#40m3的化粪池，实际使用人数898人，满足要求。化粪池尺寸取第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计5m*4m*2m。3.3雨水系统计算（1）该地区暴雨重现期P=2年，暴雨强度q=357L/s·ha，降雨历时t=5min，降雨厚度136mm，雨水量按如下公式计算：Q=ψFqs/10000式中Q—屋面雨水设计流量，L/s；ψ—径流系数，屋面取0.9；F—屋面设计汇水面积，m2；qs—当地降雨历时为5min时的暴雨强度，L/(s·104m2)。（2）屋面雨水排水采取分区方式，每个排水区域2个雨水斗，共用一根雨水立管，每根雨水立管汇水面积如下：表3-7雨水立管汇水面积立管编号汇水面积（m2）立管编号汇水面积（m2）11171012721171184311712674117131585351435615815347671617288417349127YL1，2，3，4雨水量：Q=0.9∗117∗357/10000=3.76L/s第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计选87式DN75的雨水斗。YL5,14雨水量：Q=0.9∗35∗357/10000=1.12L/s选87式DN75的雨水斗。YL6，13雨水量，Q=0.9∗41∗357/10000+3.76=5.07L/s选87式DN75的雨水斗。YL7，12雨水量：Q=0.9∗67∗357/10000=2.15L/s选87式DN75的雨水斗。YL8，11雨水量，Q=0.9∗84∗357/10000=2.70L/s选87式DN75的雨水斗。YL9，10雨水量：Q=0.9∗68∗357/10000=2.18L/s选87式DN75的雨水斗。YL15，17雨水量：Q=0.9∗34∗357/10000=1.09L/s选87式DN75的雨水斗。YL16雨水量：Q=0.9∗55∗357/10000+3.76=5.51L/s选87式DN75的雨水斗。3.4通气管道设计计算(1)公共卫生间、厨房的排水系统设伸顶通气管，管径为75mm。(2)专用通气管本建筑高度大于50mm，所以通气立管管径应与排水立管相同。专用通气管与生活污水和生活废水两根立管连接，当两根立管共用一根通气立管时，应以最大一根立管确定通气立管管径，且其管径不宜小于其余任何一根污水立管管径，故高区通气立管管径亦为De110。(3)汇合通气管管径取de=125mm第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计4消防系统4.1消火栓系统（1）消火栓的布置按《高层民用建筑设计防火规范》要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时达到，Hm≮10m，本设计取Hm=12m.。水带长度取25m，展开时折减系数取0.9，消火栓保护半径为:R=C·Ld+h式中R—消火栓保护半径，m；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；h—水枪充实水柱倾斜45°时的水平投影距离，h=0.71Hm，h=0.71*12=8.52m；Hm—水枪充实水柱长度。所以R=0.9*25+8.52=31m消火栓布置间距：S≤式中S—消火栓间距，m；R—消火栓保护半径，m；b—消火栓的最大保护宽度，应为一根房间的长度加走廊的宽度，取b=9.4m。所以S≤=29.6m（2）水枪喷嘴处所需的水压按下式计算：Hq=af·Hm/(1−s17φ·af·Hm)式中Hq—水枪喷嘴处压力，kPa；af—实验系数，1.21Hm—充实水柱长度；φ—与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，0.0097。所以Hq=1.21∗12/(1−.0097∗1.21*12)=169kPa第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计（3）水枪喷嘴的出流量按下式计算：qxh=式中qxh—水枪的射流量，L/s；B—水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，查表得1.577。所以qxh==5.2L/s＞5L/s（4）水带的水头损失按下式计算：hd=Az·Ld·q2xh式中hd—水带水头损失,kPa；Ld—水带长度，25m；Ax—水带阻力系数，因为水带为衬胶，查得Az=0.00172；qxh—水枪射流量，L/s。所以hd=0.00172*25*5.22=1.16m（5）消火栓口所需的水压按下式计算：Hxh=Hq+hd+Hk式中Hxh—消火栓口的水压，kPa；Hq—水枪喷嘴处的压力，kPa；hd—水带水头损失，kPa；Ηk—消火栓栓口水头损失，20kPa。所以Hxh=169+1.16*10+20=200.6kPa=20.06m（6）校核高位水箱消防最低水位64.87m，最不利点消火栓栓口高程58.4m，则最不利点消火栓口的静水压力为64.87-58.4=7.47m>7mH2O。按《高层民用建筑设计防火规范》规定，可不设增压设施。（7）水力计算按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为x1，出水枪数为3支，相邻消防竖管即x2，出水枪数为3支。第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计Hxh0=Hq+hd+Hk=200.6kPaHxh1=Hxh0+△H（0和1点的消火栓间距）+h（0～1管段的水头损失）=20.06+3.5+0.038=23.60m1点的水枪射流量：qxh=Hxh2=Hxh1+△H（1和2点的消火栓间距）+h（1～2管段的水头损失）=23.60+3.5+0.12=27.22m2点的水枪射流量：按下图进行消火栓给水系统水力计算：第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计图3.6消火栓不利管段计算草图第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计表3-8消火栓给水系统配管水力计算表消火栓给水系统配水管水力计算表管段设计秒流量q（L/s）管长（m）DN（mm）v（m/s）1000iil(m)0—15.23.501000.6810.7780.0381—25.2+4.51=9.713.501001.2634.4170.1202—39.71+6.1=15.8155.401002.0691.2435.0553—415.818.321002.0691.2430.7594—515.81+15.81=31.624.351501.8141.8060.1825—631.62+15.81=47.438.692001.5220.2950.1766—747.43+15.81=63.247.482002.0336.0800.2707—863.2411.502002.0336.0800.415管路总水头损失为Hw=7.015*1.1=7.7165m消火栓给水系统所需总水压Hx为:Hx=H1+Hxh+Hw式中Hx—消火栓给水系统所需压力，kPa；H1—最不利消火栓处的静水压，kPa；Hxh—最不利消火栓栓口压力，kPa；Hw—消防给水管网水头损失，kPa。所以Hx=58.4+200.06/10+7.7165=84.5m按消火栓灭火总用水量Qx=63.24L/s，选消防泵IS125-100-250型2台，1用1备，设计参数：Q=33.30-55.60-66.70L/s，H=87-80-72m按《高层民用建筑设计防火规范》规定，每个水泵接合器的流量应按10～15L/s计算，取15L/s。本建筑室内消防设计水量为40L/s，故设置3个SQ×150型消火栓水泵接合器。（8）减压措施根据《高层民用建筑设计防火规范》，当消火栓口处压力>0.5MPa第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计时，应在消火栓处设减压装置。本设计采用减压孔板，其作用是减少消火栓前的剩余水压，使消防用水量合理分配均衡供水。设置减压孔板计算表如下：表3-9消火栓减压孔板计算表楼层编号楼面标高（m）消火栓标高（m）消火栓与水池最低水位标高差消火栓口出水压（m）剩余水头Ho(mH换算剩余水头值H"（mH2O）孔板孔径（mm）1758.4059.5064.007.005.18-1654.9056.0060.5010.777.98-1551.4052.5057.0014.5410.77-1447.9049.0053.5018.3113.56-1344.4045.5050.0022.0816.35-1240.9042.0046.5025.8519.15-1137.4038.5043.0029.6221.94-1033.9035.0039.5033.3924.73-930.4031.5036.0037.1627.52-826.9028.0032.5040.9330.31-723.4024.5029.0044.7033.11-619.9021.0025.5048.4735.90-516.4017.5022.0052.2438.69-412.9014.0018.5056.0141.48-38.009.1013.6059.7844.27-24.005.109.6063.5547.07-10.001.105.6067.3249.86--1-4.00-2.901.6071.0952.65354.2自动喷淋灭火系统我国《高层建筑设计防火规范》规定，高层建筑二类建筑中的商业营业厅，展览厅第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计等公共活动用房均应设置自动喷水灭火系统。故需在一楼的商场加设自动喷洒灭火系统。采用标准型玻璃球喷头，喷头安装成下垂型，使用湿式报警阀。自动喷淋系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警阀等组成。自动喷淋系统前十分钟所用水由设在高位水箱提供，十分钟至一小时的喷淋用水由地下室贮水池提供。根据规范中的要求选择闭式喷水灭火系统。本建筑采用湿式报警阀和玻璃球喷头，因为湿式自动喷水灭火系统适用环境为4℃～70℃，玻璃球喷头具有外型美观、体积小、重量轻等优点。参考资料计算如下：（1）基本设计参数表3-10自喷系统设计参数表建筑物危险等级自动喷洒系统标准喷头喷水强度和布置间距中危险级消防用水量(L/s)火灾延防续时间(h)设计喷水强度(L/min•m2)作用面积(m2)喷头工作压力(pa)喷头计算喷水半径（m）喷头最大间距（m）喷头与墙最大间距（m）每只喷头最大保护面积(m2)2016.02009.8*1042.553.61.812.5本建筑物属于中危险等级I级：设计喷水强度为6.0L/（min·m2）作用面积为160m2，最不利点喷头的工作压力为0.1Mpa。（2）设计计算根据建筑物内部结构，如果采用作用面积法来作水力计算，面积不好划分，所以在第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计这里采用特性系数法计算。特性系数法是从系统设计最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直至某管段累计流量达到设计流量为止。此后的管段中流量不再累计，仅计算沿程水头损失。喷头的出流量和管段水头损失应按下式计算：q=Kh=10ALQ2式中q──喷头处节点流量，L/s；H──喷头处水压，kPa；K──喷头流量系数，玻璃球喷头K=0.133或水压H用mH20时K=0.42；h──计算管段沿程水头损失，kPa；L──计算管段长度，m；Q──管段中流量，L/s；A──比阻值，S2L2；（3）设计最不利点喷头以及端点喷头处工作压力均为100kPa，每个端点喷头的喷水量为：q=KH=0.133×=1.33L/s(80L/min)，选定管网中的最不利计算管路如下图所示，其计算面积为160m2。图3.7作用面积内喷头计算草图第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计表3—11喷淋水力计算最不利管路(节点0─20)水力计算表管段编号喷头处水压(kPa)喷头出流量(L/s)管段流量(L/s)管径(mm)流速(m/s)单位水损失kPa/m管长(m)水损(kPa)0—1100.001.331.3325.002.517.7562.0515.901—3115.901.432.7632.002.464.1922.5310.612—3100.001.331.3325.002.517.7560.4015.903—4无出流量4.0950.002.090.9801.571.545—6100.001.331.3325.002.517.7562.0515.906—4115.901.432.7632.002.464.1922.5310.614—7无出流量6.8550.003.492.5441.273.238—9100.001.331.3325.002.517.7562.0515.909—7115.901.432.7632.002.464.1922.5310.617—10无出流量9.6280.001.910.4790.310.1511—12100.001.331.3325.002.517.7562.0515.9012—10115.901.432.7632.002.464.1922.5310.6110—13无出流量12.3880.002.460.7641.571.2014—15100.001.331.3325.002.517.7562.0515.9015—13115.901.432.7632.002.464.1922.5310.6113—16无出流量15.1480.003.011.1080.680.7517—18100.001.331.3325.002.517.7562.0515.9018—19115.901.432.7632.002.464.1922.058.5919—16124.491.484.2550.002.161.0492.532.6516—20无出流量19.38100.002.470.5880.890.52182.96kpa第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计（4）系统的理论秒流量从以上的水力计算结果可以看出，当计算到节点20时累计流量为19.38L/s，为16L/s的1.21倍，显然在L(1.15~1.30)Q范围之列，故能够满足设计要求。（5）作用面积内的平均喷水强度此值大于规定要求的6L/min*m2，符合要求。（6）最不利点喷头的工作压力h0=100kpa=10mH20（7）管段沿程水头损失Σhy=182.96kPa=18.3mH20（8）管段局部水头损失以沿程水头损失的20%计，故总水头损失为h1=1.2Σhy=21.96mH20（9）报警阀水头损失h2=Bk*Q2=0.*19.382=0.34mH20（10）最不利点喷头与最低水位之间高差的静水压hz=59.5—（—4）=63.5mH20（11）系统所需的水压H=Σh+P0+Z式中H－系统所需水压或水泵扬程，MPa；Σh－管道的沿程和局部水头损失的累计值，MPa；P0－最不利点处喷头的工作压力，MPa；Z－最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差，MPa。要求水泵扬程h=h0+h1+h2+hz=10+21.96+0.34+63.5=95.80mH20（12）选泵据此选得型号为80DL/50-85-20X5型消防泵2台，一用一备。设备参数Q=8.89-13.89-20.28L/s；H=107.5-100-80.7m该泵外形尺寸小，泵采用立式结构，占地面积小，使用单机叶轮，整机高度低，稳定性好。在教低矮的地下泵房照样可方便安装，从而搞了建筑面积的商业利用率，而且给泵的安装，调试，维护，检修带来极大的方便。流量扬程曲线平坦，流量变化较大时，扬程变化很小，不用变频调速可同样达到恒第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计压效果，有效地解决了消防供水过程中的小流量超压问题，确保消防系统安全运行。（11）喷淋水泵接合器按《高层民用建筑设计防火规范》规定，每个水泵接合器的流量应按10～15L/s计算，取15L/s。本建筑室内喷淋设计水量为19.38L/s，故设置2个SQ×150型喷淋水泵接合器。（12）校核高位水箱消防最低水位64.87m，最不利喷头标高60.8m，静水压64.87-60.8=4.07m，最不利喷头所需最小压力为5m，需要局部增压。(13)气压罐根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95规定：气压给水设备的气压罐其调节水量为5个喷头30s的用水量，即：气压水罐的设计调节水容积：Vs=5×30×10−3×1.33=199.5L=0.2m3气压水罐的总容积：气压罐低压：P1=10+21.96+0.34-4.07=28.23mH2O气压罐高压：P2=10+21.96+0.34-3.5+10=38.80mH2O选用SQL1000×0.6气压给水设备，其有效容积为0.36m3，总容积为1.44m3，，65DL-2增压泵2台，一用一备。流量5L/s，扬程Hp=42m。（13）减压设施根据《高层民用建筑设计防火规范》，当消火栓口处压力>0.5MPa时，应在喷头干管处设减压装置。本设计采用减压孔板，其作用是减少喷头的剩余水压，使喷头用水量合理分配均衡供水。自动喷洒支管换算剩余水头值按下式计算：各层喷头剩余水头H0=Hb-(Hz+∑h+Hxh)换算成剩余水头H′=Ho/V*1式中H′—修正后的剩余水头，mH2O；第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计V—水流通过减压孔板后实际流速，m/s；Ho—设计剩余水头，mH2O。表3—12喷淋减压孔板计算表楼层编号楼面标高（m）消火栓标高（m）喷淋管与水池最低水位标高差设计剩余水头Ho（m）剩余水头Ho(mH换算剩余水头值H"（mH2O）孔板孔径（mm）1758.4061.4065.905.003.70-1654.9057.9062.408.776.50-1551.4054.4058.9012.549.29-1447.9050.9055.4016.3112.08-1344.4047.4051.9020.0814.87-1240.9043.9048.4023.8517.66-1137.4040.4044.9027.6220.46-1033.9036.9041.4031.3923.25-930.4033.4037.9035.1626.04-826.9029.9034.4038.9328.83-723.4026.4030.9042.7031.62-619.9022.9027.4046.4734.42-516.4019.4023.9050.2437.21-412.9015.9020.4054.0140.00-38.0011.0015.5057.7842.79-24.007.0011.5061.5545.59-10.003.007.5065.3248.38--1-4.00-1.003.5069.0951.1735第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计4.3灭火器设置据《建筑灭火器配置设计规范》（50140-2005），本设计选用卤代烷灭火器。本建筑1～16层为A类火灾，轻危险级；负一层车库及泵房为A类火灾，中危险级。（1）灭火器的配置场所计算单元的划分负一层为一个计算单元；1～3层为一个计算单元；4～17层客房每层各为一个计算单元。（2）灭火器配置场所所需灭火级别按下式计算Q=KS/U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。①车库：K＝0.5Q＝0.5*1640/100=8.2A②1～3层：K＝0.5Q＝0.5*3480/75=23.2A③4～17层客房：K＝0.5Q＝0.5*1072/75=7.1A（3）灭火器配置场所所需灭火级别Qc=Q/N式中Qc—配置场所所需要灭火级别，A或B；N—灭火器配置场所中设置点的数量，个。①车库：N=Q/Qc=8.2A/5A=2②1~3层：N=Q/Qc=23.2A/5A=5③4~15层客房：N=Q/Qc=7.1A/5A=2每个设置点设2具MY6(卤代烷1211)手提式灭火器（地下一层配电间设2具MYT20型推车式灭火器）第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计参考文献一、主要参考文献[1]GB50015-2003，建筑给水排水设计规范[S].北京：中国计划出版社，2009年版.[2]GB50016-2006，建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006年.[3]GB50045-95，高层民用建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2005年.[4]GB50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2005年.[5]GB/T50106-2001，给水排水制图标准[S].北京：中国计划出版社，2002年.[6]GB50140-2005，建筑灭火器配置设计规范[S].北京：中国计划出版社，2005年.[7]王增长，建筑给水排水工程[M].北京：高等教育出版社（中国建筑工业出版社），2003（2005）年.[8]李亚峰，建筑给水排水工程[M].北京：机械工业出版社，2006年.[9]陈方肃，高层建筑给水排水设计手册[M].湖南：湖南科学技术出版社，2001年.[10]给水排水设计手册（第二版）第1、2、10、11册[Z].北京：中国建筑工业出版社，2000年.[11]全国通用给水排水标准图集S1、S2、S3[Z].北京：中国建筑科学研究院建筑标准设计研究所出版，1992年.[12]谢水波、余健，现代给水排水工程设计[M].湖南：湖南大学出版社，2000年.[13]张智等，给水排水工程专业毕业设计指南[M].北京：中国水利水电出版社，2000年.[14]JournalofZhejiangUniversityScience(LifeScience)[S].Zhejiang：2006，10.二、外文翻译文件[1]Theeffectofrainwaterstoragetanksondesignstorms[J].G..Vaes，J.Berlamont:2001，3第52页共52页 长沙湘城建筑给排水工程——消防系统设计致谢毕业设计是毕业生对自己大学四年来所学过的所有知识的一次总结，是综合能力的考验，是走上工作岗位前的一次大练兵。此次我所做的毕业设计的内容是：长沙湘城建筑给排水工程—消防系统设计在为期四个月的时间里，我认真研究设计文件、查阅相关书、有疑问就去向导师和教研室老师请教。每次的疑难问题老师们总是非常耐心的给出了解决方案，这使得我学到了很多原来不清楚的知识点，进一步提高了自己的理论水平和实际的动手能力。这样在老师的悉心指导下，我的毕业设计开展的比较顺利，在此要向我的导师老师以及教研室的全体老师表示衷心的感谢。通过此次毕业设计我不但学习了很多专业方面的知识，同时在和导师交流时也学到了很多今后工作中非常实用的知识以及今后为人处世的方法。在两个月的接触中，老师的以身作则给我树立了良好的榜样，也要我看到了自身的不足，潜移默化的改变一定会对我以后的工作、学习、生活产生重大影响，对我以后的发展大有好处。最后，再一次衷心的感谢我的指导老师以及在毕业设计中所有辛勤工作的老师们。学生：2012年6月第52页共52页'