某高层综合楼建筑给排水设计Word文档下载推荐.docx
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21
3.2.9自动喷水灭火系统的设计和计算·
21
设计计算书22
1.给水系统22
1.1给水用水定额及变化系数23
1.2最高日用水量计算23
1.3最高日最大时用水量计算23
1.4设计秒流量计算23
1.5高位水箱容积计算25
1.6贮水池计算27
1.7生活给水系统水力计算28
2.排水系统36
2.1排水定额36
2.2污水、废水系统水力计算36
3.消防系统50
3.1消火栓系统水力计算50
3.2自动喷水灭火系统水力计算57
致谢62
参考文献63
合肥市某高层综合楼建筑给排水设计
作者:
指导教师:
摘要
本设计是十九层综合楼的建筑给排水设计,主要包括给水系统、排水系统、消防系统。
本建筑生活用水由地下生活水泵房供给,给水系统采用分区供水,地下一层到六层为一区,七层到十二层为二区,十三层到十九层为三区,由生活水泵房中的微机变频调速水泵机组供水。
排水系统采用污、废水合流制,室内一层及以上污废水重力自流排入室外污水管道。
污水经化粪池处理后,排入市政污水管。
本工程消火栓给水系统用水由地下消防水泵房供给。
消防水池与生活贮水池合用,有效容积为400m3。
本工程消防系统为湿式系统,竖向分为两个区:
地下一层至十一层为低区;
十二层至十九层为高区。
在建筑屋顶消防水箱间内设置消防水箱,供消火栓系统初期灭火用水,与喷洒系统合用。
消火栓系统采用两路供水,水平管与竖向管构成环状。
本工程地下及地上六层均设自动喷水灭火系统,系统用水由地下消防水泵房供给,与室内消火栓系统合用。
消防泵房内设喷洒泵两台,一用一备。
由湿式报警阀直接控制喷洒水泵启动。
关键词:
给水排水工程;
高层建筑;
综合办公楼;
自动喷水灭火系统
Abstract
Thisdesignisthe19thfloorcomplexbuildingofwatersupplyanddrainagedesign,includingwatersupplysystem,drainagesystem,firefightingsystem.Thisbuildingdomesticwaterfromundergroundlifewatersupplypumproom,watersupplysystemusingwaterrationing,tosixlayerfortheundergroundlayerarea,seventotensecondintotwoareas,thirteenlayertothe19thfloortothreeareas,bythelivingcomputerfrequencycontrolofmotorspeedofpumphousewaterpumpwatersupplyunit.Drainagesystemadoptsthesystemofsewage,wastewaterconfluence,gravityartesianinteriorlayerandabovethedirtwastewaterdischargedintoseweroutside.Sewageaftertreatedbyseptictank,intothemunicipalsewagepipe.Thisprojectbytheundergroundfirehydrantwatersupplysystemwatersupplywaterpumproom.Poolingofwaterstoragetankfirepoolandlife,theeffectivevolumeof400m
.Theprojectoffireprotectionsystemforwetsystem,verticalisdividedintotwoareas:
undergroundforlowlayertoelevenarea;
10secondto19thfloorishigharea.Betweenthewatertankontheroofofabuildingfirewatertankisinstalledinside,forearlyfirehydrantsystemandwaterpoolingwithsprayingsystems.Tworoad,watersupply,firehydrantsystemadoptsthehorizontaltubeandverticaltubeformingring.Undergroundprojecttosixlayershastheautomaticsprinklersystem,systemsuppliedbytheundergroundfirewaterpumproom,waterandindoorfirehydrantsystemandoperable.Firepumproomwithtwospraypump,onewithacase.Directlycontrolledbywetalarmvalvespraypumpsareturnedon.
Keywords:
Watersupplyanddrainageengineering;
High-risebuilding;
Thecomprehensiveofficebuilding;
Automaticsprinklersystem
设计说明书
1.给水工程
1.1设计资料
根据设计资料,本建筑为合肥市的一栋高层综合楼——百花苑大厦,本建筑高92.55米,建筑面积约为20000平方米,另有地下室一层,地下层高4.80米,首层内地面标高为±
0.000米,层高4.20米,二至五层层高3.60米,六层层高3.90米,其余各层层高为5.25米。
1.2设计原则
a、保障用水的安全可靠;
b、设备及管道的布置尽量简洁、集中,以便于检修;
c、管道及设备的布置尽量便于装修,使综合楼美观。
1.3方案比选
无分区无水箱的供水方式
本方案采用多台水泵并联,根据水泵出水量或水压调节水泵运行台数。
方案示意图如下:
图1.1
优点:
供水较可靠,设备布置较集中,便于维护和管理,不占用建筑上层使用面积。
缺点:
水泵型号和数量比较多,投资较大,水泵控制调节比较麻烦,管道布置较复杂。
设水泵和水箱的给水方式
在地下室设置水池,由水泵将水池中水供至屋顶水箱,水池水源来自市政管网供水。
其方案示意图如下:
、
图1.2
水泵能及时向水箱供水,可缩小水箱容积,又因水箱有调节作用,水泵出水量稳定,能保持在高效区运行。
可能造成二次污染,增加建筑荷载。
方案三:
变频泵调速供水方式
不设置屋顶水箱,减小占地面积与建筑荷重,无二次污染供水水质好,设备便于自动控制,管理简便,控制精度高运行可靠;
水泵可以软启动,降低了对电网供电量的需求,减少了水泵机组的机械冲击和磨损及水泵切换时的震荡现象因而延长了水泵的寿命;
设备一般为一体化装置,体积小,占地少。
不能满足消防贮水量,存在小流量和零流量的供水问题;
一次性投入价格较高。
考虑到综合楼对环境卫生的要求,本次设计中采用变频泵供水方式供水。
考虑到尽量利用市政管网水压力,并且方便管理,节省电耗等因素,将综合楼给水分为三个区,低区为-1—6层,由市政管网供水,中区为7—12层,高区为13—19层,由变频泵供水。
4、室内给水系统组成
整个系统包括引如管、水表节点、给水管网和附件等,此外,还包括高区所需的地下贮水池、加压泵、屋顶水箱以及相配套的设备等。
2.排水工程
2.1方案选择
生活污水直接排至城市排水管网。
地下室排水经污水泵提升后排至室外。
本建筑属高层建筑,卫生器具较多,排水量较大。
为防止水封破坏,排水立管采用伸顶通气。
本建筑属综合楼,对卫生标准要求不高,采用生活污水与生活废水合流的排水系统。
2.2排水系统的组成
排水系统包括以下几部分:
(1)卫生器具:
室内排水系统的起点
(2)横支管:
将卫生器具排出的污水引入立管
(3)立管:
接纳横支管污水并将其排到干管或排出户外
(4)横干管:
接纳室内数根排水立管的污水,并将其引入排出管的管段
(5)通气管:
排出有害气体,平衡压力,防止水封破坏
(6)排出管:
接纳横干管的污水,将其排出室外
(7)清通设备:
疏通排水管
(8)局部处理构筑物
2.3系统流程图
图1.3
3.消防给水工程
3.1室内消火栓系统
消火栓的布置必须保证两股水柱能同时达到室内的任何一个部位,每股水柱的流量不小于5.00L/s,消火栓保护半径为27.1m(R=CLd+h其中Ld为消火栓水龙带长度,取25.0m;
C为保护系数,取0.8;
h为充实水柱水平投影长度,与建筑层高有关。
Hm取12m),建筑物设有消防电梯时,其前室应设消火栓。
按此原则在建筑内布置消火栓并确定其数量。
同时为了消防管道在发生火灾时能及时供给消防正常用水,且为了保护本建筑免受邻近建筑火灾的威胁,在屋顶设置试验消火栓。
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。
消火栓口离地面距离为1.1m,栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直。
根据《高层民用建筑设计防火规范》,室内消火栓用水量为40L/s,每根竖管最小流量15L/s,每支水枪最小流量5L/s。
由于消火栓口静水压力不大于0.8Mpa,故室内消火栓系统不分区,采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统,每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮。
高位消防水箱贮存10min消防水量,消防泵及管道均单独设置。
每个消火栓口径为65mm单栓口,水枪喷嘴口径19mm,充实水柱为12mH2O,采用麻质水带直径65mm,长度25m。
消防泵直接从生活—消防合用水池吸水,火灾延续时间以2h计。
3.1.1消防水池
规范规定,不允许消防水泵直接从市政供水管网直接抽水。
这样就需要设计消防水池以提供消防用水。
消防水池容积包括有效容积和无效容积两部分,无效容积。
括水池内溢流管以上被空气占有的保护容积、水池下部无法被消防水泵所取用的容积和被水池内立柱和隔墙所占据的容积。
当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积为火灾延续时间内室内消防用水量;
当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积为火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量之和;
在火灾延续时间内若室外给水管网有向消防水池连续补水的能力,则消防水池的有效容积应减去火灾延续时间内的补水量。
消防水池的补水时间不能超过48小时。
消防水池进水管,其管径按补水时间内补水流量确定,计算时管内流速取1.0m/s。
进水管上设置检修闸阀和水位控制阀。
消防水池出水管也就是消防水泵吸水管。
在水池底部设有集水坑,水泵从集水坑中取水,以减少水池无效容积。
水池溢流管将高于水池最高水位的水排出池外,其管径与进水管管经相同。
溢流管上不得设置闸阀。
溢流采用间接排水方式,防止回流污染,同时采取防止蚊蝇、虫、鼠从溢流管进入水池的措施。
水池放空管,在消防水池清洗或检修时放空储水用。
设在水池集水坑底部,用阀门控
制。
消防水泵回流管,消防水泵应定期检查,检验运行的消防水泵出水可回到水池。
回流管由水泵出水管接至消防水池。
水池通风管,水池顶板比水池最高水面高出300mm,在水池顶板上设高低两通风竖管,使水池内外空气流通。
通风管顶设管帽或弯管,既能保持通风,又能防止异物进入水池。
池顶检修孔(人孔),便于进入水池清洗、检修。
检修孔设为圆形,尺寸为Ф800mm。
检修孔设有密闭盖板,防止雨水、污水和异物进入水池。
为了防止消防贮水被生活泵动用,把生活水泵吸水管达到池内消防贮备水位处开一个Ф10mm的圆孔或把生活泵吸水管进水口置于消防水位标高处。
3.1.2消防水泵和消防水泵房
消防水泵在临时高压消防给水系统中设置,火灾时启动,用以保证消防所需的压力和水量。
消防水泵采用自吸泵。
对于泵的安装方式,本设计原则上采用灵活处理,根据实际需要,可选立式泵或卧式泵,但不管需那种泵,都遵循一个原则:
水泵出水量不小于所计算的消防用水量;
水泵扬程在满足消防用水量的情况下,保证系统最不利点消防设备所需水压。
消火栓消防水泵按一用一备设计,两台泵的基本性能及工作能力完全相同。
每台水泵都有独立的吸水管。
消防水泵采用自灌式吸水,其吸水管上装设阀门,出水管上装设实验用和检查用的压力表和DN65的放水阀门。
消防水泵吸水管设有向水泵上升的坡度,坡度不小于0.005,其大小头为偏心大小头,设计这个的目的是不让吸水管积气,以免形成气囊而影响过水能力。
通过合理布置消防给水系统、减少分区给水压力值、选用流量-扬程曲线平缓的消防水泵、提高管道承压能力、在出水管上设置安全阀和其他泄压装置及回流泄压管等措施防止超压。
消防水泵房与消防控制室之间,设有直接的通讯联络。
水泵设计为自动控制。
若条件允许,水泵基础、吸水管、出水管以及管道支架均采取隔振措施。
水泵布置按下表要求进行。
表1.1(水泵布置要求)
序号
项目
布置要求
N>
55KW
55KW≥N>
20KW
吸水口直径≥100
N≤20KW
吸水口直径≤100
1
有通道时,平面布置要求
≥1.2m
≥0.8m
共用基础,可不留通道
机组与墙面净距
机组周围通道
≥0.7m
2
无通道时,平面布置要求,机组突出部分净距
≥0.20m
机组突出部分与墙面净距
3
基础高度要求
≥0.10m
4
有就地检修要求时通道宽度
≥1.7m
5
有集中检修场地时
面积根据水泵或电动机外形尺寸确定,在留有宽度≥0.7m的通道
水泵基础平面尺寸设计大于水泵基座尺寸,水泵基础顶面高出地面100mm-300mm。
水泵机组的基础端之间和基础端至墙面的距离一般不小于1.0m,卧式水泵的电机端至墙面的距离要保证能抽出电机转子。
泵房内的集水、排水设施根据实际情况具体设置。
消防水泵房的具体布置见消防水泵布置详图。
3.1.3消防水箱
消防水箱的主要作用是供给高层建筑初起火灾时的消防用水量,并保证相应的水压要求。
消火栓消防水箱设置在屋顶水箱间。
为确保消防初期火灾的用水可靠性,采用重力自流的水箱。
消防水箱贮水量根据计算确定,水箱容积满足规范要求:
一类建筑不小于18m3。
屋顶消防水箱的设置高度保证了最不利点消火栓静水压力---当建筑高度不超过100m时,最不利点消火栓静水压力不低于0.07MPa。
由于本设计只是消防设计,没考虑生活给水、排水部分,所以对于消防水箱是否和生活水箱合用,就具体情况而定。
但是,如果最终水箱合用,则应采取相应措施:
①其他用水出水管置于共用水箱最高消防水位以上;
②消防用水和其他用水在共用水箱内隔开,分别设置出水管;
③其他用水出水管采用虹吸管形式,在消防最高水平处留有进气孔。
为了防止消防水泵启动后,消防管网的水进入消防水箱,在消防水箱出水管上设置止回阀。
消防水箱的设计尺寸及规格见设计详图。
3.1.4消防水泵接合器
水泵接合器是消防车往室内管网供水的接口。
水泵接合器一端由室内消火栓给水管网最底层引至室外,另一端进口可供消防车或移动水泵站加压向室内管网供水。
发生火灾时,如遇以下几种情况,均可采用消防车从室外消火栓取水,通过消防水泵接合器向室内消防给水管网供水:
①室内消防水泵发生故障时;
②室内遇大火,消防用水不足时;
③室内消防用水不足,虽然消防水泵工作正常,但需向位于建筑物内的消防水池补充水。
水泵接合器的设置位置:
①便于消防车消防水泵使用;
②设在室外,并不妨碍交通;
③与建筑物外墙有一定的距离,一般不小于5m;
④离室外消火栓或消防水池不太远,一般为15-40m。
消防水泵接合器的间距不小于20m。
每套消防水泵接合器均与室内消防管网直接连接。
水泵接合器与室内管网的连接管,设有:
①阀门:
用于开启使用水泵接合器;
②止回阀:
防止室内管网内的水向外倒流;
③安全阀:
防止消防车送水压力过高,破坏室内消火栓给水系统。
安全阀的定压高于室内最不利点消火栓要求的压力。
水泵接合器及其附件,其工作压力在设计上满足室内消防给水管网的分区要求。
消防水泵接合器外形与消火栓外形设有明显的区别。
3.1.5减压阀及减压孔板
减压阀是能自动将水压减至要求值的自动压力调节阀,其阀后的压力可在一定范围内进行调节。
消防干管减压的主要目的在于进行竖向给水分区。
为便于消防队员使用消火栓和防止消防储水在短时间内耗尽,一般要求高位消防水箱水位与最低消火栓之间的垂直距离不大于80m。
通常将这一垂直距离控制在50m以内,为此需要进行干管减压,按竖向将消火栓系统分成若干个给水分区。
减压阀的形式比较多,我们需要比较其技术特性和适用范围及计算后才能选用。
减压阀一般构成减压阀组使用。
减压阀组就是从进水口至出水口,由阀门、过滤器、减压阀、可曲挠橡胶接头、阀门、以及进出口的压力表组成。
消火栓给水系统中设置减压阀时必须满足以下要求:
①消火栓给水系统中减压阀应为两组,一用一备,平时两组全开。
②减压阀长期处于正常状态,在减压阀后设泄水阀门、泄水管,以便定期放水,强制检查。
阀前设有过滤器。
③减压阀前后宜装设压力表。
宜垂直安装。
④管道内流速消火栓系统不能大于2.5m/s。
减压阀安装如下图所示:
图1.4
减压孔板在室内给排水工程中主要用于消除给水龙头和消火栓前的剩余水头,以保证给水系统均衡供水,达到节水、节能的目的。
室内消火栓给水系统中立管上消火栓由于高度不同,其立管底部消火栓口压力最大,当上部消火栓口水压满足消防灭火需要时,则下部栓口压力势必过剩,若开启这类消火栓灭火,其出水量必然过大,将迅速用完消防贮水。
另外,随着系统下部消火栓口压力增大,灭火时水枪反作用力随之增大,当水枪反作用力超过15kg时,消防队员就难以掌握水枪对准着火点,影响灭火效果。
根据《高层民用建筑设计防火规范》规定,消火栓栓口的出水压大于0.50Mpa时,消火栓处应设置减压装置,一般在消火栓前设置减压孔板,以消除各消火栓口剩余水压。
减压孔板所用材料按常规走,一般采用2~6mm厚的不锈钢板或铝板,孔板孔径大于3mm,以免发生堵塞。
减压阀和减压孔板的计算及选用,见“消火栓减压措施及计算”。
本设计中消防干管减压采用减压孔板减压。
3.1.6室内消火栓给水系统计算
室内消火栓给水系统的计算主要是确定管网管径、系统所需水压和选定各种设备。
定量计算所需的基础数据是消防用水量和所需水压。
根据选定的消防用水量和水压要求才能进行水力计算。
进行室内消火栓给水系统的计算,首先是在布置好平面图,大脑中有了清晰的给水管网系统,然后在此基础上一步一步依次进行。
①室内消防用水量的确定:
是根据所设计建筑物的划分等级按规范要求选用;
②消火栓口所需水压的计算:
是在完成了对消火栓水枪喷口所需水压、水枪喷口射流量、消火栓水龙带水头损失的计算基础上进行的;
③给水管网管径和水头损失计算:
根据给水管道中的设计流量,先确定流速,然后就可以求得管径,消火栓给水管道中的流速一般为1.4~1.8m/s,但不宜大于2.5m/s。
水头损失计算包括沿程水头损失计算和局部水头损失计算。
④消火栓给水管道水力计算:
消防管网水力计算的主要目的在于确定消防给水管网的管径,计算或校核消防水箱的设置高度,选择消防水泵。
由于建筑物发生火灾地点的随机性,以及水枪充实水柱数量的限制(即水量限定),在进行消防管网水力计算时,枝状管网和环状管网在本质上是一样的。
对于枝状管网首先选择最不利立管和最不利消火栓,依此确定计算管路,并按照消防规范规定的室内消防用水量进行流量分配。
在最不利点水枪射流量确定后,以下各层水枪的实际射流量根据消火栓口处的实际压力计算。
在确定了消防管网中各管段的流量后,按流量公式Q=πD2v/4计算出各管段管径,从钢管水力计算表中直接查得管径及单位管长沿程水头损失i值。
消防管道沿程水头损失的计算方法与给水管网计算相同,其局部水头损失按管道沿程损失的10%计算。
对于环状管网,由于着火点不确定,可假定某管段发生故障,仍按枝状管网进行计算。
管网最不利消防竖管和消火栓的流量分配按规范要求进行,具体出水枪数如下表所示:
表1.2
室内消防计算流量(L/s)
最不利点消防竖管出水枪数/支
相邻竖管出水枪数/支
次相邻竖管出水枪数/支
40
计算时每根竖管最小流量值,指的是发生火灾时,每根竖管所保证的上、中、下3层水枪同时使用,以满足扑救工作的需要。
由于本设计采取水泵水箱联合供水,计算管路分两种情况进行。
消防水泵供水时,以消防水池最低水面作为起点选择计算管路,计算管径和水头损失,确定消防水泵的扬程;
消防水箱供水时,以水箱的最低水位作为起点选择计算管路,计算管径和水头损失,确定水箱的设置高度。
消火栓处的剩余压力就像前面所述,当消防泵工作时,消火栓处的水压超过50mH2O时应设置减压装置,一般在需要减压的各层设置不同孔径的孔板,以消耗过剩的压力。
消防水池、水箱的计算根据设计要求直接利用公式进行计算。
3.2自动喷水灭火系统
根据《自动喷水灭火系统设计规范》,该建筑属中危险级(I级),在地下一层至十六层均采用动作温度为68℃(38+30)的标准喷头。
自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时,能自动喷水灭火并同时发出火警信号的灭火系统。
这种灭火系统具有很高的灵敏度和灭火成功率,是扑灭建筑初期火灾非常有效的一种灭火设备。
经过比较后选择闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统。
湿式系统其组成组件如表1.2所示。
湿式喷水灭火系统是由闭
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