《高层建筑给排水工程》教案2007秋

《高层建筑给排水工程》2007秋

第一章 绪论

一、高层建筑发展概况

? 19世纪后期，高层建筑首先在美国出现。

? 1885年在芝加哥修建的10层的人寿保险大楼，是世界上第一栋高层建筑。

? 1974年美国芝加哥的西尔斯大厦高达443m（110层），雄踞冠军宝座近30年。

国外在20世纪初，开始兴建真正意义上的高层建筑，（代表性）如建帝国大厦102层，381m，是当时世界最高的建筑。在二战后开始大量兴建，50年代恢复，60年代发展建设超高层，70年代初，（代表性）建成“纽约世界贸易中心”双塔110层，411米—911（教材中没有）。台北的101大厦（世界最高509m，34部电梯？马来西亚双子塔第2高，452m）。

在我国解放前上海少数高层建筑（锦江饭店），5、60年代开始，70年代发展，（代表性）广州白云宾馆。80年代以后，经济发展、人口增加，使得高层建筑迅猛发展。

? 高度发展：（代表性，深圳的帝王大厦80层353m上海金贸大厦88

层，460m（中国最高？高度算法不同），对于超高层一般要采用串联方式）。

? 用途发展：由旅游性高级宾馆到高层民用住宅、办公写字楼、培训

中心等。

最近新闻，有很多人反对建高层。虽然，有人提出建高层建筑不经济、不安全，但以我国人口和土地情况，在目前一段时期内仍会继续发展。

二、高、低层建筑分界

世界各国对高、低层建筑怎么分界，并不统一，各国定义规定不同（P3页，见表1-1）。我国高层民用建筑（防火）起始高度的划分：

（建筑高度：建筑物室外地面到其檐口或屋面面墙的高度。我国规定，屋顶的水箱间、电梯机房、通讯塔等不计入。地下室不计入层数：住宅的地下室、半地下室的顶板高出室外地面不超过1.5m者，不计入层数内。） （毕业设计等工作中，接到题首先看楼的性质，

裙房：与高层建筑相连的建筑高度不超过24m的附属建筑。--塔楼 综合楼：由二种及二种以上用途的楼层组成的公共建筑。 商住楼：底部商业营业厅与住宅组成的高层建筑。）

住宅：层数≥10层（包括首层设有商业服务网点的住宅）（如哈尔滨叫混合） 其它民用建筑：建筑高度超过24m。

为什么？定义的原则⒈层数、建筑高度相结合（不是单一考虑）。如医院、商场、办公楼、展览楼等层高悬殊在3.3~5m之间，个别高达7m。住宅建筑层高在2.8~3m之间，相差不大。

⒉我国消防登高车最大工作高度为24m以内（国外进口的除外，但毕竟少数）。

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我国多数配置的解放牌消防车，常用Φ65mm的麻质水带，标准耐压1000kPa， 实际工作压力700kPa（70米），在最不利的情况下，能直接送水扑灭火灾的最大工作高度为24米。登高24m。

由此决定了以后介绍的高层建筑消防“自救”的原则。

⒊10层以下住宅每个单元的防火分区不大，火灾蔓延受限，危害性较少。

三、高层建筑给排水工程的特点 建筑上特点：

? 建筑面积大 ? 高度大

? 有地下层和设备层

高层与低层建筑给排水工程的基本理论、计算相同，（如以后讲的给水同一个分区内计算完全相同）。特点就是与低层不同之处。

⒈给排水设备标准高，使用人数多且集中（如旅游宾馆），导致瞬时给、排水流量大，发生事故的影响大---必须保证供水连续、排水通畅、通气顺利、维护管理方便。

⒉建筑高度大，水静压力大，---竖向分区。

⒊建筑功能复杂，火灾危险性大。管井多（抽力大形成烟囱效应、如不能使用易燃的普通塑料管材），火灾蔓延快，人员疏散、扑救困难。---设置室内自救为主的消防系统，保证及时扑灭火灾。（立足自救，以后将多大高度室外消防车能帮上多大的忙）。（及早发现扑救，喷淋。）

⒋给排水管道动力设备多，管道长。噪音大、振源多---严格的隔音、防震措施。防水锤措施。技术层

⒌管线综合，专业交叉。水与空调、通风、配电配合，需综合布置，设计中要抢。

四、高层建筑给排水工程的目前发展

? 采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给水排水系统和设备。如：以往多采用分区高位水箱，占用面积大。90年代后变频调速和减压稳压阀技术逐步成熟，可靠性提高，大量采用。现在还有了无副压叠压供水设备（如典型的青岛三利），水箱有时只用于消防。 ? 注意采用节能、节水的给水排水系统方式和设计方法，研制此类设备及附件。

? 发展体型小、重量轻、能耗低、效率高、无噪声的整体式设备。如：加热设备不仅用容积式换热器，半容积式和快速式出现，使热水系统占地少、简化。

? 研制造型美观、使用方便、舒适耐用的卫生洁具及零配件。

? 水质处理要求高：软化、消毒 底层入户管处，防二次污染。开发应用新材料，大力发展塑料管材、卫生洁具及零配件等，节约金属材料。

? 发展预制装配管束及匣子卫生间，改革施工方法，加快施工进度，提高工效，降低成本。

? 水景，体现人类的亲水特性。（接触、非接触景观用水2个国家新规范）

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?高层建筑给水系统???。。。。热水系统??课程内容（4部分）??课时分布：20学时

?。。。。排水系统??。。。。消防系统???

课程特点：⒈很零碎，但为了加强印象，很多条文还必须念一遍，必要的时候解释一下（以前郭老师讲的时候即是）； ⒉没有很深的理论体系，但要学会根据问题的思路去分析问题；要明白计算的内容的含义。

⒊设计考虑要全面细致，在图上不能丢东西。（和画画一样，下多大工夫，值多少钱，内行人一眼就看出来）

⒋是以后大家毕业后最常接触的工作，大多数人从事这个方向，稳定、收入多。从这个角度看是最实用的课，相当于职业技能培训。涉及面广，大家可以看《中国给排水》《给水排水》杂志，1/3以上篇幅是建筑给排水的内容。而且现在分工越来越细，以往毕业的同学发现，可能从事的是一门课的一小部分，但仍有很多事情要做，比如做消防、做设备（如上届做水景 喷泉），就这一个就可能很赚钱。 ⒌对于毕业设计的同学，实事求是的说，要比其它市政给水、排水设计工作量、难度要大，要学以前没学的知识，没有以前的课程设计、生产实习的基础，不想吃苦的、对付毕业的不要选。毕业设计不可能混过去，1人1题。但是做这个设计一定会对你提高非常大。每年报高层的人很多，老师能力有限，最后选上的人很少。（各班选择的报名基础上抽签，不要反过来。如上届的例子。）

⒍这门课内容很多，主要讲和设计有关的东西。尤其是与设计相关的理论。距离设备师考试还有差距。 ⒎，（根据以往经验，应该是下学期，作为毕业班的学生可能是大学期间最后一门课），但调到这学期，尤其到了10月以后，大家都忙着考研、找工作，但希望大家能尽量坚持上课，基本上每次课都要点名，作为最后评定成绩的一个重要依据。讲课基本依据教材，重点地方多做解释。

（说到找工作，一个是要有自己的定位，想做什么，积极去找肯定有很多位置。一个是以学习为基础，找工作、工作后表现靠大学学习功底，举上2届的2个例子，学习能力的培养。孟涛-和-去洛阳鸿叶的）。

⒏大家很清楚：注册设备师占40分以上，不多说，可见多么的重要！毕业后马上就可以考基础课（容易），工作几年后才能考专业课（很难，因为一般人不能从事那么全面的工作）。

所以上课多讲，慢讲，理论直接理解，尽量少占用课后时间看书复习，并考虑到照顾环境的同学。 参考书目：（因为考试基本上确定是开卷考试） ⒈本门课程的教材有基本的3本---- ? 《建筑给排水设计计算》李玉华、苏德俭，中国建筑工业出版社，2006年（偏

毕业设计）。

? 《高层建筑给水排水设计》李玉华、张爱民，黑龙江科技出版社。在图书馆

书店和教材科有。主要分高层建筑给水、热水、消防、排水介绍，在后面有屋面雨水、中水、游泳池、直饮水等的新技术介绍。最后有4个工程实例，

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为设计提供参考的依据。（偏工程） ? 《高层建筑给水排水工程》，刘希孟、郭玉茹编，哈尔滨工业大学出版社。 主要分高层建筑给水、热水、消防、排水介绍。在每部分都有实例解释概念，在最后一章有8个工程实例，作为设计时的参考。（偏理论，比较旧些）

课上有很多时候要讲实例，图来不及画，需要用到这本教材讲。建议大家去买，在图书馆教材科有卖的。

⒉规范（是建筑里的法规，在设计中必须遵守）：普通的规范以外，主要有4个，对毕业设计的同学，课后要找到、复印到，重要条文要背下来。 《建筑给水排水设计规范》—低规 GB50015—2003 《建筑设计防火规范》GBJ16—87（2001修订版）

《高层民用建筑设计防火规范》—高规 GB 50045---95（2005修订版） 《自动喷水灭火系统设计规范》 GB 50084—2001（2005修订版） 条文说明，其它规范如卤代烷、车库等规范在用到的时候查找即可。 《2003全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》，建设部和标准所是满足规范要求的具体解决方法和经验。 ⒊《给排水设计手册》（新、旧、快速、自喷、小区）。在设计中查计算方法。 ⒋标准图集或样本。选水箱、水加热器、阀门、化粪池等用。 ⒌其它学校出的高层的书（如沈阳建工的蒋白懿等），对其中科研的部分了解即可，可选偏重设计的。还有其它学校的《毕业设计指南》等。 ⒍时髦的建设节约型社会，《全国民用建筑工程设计技术措施2007节能专篇给水排水》-

考查方式：虽然是选修课，但仍要笔试，但最后坚持听课的同学基本能通过，要求尽量都来上课。这次课变动，第一次作为期末开考的考试，大家上学3年多，应该知道期末考试学校重视的程度（学校教务处、校院督导组、各级领导都盯着。所以，考试的方式、试题的内容、成绩评定肯定都要从严。） 联系方式：高金良 86283807 86840020 平时不出差的时候都在给排水系统研究所，可以随时找我。

建筑给排水以前讲到热水？（很少）

课上讲的虽然是为毕业设计服务的，但对毕业设计还不够细致，具体计算过程可看参考书。

第二章 高层建筑给水系统

第1节 高层建筑给水系统分类与给水水质

高层建筑给水系统的分类及其水质

⒈生活（包括饮用）--------市政自来水《生活饮用水标准GB5749-2005》 ⒉热水（包括开水）--------冷水加热

⒊消防------自来水或附近的水库水、河水 ⒋软化水（锅炉房、洗衣房）

⒌冷却循环（空调冷却水、厨房冷藏库冷却水，一般无特殊要求） ⒍游泳池等

⒎观赏水景（杂用水、中水，与前者的区别在于与人体接触，水质要求降低） 注意：在设计中首先要搞清楚，统计用水点，（即确定哪些地方需要供水），然后

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才能设计给水，不可丢项。

第2节 高层建筑给水竖向分区

分区定义：沿建筑物的垂直方向，依序合理地将其划分为若干个供水区，每个供水区有其自己的完整的给水系统。画图解释。 一、给水竖向分区的原因（答辩常问，手写） 如果不分区，水压力很大（以图解释），就会 ⒈阀门开关时，易发生水锤、水流噪音和振动 ⒉管材、管件耐压有限，磨损严重，发生损坏。

⒊低层出水量大，水量分配不均匀，破坏水系统正常运行。 ⒋低层喷溅严重，造成使用不便。 二、给水竖向分区压力值的确定

给水竖向分区压力值：该分区最低点处最大允许静水压力值。（图示解释） 国外规定各不相同，我国的规范（低规）规定：

卫生器具配水点静水压力不得≯0.65MPa。

各分区最低卫生器具配水点静水压力不宜大于0.45MPa(特殊不宜大于0.55MPa)。

住宅、旅馆、医院等居住性高层建筑的分区压力值范围：300～350500kpa？？？ 办公楼：350～450kpa （办公楼用水要求低一些）

最大允许静水压值规定的原因：我国碳钢管破坏压力2500kpa，而

水锤压力?静水压力?4～6倍

可根据层高推算分区的层数。

注意：水箱一般设于该供水区3层以上。住宅分区层数可提高到10层（可少量减压：为防止超压出流,当配水点处水压大于所需的流出水头时。条件允许，可分层分户采取减压措施。）。分区最低层水压力核算符合规范情况；下部管道压力核算用高压管。 分区最优化问题？

课前注意：因为是选修课，必须报上选课的名单，下课的时候各班长统计一下，交给我。

尤其是可能有其他专业或年级的同学。这个作为以后出题、给成绩的一个根据。

三、分区最小压力值的确定（即水箱安装高度）

分区最小压力值：系统中为满足各用水点（最远立管、最上层卫生器具）所需的最低水压。

分区最小压力值=水头损失+流出水头（1.5-2.0m）+水表损失≈100kpa≈3层（在高位水箱系统中） 四、充分利用市政管网水压

市政管网压力具有一定资用水头，其压力能满足高层建筑下面几层，如地下室、裙房及附属建筑（如锅炉房、厨房、洗衣房等）用水需要，为节省能源和基建投资与运行管理费用，在对给水系统及进行分区时，根据市政管网压力，建筑的下几层可采用市政给水管网直接给水。

利用市政管网水压向低层（1～2层、地下）供水，节能（尤其对于游泳池、洗衣房等水量大的情况）。要计算考虑水压能否满足问题。一般不计入竖向分区。 但如果低层设有要求稳压供水的热水供应系统，为保证压力问题，不宜采用。

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核算是否满足压力需求、多一套管路复杂 如果用水点少 是否值得（看实际情况因地制宜，没有错、对，只有好和不好）。 五、正确利用给水分区压力值

用分区压力值可以⒈分区（注意不是简单的除法），如利用技术层；⒉校核（如超过用减压措施）

可以解释P12页的图和表2-4的例子。

注意：在书中的实例不少是在《高规》之前已经有的，可能是不太符合规范，不宜完全照搬（以前考试中很多这种情况）。但规范也是根据这些成功实例得出的，还是有很好的参考意义的。其它例子都有重要的设计参考价值。

第3节 高层建筑给水系统型式

高层建筑加压和给水型式是核心，要求要达到经济合理、技术先进、供水安全可靠。

注意：⒈上面讲的给水分区，分区好坏决定以后的设计、运行。给水分区是原则性问题，影响全局，是关键核心，也是毕业答辩的重点。

⒉各种型式都有各自的优缺点（要掌握清楚），无所谓标准答案（考试也是这样），只要有理，趋利避害，符合上述要求即可。

?高位水箱给水系统?基本类型?气压罐

?无水箱?下面就分别介绍主要的这3个给水类型。

给水所需压力建筑给水系统所需压力H = H1+ H2+H3+ H4H2+H3H4H——建筑内给水系统所需总水压，kPa；H1——克服引入管起点至最不利配水点位置高度所需要的静水压，kPa；？H2——计算管路的水头损失，；？HkPa——水表的水头损失，kPa；H4——最不利配水点所需流出水头, 各种配水龙头或用水设备为获得规定的出水量(额定流量)，kPa。出流控制阀前所需静水压。 3HH1 - 6 -

设计之初可以估算：层数(n) 需水压(kPa)11002120316042005240增加1层增加40kPa上表只适用于层高≤3.5m的建筑，该压力为自地坪算起的最小保证压力。 一、高位水箱给水系统

高位水箱的作用：储水、调节、稳压。 即是水箱的优点。（辨证的看待，有优点就有缺点。）

设置水箱，增加了系统的供水可靠性，避免了停电停水；增加了结构的荷载，水质易受到二次污染。

（价廉的低速水泵、管理维修技术要求低、可储存一定的消防和生活水）。 （一）高位水箱一次提升式给水系统（顾名思义就是全部提升到屋顶水箱） ⒈一次提升、屋顶水箱直接供水方式 画图解释。 在12层以下广泛采用。 ⒉一次提升、分区减压水箱式

画图解释，减压水箱原理。注意：一般是减压水箱并联，不是串联。问题减压水箱的容积多大？优缺点见P14。

优点：水泵少泵房面积小投资少、设备集中易管理

缺点：水泵送水量大工作时间长运行费用高、屋顶水箱容积大结构不利、水泵或出水管发生事故安全可靠性差（如水泵、屋顶水箱或其出水管有问题时）。 耗能对于高级宾馆来说，不一定非常重要。

（？？？有的情况，（画图解释）分区并联单管供水

供水方式：这种方式是各分区独立设置水箱，水泵加压单管输至各区水箱，由水箱供水。 适用范围：地下室泵房面积较小，电费较便宜，高度不太高，分区较少的高层建筑。 特点：设备占地小、能耗高；下区水箱应设减压阀。）

⒊一次提升、分区减压阀式

画图解释。因节省面积，在点式高层住宅中应用较多。优缺点见P14。 优点：不占楼层面积

缺点：水泵运行费用高（同上）、减压阀质量重要、可靠性比减压水箱还差、维护管理能力需要强。

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⒋一次提升、沿垂直立管循序减压式

画图解释。多用于商业住宅（室内的水平横干管少，美观装修容易），优缺点见P15。 优点：减压阀减压相同、设备选型维护管理简便

缺点：下层水受上层的控制，减压阀质量要求更高，可靠性更差。 注意：上述的3种减压方式对于大量水量在下部的情况是不合理的。高层住宅用的较多。

（二）高位水箱并联式给水系统（以往用的较多）

另画图。并联即是由水泵集中设置在地下室，分别向各自供水分区供水。

优缺点见P17。

优点：安全可靠各区自成系统、互不影响、水箱分散容积小有利结构设计、相对占地少、运行动力费用经济、水泵集中便于管理。

缺点：水泵台数、阀、管道多维护量大、占用面积大（毕业设计中是假设，实际很紧张）、上区水泵扬程较大，高压管路长，水箱占用上层建筑的面积较多。 最大特点各区互不影响，供水安全可靠。但对100米以上建筑，受水泵扬程和管材承压限制，要有改动。 （三）串联式给水系统

各分区的水箱既是本区的高位水箱，又是上区的储水池，逐级由水泵提升。

优缺点见P21。

优点：水泵压力扬程小、水锤可能少、能耗合理，无需设置高压水泵和高压管线， 管线布置简洁，较省管材。 缺点：设备分散管理不便、占用建筑面积大、对防震隔音要求高、可靠安全性差、水箱容积较大、对结构不利。

适于超高层建筑。各区内再并联分区。 三、气压罐给水系统

优点：无需水箱，节省占地面积。灵活性大，施工方便可移动、水罐为密闭系统不易污染、可防止水锤影响。

缺点：耗费钢材多、供水压力变化大、水泵耗电较大△P=P2-P1、调节容积小断水几率大。

气压罐成套设备多用于住宅、地震区等不适宜采用高位水箱的地方，其压力变化大、大量用水时不经济。一般没有串联型式（更不安全、稳定了）。 （一）气压罐并联式给水系统

由水泵集中一处，和气压罐，分别向各自供水分区供水。其原理和高位水箱并联式相同，优缺点也相同。除此以外，还有自己的特点。 画图解释，立式，优点见P23 优点：管理方便 缺点：选型复杂

--包括气压罐集中设置和分区设置 画图解释，卧式，优缺点见P24 优点：选型简单

缺点：管理不便、楼层高度限制卧式容积加大、空压机多

（二）气压罐减压阀式（解决水泵、气压罐设备过多的问题---假设分3个区、再考虑备用的情况）

画图解释，集中加压、分区在低区入口处减压。优缺点见P24。

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优点：气压罐数量少、便于管理。

缺点：调节水容积百分数低，不适于水量大的情况。

注意：气压罐立式的高度，和地下室层高的限制。 四、无水箱直接给水系统

无水箱即只有水泵，自控技术发展、自动化设备逐渐成熟而日益采用。

优点：高效节能、设备占地小、管理方便、避免二次污染、对系统水量变化易适应（旅游宾馆）。优点见P26、30页，

缺点：没有储水能力（停电问题？停水问题？可靠性差）、稳压差、水泵磨损大。由变频调速泵升压供水时，设备费用较高，水泵控制调节、维修较复杂。 水泵的设置有： ⒈定速水泵

通过多台水泵切换供水，有水泵的控制策略。组合调度方式，（适于建筑群，单体建筑不用。 ⒉调速水泵

主要利用调速电机，其它方式基本淘汰。

Q1n1H1?n1?P1?n1????,??,?? ????Q2n2H2?n2?P2?n2?23水泵调速适应用水情况改变的内容，在《水泵》和《水工艺仪表与控制》的课中

已经讲了。

提2点①压力传感器可设在水泵的出口和管网末端（方便管理、效果不同）。

②水泵控制策略（组合搭配、切换、转速）有很多文章，至今没有最合理、最优的方式。

（一）无水箱并联式给水系统 （二）无水箱减压阀式给水系统

分别画图解释。优缺点可自己分析。

总之，⒈根据实际工程，具体问题具体分析。供水方案技术经济比较。P30页的表格（作为硕士课题模糊评价的方法）。

⒉欢迎、鼓励大家多看设计实例，开拓思路，在设计中提出新的想法，只要合理即可（如在各分区间加设事故连通阀来提高供水安全性）。对各种供水型式要辨证的看，要因地制宜，选择适合自己图纸建筑方式和用水情况（如办公和宾馆的区别）的。（如果一成不变就没办法写出很多设计体会了，如北京奥运场管。） ⒊上述所讲都是基本的型式，可以有变化。但对一个建筑，仅采用一种给水方式，对给水设计、工程施工和运行管理都有利。（举在设计中反例，“混合型”，至少要能自圆其说，否则包括了各自的缺点、优点消失了，创新错了）。 ⒋对于超高层分区多时，可采用混合的形式（串联+并联）。 ⒌后２本书中的例子都是典型的设计，是国内著名的大院做的，到目前系统运行基本没有什么毛病。这些设计对大家以后工程实际很有参考价值，平时看起来很平常，但在需要用的时候很难找到，就很珍贵了。

第4节 高层建筑给水管网布置和管道敷设

其基本的原则：优质快速、安全供水

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一、给水管网布置 ⒈给水引入管

对于经常设计的高层建筑，一般都不允许间断供水，所以规定：

给水引入管不应少于2条，并应从不同侧引入，在室内连成环状或贯通枝状双向进水。（画图解释<李书P17页>）如只能同侧，则2条引入管间距要>10m，连接管上设阀门（事故时关阀，保证上述基本原则），或设储水池（容积怎么算？）或增设水井等。 ⒉给水管网布置型式

主要3种型式，定义和建筑给排水的课上是一样的。 ⑴上行下给式：主要用于高位水箱给水系统。

注意：为控制流量，保证各用水点正常配水，下部主管或各层支管上可设减压阀或孔板（动压、静压）。

高位水箱水锤防护：室外泵房、压水横管尽量布置在建筑的底层。 ⑵下行上给式：主要用于气压罐和调速泵（无水箱）、底层直接由市政管网供水。如果用于水箱，就要计算绕流的损失。

⑶环网式：类似于消防系统，适于安全性要求高的建筑。流量平衡、便于检修、可靠，但耗管材。（还有中分式，是上行下给式与下行上给式的结合） 其它的与墙、其它管道的距离等具体尺寸要求见《李书》P19-21页内容。 ⒊管材

建设部等四部委1999年12月发文：“关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知”，明确2000年6月1日起在城镇新建住宅中禁用使用冷镀锌钢管于室内给水管道，并根据当地实际情况，逐步限时淘汰热浸镀钢管。推荐应用铝塑复合管、交联聚乙烯管和三型聚丙烯管等新型管材。金属管方面，薄壁铜管和薄壁不锈钢管。计算时按内壁考虑。

二、管道敷设（管道多，要求高，基本暗装）

（1）明装

? 特点：造价低，便于安装维修；不美观，凝结水， 积灰，妨碍环境卫生。 ? 适用：对卫生、美观没有特殊要求的建筑。

（2）暗装

? 特点：卫生条件好，美观，造价高，施工维护不便。 ? 适用：建筑标准较高的建筑

⒈室外引入管敷设在冰冻线下0.2m，覆土厚度≥0.7m。

?技术层2.2m?⒉水平横干管??，支管宜在楼面的找平层内或沿墙敷设管槽内。

吊顶0.6m??⒊垂直立管

～1200?进人型式800～1000?1000?高层建筑竖井??每层固定、防结露

生间的瓷砖??不进人??要求质量好、维修扒卫

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⒋卫生洁具给水配件安装高度

即给水配件中心距地面高度。如：常用的有 洗手盆1000mm，蹲式大便器低位水箱600mm，高位水箱2048mm，坐式大便器250mm，浴盆650-700mm。这是画图的细节，具体可见《李书中P23》

⒌水表：一户多表、位置不影响居民生活，分户计量

⒍坡度：需要泄空的给水管道横管宜有0.002~0.005的坡度坡向泄水装置。

第5节 高层建筑给水系统计算

一、生活用水定额、设计用水量

重要性：通过定额确定水量，直接影响建筑投资、运行。

2个观点：全面的观点：建筑物性质、地区、对象、生活习惯、气候、节水、经济收入与水费支付方法。

发展的观点：经济、生活水平提高 （1.8-3.6元哈尔滨水价，占总收入2-5%就考虑节水了。） 找出所有用水点，用水量标准是依据规范，如《李书中P37-40》，并参考实例《郭书中P34页》的表，确定。

二、高层建筑生活给水设计秒流量 《新的规范2003》居住生活用水设计秒流量按 修正百分率法—概率法确定。给大家介绍规范。 高层建筑用水量标准 1、住宅生活用水量标准

2、集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水量标准 3、汽车库内冲洗水量标准

4、国内高层建筑采用的用水量标准

⒈最高日用水量：用水定额×人数或床数 ⒉最大时用水量：最高日用水量×时变化系数

⒊设计秒流量：为建筑内卫生器具按配水最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。用于确定管径、水头损失。

概率法高层用水定额高、用水集中，如果采用低层的方法（经验法、

平方根法、概率法），数值显然会偏小。实际上需要大量测试，所以目前基本可采用低规2003版公式。

? 住宅建筑设计秒流量——修正概率法（以卫生器具给水当量作为随机事件）。

对给水当量数小的给水支管，给水当量数足够大的管道来说，满足我国各地的情况

最大时平均秒流量 <计算值<卫生器具额定流量累加值 ? 旅馆、医院、办公楼、学校等——平方根法。

qg?0.2?Ng?kNg

qg—计算管段设计秒流量（l/s）； a、k—系数，非住宅建筑k=0； Ng---卫生器具当量总数。

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高层高级旅馆类，上式a、k、额定当量可查表《李书P42-43》和《李书附录1已直接算完的》。公式其它注意事项同建筑给排水。

? 工业企业浴室、食堂、体育场馆休息室——卫生器具同时作用法。

此外还有广州建院的“公共浴室”法、“浴盆集中作用”法和上海院的“计算曲线法”。也可采用。具体大家看教材中详细说明。 （属于科研，对比美、日、中公式效果）。

注：如何计算市政管网压力可服务层数：考虑上述的卫生器具安装高度、配水点所须的出流水头、管道水表的水头损失之和。大体估计可按管网课的1层10m，2层12m，3层16m。。。。但有可能偏低。 三、高层建筑给水管网水力计算 ⒈水力计算的目的

确定(确定一条计算管路，其它可参照）?确定给水管管径??根据设计秒流量和流速?见《李书中附录2、3、4》?求水头损失??水力计算表或按公式，??确定所需水压??选泵?确定水箱高度?

注：水头损失计算公式 规范中原为舍维列夫，因管材变化 ，改为 海曾威廉。

⒉注意事项

0.6～1.0m/s?给水支管：?0.8～1..0m/s?给水干管：⑴流速范围。? 居住建筑要求高，防噪、防水锤，流速

?2.5m/s?消火栓管道：?喷淋系统：?5.0m/s?可低（选下限？）

⑵校核计算各配水点所允许承受的最大静水压力值（水箱底算起）---减压阀 ⑶校核计算节点压力平衡

画《郭书上P39页》图。解释最不利管路（损失最大管路），---按此设计水箱高度---近管路剩余作用压力值---各节点压力不平衡（水量重新分配）---用水集中高峰时，发生断流、供水不足。

解决方法：立管减压？宜减压孔板，不宜缩径、加阀门。

⑷毕业设计计算的草图应该象《李书中P51页图2-31》一样仔细认真。

第6节 生活给水设备

一、水泵（同普通低层建筑，注意以下几点）

⒈直接抽水一般不允许，一般高层采用间接抽水。 （张老师及其他人创新的采用利用管网余压的方式）。

⒉对于调速泵供水方式，在夜间小流量情况下，可用配有小型气压罐停泵。 ⒊采用间接抽水时，水泵宜设计成自灌式。每台泵一般要有单独的吸水管，其它要求同室外的泵站。吸水管内的流速宜采用1.0～1.2m/s 。

当每台水泵单独从水池吸水有困难时，可采用单独从吸水总管上自灌吸水。吸水总管内的流速应小于1.0m/s。水泵吸水管与吸水总管的连接应采用管顶平接。

⒋水泵扬程计算，流量（水泵-水箱方式按最大小时流量，变频按设计秒流量）。

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1.1～1.2倍?流量??系统最大小时流量水泵选择（靠2项指标）?

?扬程??高程压力差?管路损失?水箱进水管流出水头 高程压力差=吸水池的最低水位-水箱的最高水位

⒌水泵的减振措施（答辩常问问题）：⑴选用低噪音水泵 ⑵基础上的隔振垫、隔振器、弹簧减震器，可从《标准图集》中选择⑶可曲扰接头 ⑷弹性吊架、托架 ⑸穿墙处添装玻璃纤维 ⑹ 泵房墙壁和天花板采取隔音、吸音处理。⑺对建筑可要求合理布局。

现在最新已发展到复合减振器和第五代的钢丝（绳）减振器。

⒍水泵间内水泵之间和与墙之间的间距《见李书中P26页的表和图示》。 ⒎生活水泵的备用泵不应小于最大一台运行水泵的供水能力。 二、高位水箱系统

从水箱的作用来分，如果是减压水箱（流通作用）----5～10m3 如果是调节储水、稳压---下面解释。

材质：不锈钢、钢筋砼、玻璃钢

防腐：钢板水箱内外均应防腐，防腐涂料无毒。

（一）高位水箱生活用水有效容积的确定

⒈计算理论

我国无统一规定，5～26%日用水量，比国外偏高。《郭书P40页》《李书P30页》是部分高层实例数据。

根据高层建筑的给水特点确定水箱有效容积。特点：定额高、使用集中、高峰负荷大、要求安全运行。所以，

V有效容积?V调节?V高峰?V安全

⑴水泵调节容积

（水泵按最大小时用水量1.1~1.2倍设计）水箱具有储存水泵启动期间余水的容积。（如1小时启动3次，一次8分钟）该部分容积用以补偿水泵停运期间的系统需水量。

⑵高峰用水容积 在高峰时，系统用水量超过水泵的供水能力时，即本小时的水泵供水不足本小时的用水，为避免断水，需要预先储水，即高峰用水容积。 ⑶安全备用水容积 设备故障时备用。

画图P42页图2-27。有效容积、合用时消防水保障、没有死水区。 ⒉计算方法

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水箱有效容积的计算的一种方法V?Vs?Vf水箱有效容积调节容积消防贮水容积Vf?60qxhTx1000单设水箱水泵－水箱联合供水水泵为自动启动时水箱供水的最大连续出水小时数qxh—室内消防设计流量L/s；TX—水箱供水时间10min。Vs?Qltl水箱供水的最大连续平均小时用水量CqbV?Vsbs=5%Qd4KbQmax'VsbV??Qtbs=12%Qdnb水泵为手动启动时C—安全系数(1.5~2)；qb—水泵出水量m3/h；Kb—水泵1h启动次数。 采用《李书中P29页的公式》或 规范≥5%Qd 或 水箱容积百分数法Vs：都可 通过书中的公式计算（省略），给出Vs的计算结果：

Qmax—最高日用水量m3/d；nb—水泵1d启动次数；Q‘—水泵运行时间内，建筑物平均小时用水量m3/h；tb—水泵运行一次所需时间，h。饭店600～400L/床d，供水时间24h，???Vs6～7%?高层高级旅馆、宾馆、 ?300～400，16h，???9～11%?高层普通旅馆其它日本、苏联、美国的公式及其与我国之间的比较，请课后看书。

（二）消防水量的确定

水箱作用用于火灾初期的消火栓和喷淋、水幕，按规范（高规防火、自动喷水）来，18m3～21，前10min水量，然后启动消防泵、消防队赶到。注：不是合用的，不用算了。

（三）管道布置及水位控制

画《郭书》图P46页，图2-29左图 消防水不被动用措施 2个水箱情况

⒈防止噪音，进水管淹没式。画图表示管径≥50mm时，控制阀不少于2个，且有检修阀。距箱顶200mm。

⒉刚才讲到消防水不可动用、防止死水区。采取的措施：如分隔、虹吸及破坏管管径32～50mm、生活出水管钻眼0.1倍管径的方式。（大家可课后查资料，找到好办法。）

⒊生活、消防出水管上接阀门、止回阀。 另外，液位信号器的作用（不一定讲） ⒋重要建筑，水箱要分格。

⒌各种间距也有要求，课后自己查看。 （四）水箱高度确定及核算 当建筑确定水箱位置时，需校核最不利点水压。消防水压也应校核？要加气压罐等。

三、气压给水设备的选择与计算

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（一）气压给水设备类型（和《建筑给排水》的课内容重复，简单提一下。见手

册详细计算）

⒈变压式、定压式（出水干管上安装调压阀） ⒉补气式、隔膜式

（二）变压式气压给水设备的选择与计算（以前设计做过，略过）

（三）水泵选择：选特性曲线较陡、高效区较宽的水泵（因为水泵出水压力在罐

的最小工作压力和最大工作压力之间变化）。 四、高层建筑储水池计算 （一）有效容积的确定

理论分析：储水池有效容积=生活调节水量+安全备用水量+消防储备水量 同时考虑市政管网常年保证水压及水量条件下的小时进水量。

Vg?(qb?ql)Tb?Vx?Vss.t.(qb?ql)Tb?qlTl

表示水泵消耗的水能够及时的补充进来式中，Vg—储水池有效容积；

qb---水泵出水量； ql---水池进水量；

Tb---水泵一小时内运行时间； Tl---水泵一小时内运行间隔时间； Vx---消防储备水量，864m3，《规范》得出，（为什么答辩常问？）10min以后的消火栓2～3hr、喷淋1hr、水幕2～3hr；

Vs---事故安全备用水量，一般取给水系统1小时最大用水量。 公式中注意：⒈并联式给水，各区qbTb项应相加。 ⒉水池进水量考虑市政常年保证的水量和水压、进水管径（自来水审批），并考虑进水流出水头及消防时市外管网所需10m水压后，用水头损失公式确定。

如果当同一时刻的水池进水量>水泵出水量，其余额可抵消部分消防储备水量。 此外，另有简化算法，日用水量百分数（一般20～25%）的方法计算，不得大于48h的用水量。

日本、英国、美国对储水池容积的计算，大家课后看书。 （二）储水池设置的注意事项

我国规定，当消防期间有市政水补充时，其容积200～500m3；当无市政补充水或不足时，其容积500～900m3。

与日用水量相比太少，尤其旅游宾馆的淡季，用水量就更少。静止的水（死水）易腐，流水不腐（给水卫生学研究，建设211，全国最大实验室，其中就有静态水质实验）。

我国消防、生活一般合用，故需要保证水质、防止污染。（去年的哈尔滨新晚报的1号行动？）具体保证措施有：

⒈室外水池距化粪池不小于10m。

⒉良好的卫生环境，易检查、清扫。消防水池要半年换水一次。 尽可能地上式，一般不可能，地下不得利用结构，做储水池室。 ⒊不渗水，材料对水质无不良影响，内壁及涂料安全。

⒋大于500m3时应分2格，便于检修。生活水池不能有死水区（无死角，设导流

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墙；不短流，进口、出口设于不同池侧面，不能过近。） ⒌加盖，内设不锈钢爬梯。 ⒍水位报警（高低水位）。

⒎溢流管间接排水、空气隔断、尺寸要求。

消毒方式：紫外线、次氯酸钠消毒器、二氧化氯消毒器

消防水池水质（与生活水不合用）保证措施

1． 将由自来水供给的空调循环水的补充水、浇灌绿化等非饮用水与消防用水合贮，（空调

循环水的补充水、浇灌绿化等非饮用水单设系统）。

2． 空调循环水的补充水、浇灌绿化等非饮用水与消防用水合用水池（箱）时，生活用水的

出水管深入消防液位以下：

DN32～DN50虹吸破坏管消防水位DN32～DN50虹吸破坏管消防水位H>150mm虹吸破坏管示意

此外，要有保证消防水不被动用的措施（同水箱）。如不设贮水池要设吸水井。

五、水表水头损失计算HB?水表的水头损失，kPa2qg计算管段的设计流量，m3/h水表的特性系数Kb旋翼式螺翼式qK=1002maxbqK=102bmaxqmax——各类水表的最大流量，m3/h。查表。水表水头损失允许值(kPa)表形旋翼表螺翼表正常用水时<24.5 <12.8 消防时<46.0 <29.4

第7节 高层建筑开水供应（略，自学）

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第三章 高层建筑热水供应

热水供应高层建筑通常是必须的。热水供应的特点： ⒈保证水质和水温；

⒉先进、合理、安全可靠； ⒊经济、坚固； ⒋有效利用热源； ⒌维护管理方便。

第1节 高层建筑热水供应系统类型

一、高层建筑热水供应系统分类（3类）

⒈局部热水供应系统：单独 就地加热、就地使用。如昆明、福建，处在高原应用很多太阳能热水器，在能源政策和节能方针指导下，我国太阳能热水器年销量达世界第一。此外用电热水器、煤气、小型家用锅炉等。

优点：设备、系统简单，运行灵活，造价低，热损失小，维护管理容易，改建增设容易。

缺点：加热设备效率低，热水成本高，每个场所需要加热装置占用室内建筑面积大，可能污染。

所以，只是用于标准一般的比较普通高层建筑中。

⒉集中热水供应系统：将冷水在加热间集中加热，通过室内热水管道输送一栋或几栋高层建筑中的各用水点。

优点：卫生条件好，使用方便舒适；设备总容量小，热效率较高，成本低；设备集中，便于管理。

缺点：系统设备复杂，建设投资大，技术管理水平高；热水管网长，热损失大。 所以，用于用水点多、水量大，标准高的建筑。（这是在高层建筑中最常遇到的，高级住宅、宾馆、办公楼等，在毕业设计中也要做到）

按示意图解释名词：

热媒系统（第一循环系统）：发热设备→加热设备 热水系统（第二循环系统）：加热设备→用水设备

⒊区域热水供应系统：工业锅炉房或热电站，利用余热，水在区域换热站加热，城市热网输送—室内输送到用水点。

优点：热效率和自动化程度最高，热水成本低，使用方便，环保；（普遍的规模效益）

缺点：设备、系统最复杂，建设投资最高，技术管理水平最高（相当于城市给水的优化调度）。国内少有热力网，少见。 二、集中热水供应系统的型式

重要原则问题：避免压力过大，要舒适，防水锤，热水膨胀超压解决。 特点：①分区（原因同给水，原理、规定、要求同冷水）；②分区与给水一致，往往与冷水并行；③冷水来自用本区的水箱、水源，以保证压力均衡（减压阀式如何处理？在换热器前冷水侧设置，以保证使用良好，也有热水的在）； （一）按加热设备的设置方式分

⒈集中加热式：各分区的加热设备，集中设在地下室（一般情况）内，分别送至

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各区。（画图说明《郭书P65页图》）

优点：建筑易于布置和安排；热媒管道（第一循环系统）最短，维护管理方便。各区供水自成系统，供水安全可靠。

缺点：冷水管道长，用水点冷、热压差较大；加热器设备和循环水泵、管道承压高，耗钢量较多，制作要求和费用高。（一般用于100m以内高层，尤其是高区，需要特制）

工程举例：北京国际饭店等。可看书。

⒉分区加热式：加热设备（换热器和循环水泵）分别设在本区内。 相对于集中式。（画图说明《郭书P67页图》）

优点：用水点冷、热压差小；换热设备承压小（一般用于超高层），承压均衡， 对设计、制造、安装有利；节省钢材；

缺点：设备要分散设置，不但要考虑在建筑的适当高度设置设备层，占用建筑面积大；热媒管道长，维护管理不便。

适用于多个分区（超过3个）的高层建筑。 工程举例：堂岛电信大楼。可看书。

（二）按加热设备位置

⒈加热设备下置式（画图说明《郭书P68页图》）

要求不高，不需设备层?下行上给式：稳压供水 ?环，使用管材少节省投资?上行下给式：有利于循⒉加热设备上置式（减少设备层、相邻分区合并布置、需要真空破坏器）

（画图说明《郭书P69页图》）

最不利点水温、水量?下行上给式：不易保证 ??上行下给式：混合型多用于超高层中，100m以内高层一般采用下置式。 （三） 按是否设置减压阀分（常见于循序式减压）

?一般：（否）?，简化供、回水管路，管理维护简便 ?减压阀式：减少设备层?安全性较差?《郭书》P71页图，按前图改画，等程。

第2节 热水用水量、水温及水质

一、高层建筑热水用水量

依据设备完善程度、系统型式、条件、用水习惯确定，按《建规》+实情选定 （1）根据建筑物的使用性质和内部卫生器具的完善程度来确定，其水温按60℃计算。

（2）根据建筑物的使用性质和内部卫生器具的单位用水量来确定，卫生器具1次和1h热水用水定额，其水温随卫生器具不同，水温要求也不同。

注意2条：⒈热水水量含在冷水定额中

⒉一般规定高层建筑：150～200L/床日。

二、热水水温

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⒈使用温度：沐浴、盥洗、洗涤不同，普遍低于日本。 ⒉供水温度---即水加热器出口热水温度。（与经济、使用、运行密切相关）。

① 最低供水温度--（能保证用水点最低水温）≥60±5℃，对硬水可降低。

② 最高供水温度--（防烫伤、减少热损失、结垢、腐蚀）≤70±5℃ ③ 设计计算温度：因最不利配水点水温55～65℃，温度降5～10℃，回水温度降5℃（与加热设备进口水温）

注：如果个别要求高（如餐具），进一步或单独加热。 ⒊冷水温度：当地最冷月平均水温。可查表 三、热水水质

南方，加热co2、O2腐蚀，要加硬

北方，加热Ca、Mg，结垢，需软化处理

生活用热水的水质应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》。

? 日用水量<10m3(按60℃计算）的热水供应系统，被加热水可不进行软化处理。

? 日用水量≥10m3(按60℃计算），且原水硬度>375mg/L的热水供应系统，被加热水应进行软化处理。

第3节 水的加热方式和设备

一、热源选择

⒈余热、废热、地热-----经济

⒉太阳能-----洁净，限于住宅，逐步广泛应用（一般与其它热源相结合）如昆明。 ⒊城市热网（主要用于采暖）全年，不全年时要技术经济比较 ⒋区域性锅炉房（蒸汽、热水） ⒌专用锅炉房

二、水的加热方式

?电力、燃气、太阳能⒈直接加热（一次换热）：? 高层建筑少用

汽?水混合?⒉间接加热（二次换热）：热媒引入加热器盘管或排管中，冷水流过加热冷水。

特点：相对于直接加热，不污染热水水质、凝结水可回收、噪音小，但热效率相对较低。 解释图。

1）容积式水加热器

容积式加热器是内部设有热媒导管的热水贮存器，具有加热冷水和贮存热水两种功能。适用：用水温度要求均匀、需要贮存调节用水量场所。 2）快速加热器

快速加热器就是热媒与被加热水通过较大速度的流动进行快速换热的一种间接加热设备。适用：用水量大，而且比较均匀的热水供应系统。 3）半容积式水加热器

半容积式水加热器是带有适量贮存与调节容积的内藏式容积式水加热器。 ? 组成： ①贮水罐

②内藏式快速换热器

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③内循环泵 循环泵作用：

①提高被加热水流速，增大传热系数和换热能力。 ②克服被加热水流经换热器时的水头损失。

③形成水的连续内循环，消除冷水区，提高贮罐利用率。

节容积大，水温稳定，水头损失小；传热系数小，热效率低，?容积式加热器：储水调?维护、?大、笨、投资高、不易?30%是冷水，容积利用率低??“层流加热”?加热”，热效率高，结构占地小，安装方便，产水量大；结垢严重，?快速式加热器：“紊流?水头损失大，无调节能力，不能储存热水，压力不稳时出水温度波动大，??不易维护。?不易调节水量、水温，?高层集中供应不适宜，宜用水比较均匀的厨房、泳池??半容积式：体形小，加热快，换热充分，换热温度稳定，节水节能，对循环泵性能要求高?度稳定，最近发展快，传热系数大，换热速度快，体积小，?半即热式:有预测控温装置出水温?占地面积小，水停留时间短，浮动盘管可自动除垢??出水压力稳定；放于高处，热效率低，适于定时热水供应?水箱加热：设备简单，自动温度调节器的作用：及时调整平衡供需量变化，保证出水温度稳定，防止水温过高、浪费能源和加快水垢的产生。

选容积式加热器的注意：a.如果选立式，要满足层高；b.高、中区工作压力高，要订做。

供应不同温度水：混合、二次加热或者集中、局部加热相结合或特殊设计加热器。如厨房等。

第4节 热水系统管网布置和敷设

一、管网布置

用于附属房间。?单管式(无循环热水系统）：可 和连续用水的房间。 ⒈配管方式?统）?双管式（有循环热水系?上行下给?⒉水流向??（上行下给居多）

?下行上给?水量、水温）、节水?等程：推荐（保证各点，可画图解释图（3-5）⒊循环管长度??不等程:调节阀、减压孔板（3-17）？

注意：①排气装置在高点（不能遗漏）。下行上给不用②循环水头小，为保安全，都采用机械循环系统

课前内容：

考试：开卷、基本定在最后一堂课上当堂考。内容以笔记为主，带书、笔记或图书馆等借手册。今天没来的同学，大家通知一下。（评分标准平时40，考试60。）

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二、管道敷设

⒈管材：防锈用不锈钢、铜管。不同金属不能连接。

⒉管道热伸长，应力破坏，给予补偿，在立管上装不锈钢波纹管伸缩（补偿）器或其他伸缩器。（画图时不要忘了）。

⒊排气、泄水：气塞、排气阀(上行下给时的管网,管道坡度使气体向排气阀会聚,排出上行下给管网中热水气化产生的气体，以保证管内热水畅通。 根据工作压力选阀

? 当系统工作压力P≤2×105Pa，选用排气孔径d=2.5mm的阀座；

? 当系统工作压力P=2×105~4×105Pa，选用排气孔径d=1.6mm的阀座。 安装在管网最高点) 横管坡度≥0.003 ，最低处泄水。 ⒋热水膨胀管（开式）、膨胀水箱 罐（闭式）：

（为安全运行，普遍开式系统）热水器顶部膨胀管至高位水箱上部，严禁设阀门，最小管径见《郭书P90表3-9》《李书P67表3-3》，设置高度计算自己看书，高出水面高度100mm以上。

（如果不便安膨胀管）膨胀水箱（闭式），安装在热水回管的分支管上。调节容易按膨胀量算。（答辩常问开式、闭式）。

3

日水量小于10m时，可用泄压阀。

⒌自动温度调节器：自动控制换热器的出水温度（直接、间接），必须直立安装。

随着新型水加热器的涌现，高精度、高可靠性的温控阀和压力平衡阀也在实际需要中改进并达到国家先进水平。

⒍减压阀计算选择 （自己看《李书》P68）

⒎阀门设置：立管端点、支管起点、分干管都应设置。为检修方便，同冷水。 止回阀设在回水、冷水进入换热器前。

第5节 热水供应系统的计算

一、设计热水用水量与耗热量的计算 （一）设计用水量

⒈根据热水用水定额计算（住宅、旅馆、医院等）

Qr?Khmqr T

Qr---设计用水量，L/h Kh—时变化系数 T—热水供应时间，h qr—定额（L/人日，60℃），温度不同用冷热水混合百分数计算。 M—人数、床位。

⒉根据卫生器具设备小时用水量计算（学校、公共浴室等）

Qr??Krqhn0b

热水混合系数 卫生器具小时定额 同类型卫生器具数 小时同时使用百分数 ⒊冷、热水混合百分数 用水量计算中，将不同用水温度、水量值折算成加热设备供水温度条件下的耗水量。原理：根据热平衡方程计算。（大家课后可推导）

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热水所占百分数：Kr?th?tl?100% 热水、冷水、混合水温度 tr?tl热水及冷水占混合水量的百分数（60℃、65℃时）的计算已制作成表格。见《李书》P78-79页。

（二）设计耗热量计算

设计耗热量Q?QrCB?t CB---水的比热。4186.8J/kg℃。

规范中新增设计小时供热水量。

注：如果公建与居民高峰用量时间不一致时，=居民最大时+其它平均时 一致时，=最大时相加 为什么？原因：保证容积小、效率高。

.注：规范新规定（可不讲）

2、耗热量的计算全日制供应热水的住宅、别墅、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房（不含员工）、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所（有住宿）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量，应按下式计算：水的比热，热水温冷水温度,设计小时耗C=4187Ｊ/kg·℃度,60℃查表3-7热量，ＷQ=KmqrC(tr-tl)?r热水密hh86400度,kg/L小时变化系数，用水计算热水用水定查表3-8单位数额,L/人?d - 22 -

定时供应热水的住宅、旅馆、医院及公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量，应按下式计算：设计小时耗热量，Ｗ热水温度,60℃冷水温度,查表3-7热水密度,kg/L同类型卫生器具数水的比热，q(t-t)?NbCC=4187Ｊ/kg·℃Q=∑卫生器具同时3600卫生器具热水小时用hrlr0h水定额,L/h,查表3-5使用百分数具有多个不同使用热水部门的单一建筑或具有多种使用功能的综合性建筑，当其热水由同一热水供应系统供应时，设计小时耗热量，可按同一时间内出现用水高峰的主要用水部门的设计小时耗热量加其它部门的平均小时耗热量计算。

（三）热媒耗量计算

见教材《郭书P92页（3～9、10、11）式》或《李书P80-82页》分别是蒸汽直接混合、蒸汽和高温热水通过传热面间接加热的计算。 注：下图可不讲。

3、热媒耗量的计算1、采用蒸汽直接加热时，蒸汽耗量Gm?(1.1~1.2)Qi?QhrQ2、采用蒸汽间接加热时，蒸汽耗量Gmh?(1.1~1.2)?hQCB(tmc?tmz) 3、采用热水间接加热时，热水耗量Gms?(1.1~1.2)二、设备选择计算 共3个类型

设备容积计算------用于热水箱、容积式水加热器

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加热面积计算------用于容积式水加热器和快速式加热器 水流阻力计算------用于水箱、容积式水加热器（可忽略）、快速式按水力学水头沿程、局部损失公式计算。

前2项计算用于加热设备选型。 ⒈储存设备容积计算

理论上，应向市政给水中的清水池计算，考虑用水、供水曲线、工作制度确定。涉及热媒供热量计算即锅炉容量与水加热设备储热量的关系。类比：原理同给水管网中的网前泵站、水池之间的关系。

所以，选择实际上，资料难获得，故采用经验法计算。 对于宾馆、住宅按45分钟小时耗热量计算容积 Vr?0.5Q

(tr?tl)CB0.75Q

(tr?tl)CB对于企业淋浴，按30分钟计 Vr?注：有导流装置的容积式，半容积式时间缩短。

此外也有采用床位储水量法、浴盆同时作用百分数法。 ⒉加热设备传热面积计算 加热排管或盘管的传热面积Fp?CrQz，即是小时耗热量/计算温度差及传热系?k?tj数。各符号含义及系数的选择见二本书见P94页。

式：计算平均温差?容积式加热器、半容积其中计算温度差? 各符号含义见二

式：对数平均温差?快速式加热器、半即热本书。注：下图可不讲。

1、间接加热，加热面的计算水加热器的传热面积，m2热损失系数，宜采用1.1~1.15制备热水所需的热量，WrZPCQF=?k?t修正系数，0.6~0.8传热系数。容积式，表3-15快速式，表3-16容积式，半容积式水加热器——算术平均温度差j?t=jt+tt+t-22mcmzcz热媒和被加热水的计算温差,℃快速式水加热器——对数平均温度差?t-t?t=?tln?tmaxjminmaxmin

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加热设备供热量 看规范，原则是看有无储热容积。

三、 热水供应系统管网计算

限于课时不能详细介绍。课后看书，此部分属设计具体计算内容，很繁杂。

?高压蒸汽管?（一）热媒管网计算?凝结水管--计算管径和水头损失

?热媒热水管?（二）热水管网计算—计算流量、循环流量、管径、水头损失

确定循环方式，选择热水管网所需的各种设备，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。

计算目的：⒈确定热水管道的管路；⒉计算管网系统所需水压；⒊选择加压设备；⒋计算复核水箱高度。

⒈配水管网同冷水，仅表格不同用热水表格。 注意：与冷水系统不同点：

①热水流速小 0.8-1.5m/s，当管径≤25mm时0.6-0.8m/s ②局部损失按沿程25-30%估算。 ③管径不宜<20mm。 ⒉回水管网计算

看循环补热量==系统总热损失，以保证各配水点水温。一般计算过程如下：

拟定管径—确定温度降—估计节点水温—计算管段热损失—计算循环流量—循环压力（判断自然循环水头≥1.1～1.15循环水头损失？？？）--- 选循环泵 见陈耀宗的 大白本计算合理、正确。

注：选泵中的循环附加流量：取最大小时水量15%，防止用户放水形成死水区。 普遍情况：核算可自然循环，但很难实现同程循环，为安全备用、加速循环流动都安装循环水泵。

热水供应系统水的加热长期按稳流理论实践，热交换效率低下，加热设备体积庞大，紊流加热理论从根本上推翻了传统、改写了水加热的历史，提高了效率。半即热式水加热器、半容积式水加热器等加热设备既有新型水加热器特点，又有中国特色。电伴热技术应用不仅丰富了保温技术，而且也改变了为保证热水水温而必须设置回水管和循环泵的传统模式。

第6节 高层建筑开水供应（略）

第四章 高层建筑排水系统 第1节 高层建筑排水系统型式

一、高层建筑排水系统类别

按来源及水质分类(逐一评价)：⒈粪便水；⒉生活废水（盥洗，洗涤）；⒊冷却水（优质）；⒋雨水（雪水）；⒌特别排水（含油<车库、厨房>、医院排水）-需

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特殊处理。

二、高层建筑排水系统组成

排水系统基本要求：①迅速畅通②气压稳定③布置合理（简短顺直、造价低） 与低层建筑不同之处，强调通气管系（包括伸顶通气管、对横管立管器具的通气管）。通气管系作用（3个）：

① 使管道中的有害气体排放到大气中；

② 补给、排出排水管中空气，平衡系统中气压的剧烈波动，使其接近于大气压力，使水流畅通、保护水封不被破坏；

③ 不断疏通更新管内空气，减轻废气对管道的腐蚀。 三、高层建筑排水方式 确保方案合理

⒈按排水体制分（画图1个立管〈〈郭书图〉〉P114）（不同于市政排水的分流、合流）

⑴分流制：粪便污水、生活废水分别用管道排出。三管式，高标准高层宾馆、饭店采用。

优点：如堵塞，不反冒粪便水；防止串味；化粪池要停留12～24h，小，占地面积小（反例：课程设计中画的太小，不成比例）处理效果佳；有利于废水回收利用。中水回用（废水资源化）（举例强制高级宾馆使用中水，目前很多城市大连、北京对高层强制要求，中水南方生物法—温度、气味、水量变化、处理洗涤剂，北方对优质杂排水易采用物理、化学法）。 注意：通气立管最上、最下端与排水立管的连接。

⑵合流制：一套管路收集。双管式，因水量小，高层办公楼适用。 优点：流量大、水力条件好；系统简单、节省管材、经济；（针对化粪池容积大，截粪池，停留时间1～2h）

根据以上的特点来确定排水体制。高层目前基本是分流，对城市合流制的，一般做法是生活废水单排入城市管网，减小化粪池容积。还要考虑：高层住宅中无管道井分流制在卫生间的管道面积受限制。城市的节水回用要求

P113～115页上海宾馆和西苑饭店的例子（注意参考各管径、除油措施、通气措施）。

⒉按管系组成划分（相对于新型排水系统而言） ⑴普通排水系统

优点：系统性能良好，运行可靠、维护管理简单

缺点：耗用管材多、造价高；系统复杂，占地空间、面积大（尤其是高层）。 ⑵新型排水系统：单立管，节点处、立管底部特殊处理。 优点：管道组成简单，总体占地小。

缺点：配件比较粗大，构造复杂，安装占地、质量要求严格。 分为混流式（苏维脱-混合器、跑气器）、旋流式、环流式（可课后自己看书和资料）。

四、高层建筑排水系统的特点和要求

⒈系统中气压波动剧烈（低层教材中，水气两相流、流态复杂），排水迅猛，易产生排水、气流不畅，水封易破坏。如：大便器水封50mm，波动允许±25mm。 ⒉层间变位大（层高的1/200~1/100，如每层3m，变位即达15mm）。高度大造成，风吹、地震易造成接口破坏、漏水。

⒊管材自重大，下落水流速度大，对底层横管冲击力大。 所以，对设计有如下要求。

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⒈水力条件好：少转弯、横管短。 ⒉气压变化小：通气。

⒊牢固，接口柔性。稳固、消能、减噪。 ⒋清污分流，创造回用条件。

节水型卫生器具重点推荐采用6L的节水冲洗水箱，在现阶段地漏也受到关注，用于不同场合的不同型式的地漏先后得到应用，传统的钟罩式地漏和防返溢地漏受到挑战，对地漏的学术讨论日益深化。

塑料加筋管、波纹管、缠绕管和玻璃钢夹砂管用于室外埋地排水充分发挥了塑料管的材质特性。

第2节 排水管系中的水、气流动（低层已经讲过，略）

设计中有用的表格，污水立管最大排水能力表，〈〈郭书中P124页，表4-3〉〉《李书中Ｐ１７４页，表5-3》。

第3节 高层建筑排水管道布置和敷设（主要是应注意的小问题，易出错） 一、高层建筑排水管道布置 ⒈不分区（原因：极限流速），但水流也需要缓冲，以防冲击受力过大，几层要打横折。

⒉设化粪池（前述，生活废水量大，宜分流） ⒊立管多，分组合并排气。（排水立管宜靠近排水量最大的排水点）。 ⒋一般底层（裙房、塔楼连接部分同样处理）单排，1～2层裙房单排。 当无专用通气立管时〈〈郭书P126页表4-6〉〉〈〈李书P175页表5-5〉〉。排水支管单排时，距立管底部水平距离不宜<3m,不得<1.5m。 ⒌常年气温 >0℃，立管可放墙外。（英国温度较低，有的连横支管也放在墙外，但不美观）。

⒍建筑物沉降导致排出管出现倒坡时，应有防倒坡措施，如排水只回阀。 ⒎多层建筑厨房间立管管径不宜〈75mm。 ⒏高层用塑料管材需有阻火装置。

⒐地漏考虑经常使用（普通型、密闭型地漏）（钟罩型易堵，直通型优先）。 二、排水管道敷设与安装

暗装、立管每层固定、接口柔性接头橡胶圈。（具体课后看） 三、排水管道附件和检查口设置 容易忘记，

?顶层?10m?必须设。 位置：中心距地面1.0m，高于卫生器铸铁设检查口?中层不大于?底层?具上边缘0.15m。

塑料立管：每6层设一个。

清扫口：2个以上大便器、3个以上卫生器具、转弯处。 与室外连接处设检查井，距建筑物外墙不宜小于3.0m。

其它的检查口、清扫口、检查井之间的最大距离要求见教材。

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第4节 高层建筑排水管道计算

一、排水定额及设计秒流量 （定额和秒流量公式基本与给水相似） 居民排水定额是给水的85%~95%。时变化系数相同。 公共建筑完全相同。

设计秒流量同原有的给水。居民仍为平方根法。 二、排水管道的水力计算 完全同多层建筑。可查〈〈李书中P180页的表格〉〉计算。

第5节 高层建筑排水通气管系

一、通气管系的通气方式（视时间情况决定是否画图）

⒈专用通气：10层或10层以上生活污水宜设专用通气立管。

⒉环行通气：横支管很长时

⒊器具通气：作用消声、防止自虹吸，适于对卫生、安静要求高的情况。 结合通气管也叫共轭管。如图4-7b的共轭管画法较好。 二、通气管的设置与连接 具体见教材。如多少个卫生器具多长的横支管需要设环形、器具通气管？与通气立管怎么连接？共轭管每几层设置？ 不通气的排水立管流量要符合〈〈郭书〉〉表4-9〈〈李书〉〉表5-11的要求。 三、通气管径的确定 最小通气管径见〈〈郭书〉〉P134页表4-10。〈〈李书〉〉表5-12。一般不小于污水管径的1/2。伸顶通气部分管径屋顶下0.3m大于立管管径1~2号。 伸顶通气应高于屋面0.3m以上，大于最大积雪厚度。有人停留的屋面，高于2m。 汇合通气管面积=最大一根通气管面积+其它面积之和的0.25倍。 共6条规定。（二本书都有，视时间念一遍）。 其它国家的设计方法，看郭老师的书。

第6节 新型排水系统（略） 第7节 污废水抽升与局部处理

一、污废水抽升

用于排出地下室的车库（洗车）、机房（冲洗）、厨房、浴室、电梯（消防水）。常用潜水泵。应有一台备用。一般应是自动启动。 集水池容积确定：

于最大一台泵5min的出水量（水泵每小时启动?6次）?水泵自动启动，不得小， ?15～20min最大小时的流入量（水泵每小时启动?3次）?水泵人工启动，且，有效容积≤6h平均流入量

集水池有效水深取1~1.5m，保护高度取0.3~0.5m。 水泵宜选有撕裂装置的，防堵塞。

水泵扬程：=提升高度+沿程损失+2~3m出流水头

自动启动，按排水设计秒流量确定?水泵流量的确定：?

大小时流量确定?人工启动，按排水量最二、污废水局部处理

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?不宜建筑物外墙?5m?⒈化粪池：距?地下储水池?10m 实在不行放在室内。

?不得水井?30m?容积=有效容积（污水容积、污泥容积）+保护层容积 选用及尺寸可按标准图集或〈〈李书〉〉P187页表。 ⒉隔油处理

厨房、车库（各自危害）：油脂隔离器（举例《郭书》P115页上海宾馆）、隔油井具体计算，看《李书》。

⒊医院污水消毒、泳池水处理（水景、中水都可做专题） ⒋美发厅设毛发聚集器

第8节 高层屋面雨水系统

公用建筑为保证立面效果，多采用内排水系统。 雨水计算：

根据雨量公式、汇水面积—计算降雨量—

（对外排水）计算雨水立管管径和数量。

（对内排水）确定每个雨水斗汇水面积、查表确定直径—再计算连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地管（管径、坡度）。 最后，注意2点细节问题：

⒈雨水同低层，注意平面侧面不同（塔楼、群房可各自处理，群房背街面可采用外排水）。

⒉横干管吊顶内高度能否满足？ ⒊雨水斗对立管对称布置。（高度相同、不对称缩管径）。 ⒋高出屋面的侧墙，汇水面积按1/2计。

⒌高层建筑排水按重力流设计（重力流、压力流选用的计算方法不同、管材不同壁厚不同），

⒍重力流悬吊管按非满流设计，埋地管按满流设计。 ⒎高层群房雨水单排。

⒏为安全， 雨水立管可2根。

排水的输送已不限于重力流和压力流，虹吸流出现在压力（虹吸）式屋面雨水排水系统，适于大屋面机场、体育场馆（北京奥运场馆）。重力排水系统止回阀得到认可。

第9节 高层建筑中水系统（略） 第五章 高层建筑消防给水系统（重点）

（专业性非常重要，很多人毕业专门从事，有资格考试，很挣钱。所以这个也要重点讲、重点考）

第1节 高层建筑的特点及消防系统类别

火灾特点：⒈高层建筑的高度大、房间多、功能复杂、火灾隐患多、损失严重。

⒉竖井多，风速大，火势猛，蔓延快。（楼梯间、电梯井、管道井、

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电缆井、风道等竖向井道—烟囱效应）（火灾初起阶段，空气对流烟气水平扩散速度方向0.3m/s；猛烈燃烧阶段，热对流0.5~3m/s；管井中扩散速度3-4m/s）（据测定，10m高 风速5m/s时，30m高 8.7m/s，60m高 12.3m/s，90m高15m/s，从而加速火势蔓延）。

⒊扑救困难。（消防队员体力、只靠室内消防设施——自救为主） ⒋人员疏散困难。（层数多垂直距离长，人员集中，火势烟雾蔓延快，电梯电源切断只靠楼梯，消防登高车不高且只有部分城市有）。

所以消防系统复杂，型式多样。以下按使用的灭火剂分类。

一、消防给水系统

65mm?普通消火栓：⒈消火栓系统?25m长

小口径消火栓：25mm?⒉自动喷水灭火系统

环境温度4～70℃?①湿式喷水灭火系统：?4.70以外的场合，管道内充气,时间会有延迟?②干式喷水灭火系统：?③预作用系统：探测器动作，人为判断火情，以减少损失,适于喷水损失大的场合?,严重危险级，全部打开喷水，象暴雨??自动?④雨淋系统：开式?,保护防火卷帘，冷却、阻火、隔断??一般手动,适于防火隔断分区?⑤水幕系统：开式?⑥快速反应：系统启动快，喷头升温速度快，与自来水管网相结，用于高层住宅，经济??⑦自动循环启闭系统：按预定温度重复电磁阀启闭喷水，人扑灭残火，??节水、减少损失??⑧大水滴系统：?⑨水雾：冲淡可燃气体浓度，隔绝空气,窒息,乳化，用于发电机、变压器房，非燃煤锅炉房?⒊有射程远、流量大适用于大空间和室外堆场的消火炮的实际应用。如：红博使用。

另有自动喷水雨淋-泡沫联用系统。 上述系统可以混用。 二、卤代烷灭火系统

?CF2ClBr?1211气体灭火剂，也叫哈龙。烷烃分子中卤素取代氢 原子CH4?CFBr??1301?3优点：高效、迅速（喷射10s，1/100s灭火）、无污染、无毒。

缺点：只能扑灭表面火灾，大气污染，破坏南极O3层，只能用到2010年。 迄今为止已正式明确七氟丙烷，IG541等七种灭火剂可用于替代卤代烷灭火剂。 七氟丙烷灭火系统、惰性气体灭火系统、低压CO2灭火系统、细水雾等五种灭火系统可用于替代卤代烷1211和1301灭火系统。

适用于大型通讯中心、飞机、轮船机舱、图书馆等极重要场所。 三、CO2灭火系统

窒息作用、冷却降温作用，浓度要求≥30%。优点：成本低，不导电等；缺点：有毒。不可扑救钾、钠、镁火灾。 四、N2灭火系统

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稀释冲淡可燃气体，隔绝空气。适于置换可燃气体，防爆。常用于电力变压器。 五、干粉灭火装置

用于覆盖，适于温度低的汽车上。缺点；易复燃。 六、泡沫灭火装置

组成：泡沫灭火剂溶液和水。适于室外，油类火灾、流淌火灾。 自动喷水——泡沫联用系统可用于汽车库可燃液体火灾。

在设计中，最常用、最基本的是消火栓和喷淋系统，重点练习。

第2节 高层建筑消防给水用水量

一、高、低层消防给水系统的划分

?消防车的供水能力??24m?划分的依据?登高能力??48m

?人员体力?计算依据消防车消防能力：《郭书》中的计算公式P167

住宅10层和10层以上占全部高层建筑的40~50%(包括首层设置商业服务网点的住宅，2层也有商业就是商住楼)。并参考国外的经验。

“外救”??24m公建,10层住宅，低层??所以，第1节课中的高、低层建筑分界， ?“自救”??24m，高层??二、高层建筑消防的“自救”原则

建筑分类（一、二类）见《二本教材中的表格》。（《郭书》P170页，表5-1，《李书P111表4-11》，讲表） 名称 一类 二类 居住建筑 高级住宅 十九层及十九层以上的普通住宅 十层至十八层的普通住宅 1.医院 2.高级旅馆 3.建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1000m的商业楼、 展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼 公共建筑 4.建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1500m的商住楼 5.中央级和省级(含计划单列市)广播电视楼 6.网局级和省级(含计划单列市)电力调度楼 7.省级(含计划单列市)邮政楼、防灾指挥调度楼 8.藏书超过100万册的图书馆、书库 221.除一类建筑以外商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼、图书馆、书库 2.省级以下的邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼 3.建筑高度不超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等 - 31 -

9.重要的办公楼、科研楼、档案楼 10.建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等 原因：既保证消防安全又节约投资。 ? 医院：病人行动不便——1类。 ? 高度结合面积。

规范划分3条分界线（图示） ??24m???云梯工作高度30～48m，消防水泵接合器供水高度50m??高区不设?24～50m，“半自救”???建筑内部提供灭火所需的Q、H?50～100m，“自救”?100～250m，风速加大，危害大，??消火栓以外，喷淋为主，普遍设置?

按《条文说明》72页解释高度

“自救”原则：必须保证室内消防系统任何时间都能满足消防所需的流量和压力要求，以及保证火灾延续时间内的消防用水量。 24m以下裙房，多层裙房（裙房：与高层建筑相连的建筑高度不超过24m的附属建筑。），24m以内可按《低规》考虑。“自救”、“外救”的互补作用。 三、高层建筑消防用水量

⒈高层建筑同一时间的火灾次数：25000人---1次（与城市消防相同，25000-40000人2次）。

⒉用水总量=室外+室内，室内=消火栓+喷淋+水幕等同时开启 ⒊消火栓系统用水量， ? 根据上述“自救”“半自救”的原则以50m为线，水量不同。 ? 具体见《郭书》P172页，表5-2，《李书》P114页，表4-2讲表。根据国内

大量火灾的扑救实际经验确定： 建筑 高 层 建 筑 类 别 高度 (m) 室外 室内 消火栓用水量(L/s) 每根竖管最小流量 (L/s) 每支水枪最小流量 (L/s) ≤50 普通住宅 ＞50 15 10 10 5 15 20 10 5 - 32 -

1.高级住宅 2.医院 3.二类建筑的商业楼、展览楼、综合楼、财贸金融楼、电信楼、商住楼、图书馆、书库 4.省级以下的邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼 5.建筑高度不超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等 ≤50 20 20 10 5 ＞50 20 30 15 5 1.高级住宅 2.建筑高度超过50m或每层建筑面2积超过1000m的商业楼、展览楼、综合楼、财贸金融楼、电信楼 3.建筑高度超过50m或每层建筑面2积超过1500m的商住楼 4.中央和省级(含计划单列市)广播电视楼 5.网局级和省级(含计划单列市)电力调度楼 6.省级(含计划单列市)邮政楼、防灾指挥调度楼 ＞50 7.藏书超过100万册的图书馆、书库 8.重要的办公楼、科研楼、档案楼 9.建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等 30 40 15 5 ≤50 30 30 15 5

? 解释：住宅没有太高的，消防难度比旅馆要小。

解释：水量考虑，解释8支水枪同时工作。画图，最不利3、次不利3、第3不利2支，每支水枪5l/s。每根立管至少15l/s的流量。不同的消防流量，不同的水枪分配（见〈〈李书〉〉P124页表4-10。 ? 对于建筑高度超过100m的，应设消防卷盘（水喉），水量不计入消防总水量。

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⒋喷淋Q理论?q强度?F面积?T延续时间 《郭书》P172页表5-3，《李书》P145，表4-21-4-22，危险等级已重新划分，规范已改变 危险级别不同，参数取值不同。时间1h。

⒌雨淋：属开式，按严重级进行计算，用于大型舞台。

0.5l/s.m?冷却：?⒍水幕：也属开式?隔离：（经验） 2.4l/s.m?代替防火墙：2.5～3.0l/s.m?（喷淋规范）表5.0.10 水幕系统的设计基本参数

喷水强度 （L/S·m） 2 0.5 0.1 喷头工作压力 （MPa） 水幕类别 防火分隔水幕 防护冷却水幕 喷水点高度（m） ≤12 ≤4 注：防护冷却水幕的喷水点高度每增加1m，喷水强度应增加0.1L/s·m，但超过9m时喷水强度仍采用1.0L/s·m

第3节 室外消防给水系统

一、室外消防给水水源

（因地制宜，完善确保程度，81.5%火灾扑救失利原因在于消防水源不足；保证率与生活水不同，应该100%）

⒈城市管网：同时保证生活、生产最大时流量、室内外消防最大秒流量时保证消防压力。如辽化，高位水池通过管道供给实现。很少直接供给。 ⒉天然水源：距离较近时，最枯水位时需满足。

⒊设消防水池：规定一路进水时或上述不能满足水量要求时，必须设水池。满足室内、室外水量要求。 容积计算分成3种情况。

外消防水量时?室外给水管网能保证室?决定包不包括室外的水量。如保证在火灾?不能保证时?完全不能保证时?发生时，室外管网连续补水时的补水量。为使水池小些，可从市政供水中扣除。 火灾延续时间（全程时间灭火，与喷淋不同）：1类3h，2类2h。

? 一般设计中出现：864m3，（为什么？） ≥500m3时要分隔消防水池的

总容量超过500m3时，应分成两个能独立使用的消防水池。。水池型式要求，看书。（水池间设连通管、水泵分设吸水管、共用吸水井） ? 消防后48小时，校核装满。以备2次灭火使用。 ? 2或多栋建筑公用水池的情况，按最大1栋计算。

? 水池的取水口或取水井水深保证消防泵吸水高度不超过6m。取水口或取

水井与被保护高层建筑的外墙距离不宜小于5.00m，并不宜大于100m。

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? 如果消防和生活共用，则要有保证消防水不被动用的措施。（李书图）。

可利用游泳池、喷泉，但要保证

? 水质方面：不堵塞、不含油等易燃物质。 ? 消防水池水深保证吸水高度不超过6m，吸水井有效容积不小于最大一台

水泵3min水量。

哈尔滨例外 水鹤

二、室外消防给水管网与消防泵站(画图解释)

消防管网环状，不宜少于2条，并宜从两条市政给水管道引入，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。 为此需要水力计算确定管径。优先考虑与市政管网成环，压力、流量不足时自行成环。

对于生活消防联合供水系统，应能保证生活最大小时水量和室内、外消防水量的情况下，市政水压不低于10m水压（地面算起，以满足消防车从室外消火栓吸水）。否则就需设室外消防泵。

室外消防用水量使用3种方式：⒈管网取水，消防车加压，水泵接合器⒉消防车水枪，控制和扑救建筑物火灾 ⒊室外消火栓 接水枪直接灭火低层或临近建筑物火灾。

其中消防车加压2种方式：⒈从消火栓吸水⒉消火栓注水到消防水罐，再吸水。 10m=1个车2只水枪，1只水枪5l/s，65mm水带20m长→水头损失8.6m +消火栓与消防水罐入口标高差1.5m。

三、室外消火栓

⒈每个消火栓用水量10～15l/s。 根据室外30l/s，可算出个数2～3个。一般取3个。一台消防车2支水枪，占一个消火栓，也可供一个水泵接合器。

⒉建筑物周边均匀布置。距路边≤2m，距外墙5～40m。水泵接合器位置考虑。在该范围内的市政消火栓可计入室外消火栓的数量（水量、水压保证时）。 包括地上式、地下式、墙壁式。考虑美观、便于寻找、防冻、防坠物等因素。

第4节 室内消火栓给水系统

一、消火栓消防给水系统型式

不设水箱,随时满足?高压制：不临时启动、?⒈按平时水压分?临时高压制：

?低压制：高层不用?临时高压包括：

? 平时水量、水压不满足灭火要求，火灾时需启动消防泵。 ? 保持足够的水压

消防水泵启动、水箱气压罐保证10min水量，以后消防主泵

启动。这在高层中常用到。

?独立⒉按供水范围分? 对几幢高层建筑群，节省投资但对地震区其安全性

?区域集中低（为什么？）

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⒊按建筑高度分：

①不分区：建筑高度50m以内，不分区，高层住宅常见。“半自救”情况。规定：最低的消火栓处静水压力≤80m（书中有具体原因《郭书P176页下部》）。 立管50m分一个区。

此外，在出口出水压力>50m的消火栓前支管上，设减压阀或孔板。原因：便于消防员操作、保持出水量接近计算值。

在配有黄河牌大型大功率的消防车的城市，可不分区。

②分区：建筑高度大于50m。并联、串联、减压方式。

（并联、串联方式的优缺点视时间，念《郭老师书中》P178页，与生活给水相类似）

另，对要确保的高层高区或超高层，可设转输消防水箱、转输加压泵。 二、室内消火栓系统布置

⒈消防与生活分开独立设置，原因：压力不同，分区也不同。

⒉管网立体环状布置。管径100mm通行。立管至少100，每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定。当相邻2根立管有1根检修时，另1根仍能保证。上环管不应少于2条. 画示意图解释。

⒊消火栓布置：保证同层2支水枪（同一消火栓双出口不可，但塔式住宅，设2立管困难时，建筑高度小于50m时，将就）同时到达。考虑实际绕墙角等。 ⒋喷淋和消火栓系统不宜合用。有困难时可合用消防主泵。消火栓系统和自动喷水系统一般不合用的原因？水压、水量（时间）、水质要求不同（视时间，念《郭书》P179～180页。）

课前内容：⒈教材不是一成不变的，具体条文规定还要依据规范。《规范》是最新的，总在变化。其权威程度和更新速度 《规范》、标准>《杂志》>《教材》>《手册》

⒌消火栓间距不超过30m。消火栓间距公式

布置间距原则：保证2个消火栓的水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。 （据统计1支水枪控制率40%，2支水枪控制率65%）

S?R2?b2

R---保护半径，水龙带敷设长度（25m）+充实水柱45度投影（一类13m）， b---消火栓最大保护宽度（m），如走廊宽。（可图示《李书119页图4-4》）。 ? 充实水柱10m，100m以上是13m才能灭火。（定义视时间解释《李书》P118

页）。

? 消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。

⒍阀门

? 阀门设置保证检修。保证检修管道时，关闭竖管仅1条。当竖管4条以上时，

可关闭不相邻的2条。

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? 止回阀设置在消防水泵出口、水箱出口（防止主泵水进入水箱）、水泵接合

器上。

? 栓口压力大于0.5Mpa时，在消火栓处设置减压装置。（原因：人难以握住、

水箱水过早流完）有一体的减压稳压消火栓。所以规定静水压力不超过0.Mpa。

⒎电梯前室必设消火栓---消防队员专用，长度可<25m。不计入正常布置中（举例错误情况）。消防电梯的设置规定：设置的条件、最小载重量、速度，消防电梯的井底应设排水设施，排水井容量不应小于2.00m3，排水泵的排水量不应小于10L/s。

⒏水泵接合器的作用：a.室内消防泵不能启动，消防车加压供水；b.大面积火灾，用水量超过消防泵能力，补充供水。

《李书P117页》图示水泵结合器节点的组成。设计中要画全。（水泵结合器、止回阀、安全阀、闸阀、放水截门）

水泵接合器设置 ：①消防车泵能力15l/s，一个接合器10～15l/s，如根据40l/s的室内消火栓水量。消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应

分别设置水泵接合器。

一个区 3个，当算出少于2个时仍采用2个（即最少2个）。

②周围15～40m以内应设室外消火栓或消防水池、天然可靠水源。 ③并联高区不用，串联接力要用。

④ 与室内管网连接点，与消防泵对置，以充分发挥输水能力。（画简图示意）。 ⑤ 消火栓和喷淋分别设置。

⒐屋顶消火栓：作用：a.检验供水能力；b.扑灭屋顶火灾；c.临近建筑火灾。充实水柱10m，考虑防冻（如屋顶门口、水箱间等）。 ⒑消火栓规格：

? 消火栓规格：每支水枪最小流量5l/s，直径65mm，水龙带长度不大于25m，

直径65mm，水枪喷嘴口径不小于19mm。

? 消防启动按钮，直接启动消防泵（答辩常问的难题：几种启动消防泵的方

式？）。距地面高度1.1m。 ? 消防卷盘（水喉、自救水枪）：一类建筑设，非专业人员自救初期火灾（如

宾馆楼层的服务员）。栓口直径宜25~32mm，胶管内径不小于19mm，长度20～40m，喷嘴口径不小于6mm（6.8~9mm）。可单独，也可合并设置在消火栓箱中。水量小，不计入消防流量。可以与生活系统相接。间距：一股水流到达室内地面任何部位。

? 消火栓栓口离地面高度宜为1.10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂

直。

? 最新的消火栓是：阀后控制，不易堵塞的第三代减压稳压室内消火栓的问世，

有具有水流状态可调、水量可调、水带方向可理顺、后座力小等功能的多功能轻型消防水枪的研制成功， 四、初期火灾扑救措施

原理：前10min，用高位水箱供水，之后消防大泵启动。（保证顶层消火栓处静水压≥0.07Mpa，放宽要求）

高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最

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不利点消火栓静水压力不应低于0.15 MPa。

⒈水箱（常高压不用设，临时高压需要设）

? 每区的水箱储量：各类建筑不同，一类（公建住宅以外）≥18m3，（40l/s×

3

10min？），一类住宅≥12m

（高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18m3；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12m3；二类居住建筑不应小于6.00m3） 水箱消防水既保证水质，又保证不被动用的措施：（以前讲过）出口设止回阀。 2个问题：

如不设水箱，大容量，专用气压消防设备。

水箱不能解决高区的消防水压。此时需要有增压设备。所以， ⒉增压设备 ① 管道泵：（满足初起火灾一个消火栓或一个喷头）流量不应大于5 l/s，对喷淋不应大于1 l/s。扬程最不利消火栓起计算。但靠远距离按钮启动，也有启动时间10s，而主泵13s。所以，意义不大。〈〈李书〉〉中图4-7P121页，典型的管道泵加压的连接方式。注意水箱出水管上的止回阀。

② 气压罐：但有效容积小，罐内压力超出工作压力很多，容易暴管、渗漏。规定，可只保证消防大泵启动前的水量。如果储存10min用水时，总容积会很大，占用空间大造价高。一般取，30s—2支水枪、5个喷头—2*5*30+5*1*30=调节水容积450L。

对顶层无水箱时，主要采用。 ③ 稳压泵：小扬程高流量。 简要画〈〈李书〉〉中图4-8P122页解释具体可参考手册等。 3个工作点。

设计工作压力-10m～设计工作压力～设计工作压力+10m 流量1.0l/s 第2个区间，渗漏补压 ，第1区间消防工作。 缺点：启动频繁

总之，好的方案是稳压泵+气压罐（占地小、投资省、能耗低、实用、经济、可靠）。条件：电源要保证。

⒊小口径消火栓（消防卷盘、水喉）

五、室内消火栓给水管网系统水力计算 计算目的及原理：

⒈计算最不利消火栓所需水压及其水枪实际射流量：

根据充实水柱长度～水枪喷口所需水压～消火栓口所需水压、水枪喷嘴出水量 之间的公式和表格计算。（课后可看2本教材。） ⒉计算确定消防给水管网管径及其水头损失

消防竖管最小流量10～15l/s，考虑火灾初期和消防主泵启动后、水泵接合器加压的3种工况。

按支状管网计算（管道事故时）。局损按沿程的10%，流速不大于2.5m/s。 水枪最不利、次不利、第3不利分配，根据流速、流量定管径。（理论上应该平差）。

⒊高位水箱设置高度计算及其校核（以下可见〈〈李书124~125页 〉〉） 水箱高差满足消火栓口所需水压（21m左右）及水头损失。

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? 建筑高度100m以内时，最不利点静水压力不小于0.07Mpa。100m以上时不

小于0.15Mpa。

? 满足动压：消火栓口所需水压+管网损失〈水箱高度。 ⒋选择消防泵，校核消防泵扬程； 扬程：高差+管路损失+栓口所需水压

⒌消火栓栓口前减压孔板选择计算：先算各层消火栓处的剩余水压（怎么算，推算），根据需要通过减压孔板的水头损失，得出孔板的口径。 六、消防水泵设置与消防水泵房

⒈室外？？消防泵流量（宜）=室内+室外消防用水量

⒉吸水管不少于2条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管应仍能通过全部水量。必须灌入式，2条出水管与环网相连，供水管上设试验检查用压力表和65mm放水阀。

⒊防超压，可设安全阀泄压。供水管上应装设试验和检查用压力表和65mm的放水阀门。 超压很复杂（冷、热水也有），消防系统常见原因：试验消防泵、火灾初起（离心泵曲线）、分区偏大、水锤等。（总之大家可自己课后设想分析。） 解决方法：多台水泵并联、选用特性曲线平缓的水泵、合理确定分区范围 布置管道、提高管道和附件承压能力、设安全阀、设回流管道。 ⒋消防泵不设减震隔音措施（其它要求可看书） ⒌备用泵，不论多少泵，可只设一台备用，不小于最大一台泵。与喷淋不同。（消防泵启动一共几种方式？）

⒍消防泵房应设直通室外的出口或直通安全出口。 ⒎可直接从市政管网直接吸水，与生活水不同。

第5节 自动喷水灭火系统

一、自动喷水灭火系统的优点及适用范围 优点：为什么尤其在高层建筑中大量采用？ ⒈自动监测、报警、喷水灭火。 ⒉非常及时。

⒊适于扑灭初起火灾。 ⒋不受烟雾影响。

⒌打铃报警、指示火灾部位。

总之,安全可靠、经济实用、灭火成功率高（美国1925~1964年间统计灭火成功率96.2%，投保的费用降低）。

喷淋、水幕区别前已讲过，原理、计算相似，课上只讲喷淋。 适用范围：根据《高规》规定：

? 对于建筑高度超过100m的高层建筑：除面积小于5.00m2的卫生间、厕所和

不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。 ? 建筑高度不超过100m的一类高层建筑：

公共活动用房。

走道、办公室和旅馆的客房（注意以前是可不设，现在是必须设）。 可燃物品库房。 高级住宅的居住用房。

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自动扶梯底部和垃圾道顶部。

高层建筑中经常有人停留或可燃物较多的地下室房间、歌舞娱乐放映游艺场所等，应设自

动喷水灭火系统

设置场所火灾危险等级《喷淋规范》的划分，是在分析火灾特点和热气流驱

动喷头开放及喷水到位的难易程度后确定。应符合下列规定：（注意：比

书上的原规范细分了）。 1 轻危险级

2 中危险级：Ⅰ级Ⅱ级

3 严重危险级：Ⅰ级 （Ⅱ级 用雨淋系统：）

4 仓库危险级：Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级 （设置快速响应早期抑制喷头的自动喷水

灭火系统EPRS）

设置场所火灾危险等级举例

火灾危险等级 轻危险级 设置场所举例 建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等 l）高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼（塔）等 2）公共建筑（含单、多高层）：医院、疗养院；图书馆（书库除外）、档案馆、展览Ⅰ级 中危险级 馆（厅）；影剧院、音乐厅和礼堂（舞台除外）及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2的商场、总建筑面积小于 1000m2的地下商场等 3）文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等 4）工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件 1）民用建筑：书库、舞台（葡萄架除外）、汽车停车场、总建筑面积5000m2及以上Ⅱ级 的商场、总建筑面积1000m2及以上的地下商场等 2）工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒（啤酒除外）、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间 严重Ⅰ级 印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间等 - 40 -

危险级 Ⅱ级 易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂、油漆、沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台“葡萄架”下部 Ⅰ级 仓库危险级 Ⅲ级 食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品、仓储式商场的货架区等 木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与Ⅱ级 橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等 A组塑料与橡胶及其制品；沥青制品等 仓库中如高堆积货物，每4m高货物即设一层喷头。 二、自动喷水灭火系统的组成

⒈水源：注意如用天然水，防杂质堵塞喷头。

⒉供水设施：水池、水箱、水泵、气压罐，按火灾持续1h计，其它（10min水量、容积、顶层压力保持等）都和消火栓系统相同。 ⒊管网系统：单元成支状，干管成环。 （视时间画《李书》P149页图4-39。）（郭书画图示例图5-6，比较复杂，可课后体会）

原则：尽量对称。其原因：为了减小管径、节省投资、便于计算、使水力条件好均匀。

3‰的坡度，不小于2‰，坡向排水；末端监测、排气；多层设减压、节流措施（否则低层的流量大于高层喷头的流量）；

分区依据：工作压力1.2Mpa（报警信号阀的承压极限）。但考虑高压漏失，故一般与消火栓系统分区相同。 ⒋喷头：

额定温度为高于室内最高温度+30℃

?玻璃球式:宾馆商店68℃；厨房93℃ 不同温度不同的颜色标志 ??易熔合金玻璃球式包括：

? 标准型（普通型、直立型、下垂型、边墙型含义）不同情况，选型不同 ? 装饰型（用于吊顶内，全隐蔽装饰型和半隐蔽装饰型） ? 大保护面积喷头（可增大保护面积，减少喷头数量） ? ESFR喷头（高工作水压、大量喷水，用于高仓库）。

此外，开式喷头

开式洒水喷头---用于雨淋系统

水幕喷头---用于防火卷帘、玻璃幕墙的冷却防护 水雾喷头—分解成细小水滴

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快速响应喷头：动作灵敏

表6.1.1 采用闭式系统场所的最大净空高度（m） 设置场所 民用建筑和工业厂房 仓库 采用快速响应早期抑制喷头的仓库 采用闭式系统场所的最大净空高度 8 9 12 备用喷头：自动喷水灭火系统应有备用喷头，其数量不应少于总数的1％，且每种型号均不得少于10只。（火灾后更换恢复） ⒌控制及报警系统（画图《郭书》5-4P189页）

⑴报警阀：开阀喷水、流入延迟器，打水力警铃报警和压力开关，防止水倒流。 1个报警阀控制不超过800个喷头（可靠、维修影响不大）。 距地面高度1.2m（方便施工、测试、维修）并设有排水设施。 每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。（均衡流量） 连接报警阀进出口的控制阀，宜采用信号阀。当不采用信号阀时，控制阀应设锁定阀位的锁具。（防止误操作）

⑵水力警铃：水流冲动叶轮打铃而报警。工作压力不小于5m，安装在报警阀附近，连接管管径20mm，不宜大于20m。（保证声音强度）

⑶延迟器：安装在报警阀与压力开关之间的管道，延迟25～30s。防止因压力波动、水锤、启停泵而短暂开启报警阀，而误报警。

⑷水流指示器：指示火灾具体位置，启动消防泵，发信号到服务台、消防控制中心和消防泵房。 桨片随水流动作，延时电路20~30s。安装在各楼层的配水管上。 ⑸压力开关（水力继电器）

之间：膜片受压后,发信号启动消防泵?设于延迟器与水力警铃 ?：启动稳压泵（初期、漏失）调节起停压力?设于稳压泵附近的管上⑹末端监测装置：设在管网末端。每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末

端试水装置，其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均应设直径为25mm的试水阀。管径25mm。包括试水阀、压力表、试水接头、排气阀（最高点）。 （泄水阀、排污口？在最低点）

⑺火灾探测器：感烟、感温、感光（光需要持续一段时间，不常用）。数量根据保护面积、探测面积而定。

三、自动喷水灭火系统的设计 ⒈确定火灾危险等级分类，（轻危险级、中危险级（Ⅰ、Ⅱ级）、严重危险级（Ⅰ、Ⅱ级）） 。注意新的规范与2本教材都不同，分级更细致了。

以此确定水量、喷水强度、作用面积（一次火灾中系统按喷水强度保护的最大面积）等基本数据。注意新的规范与2本教材都不同，见规范。

民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数 火灾危险等级 喷水强度 作用面积 喷头工作压力 22（L/min m） （m） （Mpa）

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4 160 0.10 轻危险级 6 中危险Ⅰ级 8 级 Ⅱ级 12 260 严重危Ⅰ级 16 险级 Ⅱ级 注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05Mpa。 上述注：的原因：防止屋顶水箱高度超过10m，影响外观和结构。 装设网格、栅板类通透性吊顶的场所，系统的喷水强度应按本规范上表规定值的1.3倍确定。（喷头必须安在顶部感烟，吊顶阻挡故加大强度）

⒉喷头布置：房间内任何部位都能受到喷水保护，及时受热，且满足喷水强度，洒水均匀分布。

一般，2m≤喷头间距≤3.6m

布置形式：正方形布置、长方形布置、菱形布置。

喷头布置位置：与吊顶距离、同层2个以上系统时、斜屋顶、梁侧附近、门窗孔洞、扶梯等都有相应具体规定。具体见《李书P148页》。规范规定

表7.1.2 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距

喷水强度 （L/min·m2） 4 6 8 12~20 正方形布置的边长（m） 4.4 3.6 3.4 3.0 矩形或平行四边形布置的长边边长（m） 4.5 4.0 3.6 3.6 一只喷头的最大保喷头与端墙的最大护面积（m2） 20.0 12.5 11.5 9.0 距离（m） 2.2 1.8 1.7 1.5 注：1 仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定； 2 货架内喷头的间距不应小于2m，并不应大于3m。

80cm高以上的闷顶和技术夹层内须设喷头。 ⒊管道与阀门布置

? 2个以上报警阀时，应环状管道、进水管不少于2条。（画简图） ? 环状管道上的分隔阀门，保证检修的时候关闭的报警阀不超过3个。 ? 配水管管径不小于25mm。

? 。配水管道的工作压力不应大干1.20Mpa

? 配水管道应采用内外壁热镀锌钢管（报警阀出口后，不能用焊接）。

? 水平安装的管道宜有坡度，并应坡向泄水阀。充水管道的坡度不宜小于2‰ ? 不同管径上的最大喷头数 见《规范》。 ⒋水泵

供水泵的吸水管应设控制阀；出水管应设控制阀、止回阀、压力表和直径不小于65mm的试水阀。

四、自动喷水灭火系统的水力计算 计算目的及原理：

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⒈确定管径：由喷头出水量公式，根据特性系数法和平均喷水强度法（作用面积法）（具体不讲，很烦琐需要大家课后认真看，也可以自己编程解决）计算管道流量，流速不宜超过5m/s。计算水头损失（局部阻力看《规范》中的当量长度法）。

⒉计算所需压力：=最不利点喷头工作压力+高程差+水头损失（沿程、局部、报警阀（2m））

⒊计算水箱高度，选泵

上述管网计算方法：（具体计算属设计内容）。 （其它卤代烷等消防系统） 高规：

室外低压给水管道的水压，当生活、生产和消防用水量达到最大时，不应小于0.10MPa(从室外地面算起)。注：生活、生产用水量应按最大小时流量计算，消防用水量应按最大秒流量计算。

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