建筑给水排水工程设计计算说明书

摘要

本设计的主要任务是天津市某高层酒店建筑给水排水工程设计，设计的主要内容包括：建筑给水系统、建筑排水系统、消火栓给水系统和自动喷淋系统的设计。

本建筑地下1层，地上17层，建筑物总高度为66.9m。其中一至四层为非标准层；五至十六层为标准层；十七层为顶层。

市政给水管网常年提供的资用水头为0.30MPa ，经技术经济比较，室内给水系统拟采用分区给水方式。初步拟定该建筑给水系统分二区：一至六层为低区，由市政管网直接供水；七层至十七层为高区，由变频泵供水。

建筑排水系统采用合流制，直接排入下水道。

消火栓给水系统主要为室内消火栓给水系统，消火栓的布置范围包括各楼层、消防电梯前室和屋顶检验用。消火栓保护半径为28m。

建筑内喷头数量约1954个，设3组预作用报警阀，报警阀后管网为枝状网，每层设水流指示器。

关键词：建筑给水系统；排水系统；消火栓系统；自动喷淋系统

I

Abstract

The main task of this design is the water supply and drainage design of a high-rise hotel in Tianjin. The content of my design includes the design of the building water supply system, the building water drainage system, the building storm-water system, the hydrant water supply system and the automatic sprinkler system.

The building has 1 floor underground and 17 floors overground. The height of the building is66.9m.The first to the fourth floor are Non-standard layer; The fifth to the sixteenth are standard layer;The seventeenth is the top.

The municipal water supply piping can provide 0.30Mpa head. After the comparison of technicality and economy, interior water supply system intends to adopt subarea water supply. Preliminary study out that building water supply system is divided two areas: 1～6 floors are low area. The pipe network supplies water directly from municipal water supply piping;7～17 floors are high area. Water supply is supplied by no negative pressure water equipment.

The building water sewerage system adopt confluence .All waste water enter drain via a septic-tank.The building storm-water system adopts inner draining.

Hydrant water supply system includes interior hydrant water supply system and outside hydrant water supply system. Hydrant arranging range includes every storey, the room in front of fire elevator and roof for check. The hydrant protects a radius of 28m.

The number of sprinkler heads in the building is about 1954. The automatic sprinkler system set up 3 groups watery alarm valve. Behind the alarm valve, the piping is set as branch. Every storey set water flow indicator.

Keywords：the building water supply system；water drainage system；hydrant water supply system；the sprinkler system

II

目录

前言 ........................................................................................................................... 1 1 设计概述及设计依据 ........................................................................................... 2 1.1 设计概述 ............................................................................................................ 2 1.1.1 工程概况 ......................................................................................................... 2 1.1.2 设计资料 ......................................................................................................... 2 1.1.3 建筑给水排水工程设计任务 ......................................................................... 2 1.2 设计依据 ............................................................................................................ 3 2 生活给水系统 ....................................................................................................... 4 2.1 系统的组成与选择 ............................................................................................ 4 2.1.1 系统的组成 ..................................................................................................... 4 2.1.2 系统的选择 ..................................................................................................... 4 2.2 给水管道平面布置及管道敷设 ........................................................................ 5 2.2.1 基本要求 ......................................................................................................... 5 2.2.2 布置形式 ......................................................................................................... 7 2.2.3 给水管道的材料 ............................................................................................. 7 2.3 生活给水系统的设计计算 ................................................................................ 8 2.3.1 生活用水量计算 ............................................................................................. 8 2.3.2 给水管网水力计算 ......................................................................................... 9 2.3.3 给水管网的校核 ........................................................................................... 14 2.3.4 生活贮水池容积计算 ................................................................................... 14 2.3.5 水表的计算与选择 ....................................................................................... 15

2.3.6 生活水泵的计算与选择 ............................................................................... 15 2.4 减压设施计算 .................................................................................................. 16 2.5 给水附件 .......................................................................................................... 17 3 建筑室内消火栓给水系统 ................................................................................. 18 3.1 消火栓系统的组成与用水量 .......................................................................... 18 3.1.1 消火栓系统的组成 ....................................................................................... 18 3.1.2 消火栓系统用水量 ....................................................................................... 18 3.2 消火栓系统类型 .............................................................................................. 18 3.3 消火栓系统设备初期选型 .............................................................................. 19 3.3.1水枪充实水柱长度计算 ................................................................................ 19 3.3.2 消火栓的保护半径 ....................................................................................... 20 3.3.3 消火栓的布置间距 ....................................................................................... 20 3.4 消火栓系统给水方式与布置 .......................................................................... 20 3.4.1 消火栓系统给水方式 ................................................................................... 20 3.4.2 消火栓系统的布置 ....................................................................................... 20 3.4.3 消火栓给水管道的材料 ............................................................................... 22 3.5消火栓给水系统设计计算 ............................................................................... 22 3.5.1 水枪喷嘴处所需的水压 ............................................................................... 22 3.5.2 水枪喷嘴的出流量 ....................................................................................... 23 3.3.3 水带水头损失 ............................................................................................... 23 3.5.4 消火栓栓口所需水压 ................................................................................... 24 3.5.5 消防管网水力计算 ....................................................................................... 24

3.5.6 水箱安装高度校核与计算 ........................................................................... 27 3.6 增压设施的计算与选择 .................................................................................. 28 3.7 减压孔板的设计与计算 .................................................................................. 29 3.8 消防贮水池计算 .............................................................................................. 31 3.9 水泵接合器的设计 .......................................................................................... 31 3.10 室外消火栓的设计 ........................................................................................ 32 4 自动喷水灭火给水系统 ..................................................................................... 33 4.1自动喷水灭火系统的一般规定 ....................................................................... 33 4.1.1 自动喷水灭火系统的设计原则应符合以下规定 ....................................... 33 4.2自动喷水灭火系统的使用范围及组成 ........................................................... 33 4.2.1 自动喷水灭火系统的使用范围 ................................................................... 33 4.2.2 自动喷水灭火系统的组 ............................................................................... 34 4.3 自动喷水灭火系统用水量确定 ...................................................................... 34 4.4 自动喷水灭火系统方案确定 .......................................................................... 34 4.4.1 自动喷水灭火系统选型 ............................................................................... 34 4.4.2 喷头的选用 ................................................................................................... 35 4.5自动喷水灭火系统管网布置 ........................................................................... 36 4.5.1 自动喷水灭火管网的布置及安装 ............................................................... 36 4.5.2 自动喷水灭火系统的管材 ........................................................................... 36 4.6 自动喷水灭火系统管网水力计算 .................................................................. 37 4.6.1 管网水力计算（特性系数法） ................................................................... 37 4.6.2 校核管道流速 ............................................................................................... 40

4.6.3 校核喷水强度 ............................................................................................... 40 4.6.4 喷淋泵计算 ................................................................................................... 40 4.6.5 喷淋系统压力校核 ....................................................................................... 41 4.6.6 减压孔板计算 ............................................................................................... 41 4.6.7 水箱高度校核与计算 ................................................................................... 42 4.7 增压设施的计算与选择 .................................................................................. 43 4.8 消防贮水池的计算 .......................................................................................... 44 4.9 水泵接合器设计 .............................................................................................. 45 5 建筑室内排水工程 ............................................................................................. 46 5.1 排水系统设计要求、组成 .............................................................................. 46 5.1.1 建筑排水要求 ............................................................................................... 46 5.1.2 排水系统的组成 ........................................................................................... 46 5.2 排水系统排水体制的选择 .............................................................................. 46 5.3 排水系统平面布置 .......................................................................................... 47 5.3.1 布置与敷设的原则 ....................................................................................... 47 5.3.2 排水管道布置和连接 ................................................................................... 47 5.3.3 排水管道的敷设和安装 ............................................................................... 48 5.3.4 排水横支管的布置与敷设 ........................................................................... 48 5.3.5 排水立管的布置与敷设 ............................................................................... 49 5.3.6 埋地横干管及排出管的布置与敷设 ........................................................... 49 5.3.7 通气管系统设计要求 ................................................................................... 50 5.3.8 排水管材 ....................................................................................................... 50

5.4 排水管网的设计计算 ...................................................................................... 51 5.4.1 设计秒流量的确定 ....................................................................................... 51 5.4.2 排水管网计算 ............................................................................................... 51 5.4.3 排水管网校核 ............................................................................................... 65 5.4.4 地下室排水计算 ........................................................................................... 65 5.5 排水附件 .......................................................................................................... 67 5.5.1 清扫口和检查口 ........................................................................................... 67 5.5.2 地漏 ............................................................................................................... 67 6 结论 ..................................................................................................................... 68 致谢 ......................................................................................................................... 69 参考文献 ................................................................................................................. 70 附录A ..................................................................................................................... 71 附录B ..................................................................................................................... 75

前言

近年来，随着我国经济实力的增强，生活水平的提高，人们对生活质量，特别是生活空间居住环境的要求也在日益提高，节水节能已经提上日程。这就要求我们建筑给水排水专业人员更加努力，在做好合理设计的同时，更应开放思维，提高节水节能意识，为创和谐社会贡献一份力量。

建筑给水工程是把城市给水管网提供的水源，按建筑物对水量和水压的要求分配到各用水点，为生产和生活提供安全和方便的用水条件；建筑消防工程是为保障人民的生命和财产安全的工程技术措施；建筑排水工程，是把生活和生产过程中产生的废水迅速地排除到室外排水系统或污水回用系统中去。

在高层建筑中，充分注意吸收国内外高层建筑的新设备和新经验，力求反映新世纪建筑工程学科的发展趋势。无论工业与民用建筑都需要为人们提供卫生、舒适和方便的生活和工作环境。建筑内部给水排水系统及卫生设备的完善程度和技术先进水平，已成为社会生产、房屋建筑水平和物质生活水平的重要标志。

随着我国建筑业的迅速发展，对建筑给水排水工程提出了更高的要求。如节水节能技术和新型卫生器具、材料、设备的开发，如何提高和保证给水和热水的水质，有效地控制噪声，高层建筑消防给水、污水管道的通水通气能力、屋面雨水系统的设计计算理论等等，都需要进一步发展和创新。

在本次设计中，结合相关的设计资料提供的数据，本着以经济合理为原则，精确选择供水方案。在给水方面采用多项给水系统和超强节能的变频调速系统，大大增强了给水保障力度，提高了安全系数。排水方面能结合该建筑的特点、市政条件以及周围建筑环境的特点，在设计中力求保证排水畅通，卫生条件较好。在消防方面主要考虑该建筑的防火等级，涉及方面有消火栓系统、自动喷淋系统。在设计中通过各种方式搜集和整理经验数据以及各种资料，力求使设计更加合理，保证各个系统的正常工作。但在设计中由于个人能力和相关资料匮乏的原因，导致某些设计不够理想。

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1 设计概述及设计依据

1.1 设计概述

1.1.1 工程概况

根据上级有关部门批准的设计任务,拟在天津地建一座高层酒店。总占地面积为3690.5625m2，建筑高度为66.9m。地上为十七层，地下一层。

地下一层为厨房，设备用房等，一层为购物广场，公共卫生间内设蹲式大便器，洗手盆等。首层为酒店大堂，二层为宴会接待厅，三层为办公区，四层为洗浴中心，五至十七层为套房，卫生间内设浴盆、淋浴器、洗脸盆及坐式大便器，要求有完善的给水排水设施。

建筑各层层高如下：地下一层为4.5m,地面一层为5.2m，二层4.5m，三层3.2m，四层3.7m，五至十七层3.1m。

1.1.2 设计资料

1）给水水源

该建筑以城市给水管网为水源，建筑物西侧有一条DN200 mm的市政给水管，管顶埋深为1.2 m。城市可靠供水压力为300 kPa。

2）排水条件：

该地区无生活污水处理厂，城市排水管道为污、废、雨水合流制排水系统。在本建筑北侧有一条DN300 mm的排水管道，埋深为1.0 m。

3）气象及工程地质资料

最大冻土深度为0.69m，最大积雪厚度为0.11m。平均年降水量为569.9 mm，小时最大降雨量为92.9mm。冬季室内设计温度为20℃。

4）电源情况

城市可提供一路独立电源。

1.1.3 建筑给水排水工程设计任务

根据建筑的性质、用途，要求合理安排给水排水管线，确定管道管径等。根据现在的防火灾的实际情况，再基于高层建筑消防应立足于自救的规范要求，该楼的消防要求较高，设置有独立的消火栓系统和自动喷洒系统；而每个消火栓均设有消防按钮，消防时可直接启动消防泵。此外，从美观方面考虑，管道均尽量暗敷设。

要求设计的该建筑的给水排水工程的各分项工程为：

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1）建筑给水工程设计：包括给水方案的比较及确定、卫生器具和管路系统的平面布置、给水系统的水力计算、附属设施的设计与计算。

2）建筑消防工程设计：包括消火栓给水系统的方案设计与水力计算；自动喷水灭火系统的方案设计与水力计算；各系统配套附属设施的计算与选型。

3）建筑排水工程设计。包括室内排水系统方案的比较及确定、管路系统的平面布置、排水系统的水力计算、附属设施的设计与计算。

1.2 设计依据

[1]《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003） [2]《建筑设计防火规范》（GBJ16—87）（2001年） [3]《高层民用建筑设计防火规范》（GB50084—2001） [4]《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—98）（修订稿） [5]《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001） [6]《给水排水设计手册（第一册）》 中国建筑工业出版社

[7]《给水排水设计手册（第二册）》（第二版2001） 中国建筑工业出版社 [8]《给水排水设计手册（第十一册）》中国建筑工业出版社 [9]《给水排水工程快速设计手册（3）》 中国建筑工业出版社 [10]《建筑给排水实用新技术》 赵基兴 同济大学出版社 [11]《建筑给水排水工程》 高等教育出版社

[12]同层排水技术浅析 韩红兵 安徽建筑[J]， 2006年第5期：164，167

[13] 给水排水工程专业毕业设计指南 张智等编著，中国水利水电出版社 2000.3 [14]杨琦．住宅自动喷水灭火系统．给水排水[J],2001

[15] Sullivan, James A. Plumbing, installation and Design. Reston, Publishing, 1991, 53～69

[16] Nielsen, Louis S. , Standard Plumbing Engineering Design New York, 1982, 104～135 [17]相关网站的有关资料

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2 生活给水系统

2.1 系统的组成与选择

2.1.1 系统的组成[11]

整个给水系统由引入管、水表节点、给水管网和附件以及加压设备和生活水箱等构筑物组成。

2.1.2 系统的选择[7]

市政给水管网常年可提供的资用水头为0.3MPa，建筑高度为66.9m，市政水压不能满足建筑内部用水要求，根据设计资料以及规范中的要求,故采用二次加压。

根据设计资料拟定以下三种方案，如表2-1所示。

表2-1 方案比较表 Tab 2-1 scheme comparison

方案 方案一：设水池、水泵和水箱的供水方式

供水方式说明 外网供水至水池，利用水泵提升和水箱调节流量

优缺点

水池，水箱贮备一定水量，停水、停电时可延时供水，供水可靠，供水压力稳定。

不能利用外网水压，能源消耗较大，安装、维护较麻烦，投资较大，有水泵振动、噪声干扰 水池、水箱、贮备一定水量，停水、停电时上层可延时供水，供水可靠。可利用部分外网水压，能源消耗较省 安装维护较麻烦，透支较大，有水泵振动、噪声干扰

供水较可靠,设备布置集中,便于维护管理,不占建筑上层使用面积,能源消耗较省。水泵型号数量较多,投资较多,投资较费,水泵控制调节较麻烦。

适用范围 下列情况下的多层或高层建筑： 外网水压经常性不足，且不允许直接抽水，允许设置高位水箱的建筑

备注

水泵出口应设止回阀，以防水箱贮水倒流

方案二：设水池、水泵和水箱部分加压供水方式 下层与外网直连，利用外网水压直接供水，上传呢过利用水泵提升，水箱调节流量

下列情况下的多层或高层建筑： 外网水压经常性不足且不允许直接抽水，允许设置高位水箱的建筑 在外网水压季节性不足供下层用水有困难时，可将上下层配管联通，并设阀门隔断，在水压低时打开阀门由水箱供下层用水

方案三：分区无水箱供水

下层利用市政管网供水,上层分区设置变频水泵,根据水泵出水量或水压,调节水泵转速或运行台数

各种类型的高层建筑 水泵宜用出水流量或水压控制或调节

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从上述三种供水方式的特点中,不难看出,每种供水方式都是有利有弊。最后结合实际工程情况进行分析,扬长避短,发挥优势,充分利用有利条件,确定合理的供水方式。

综上所述, 结合高层酒店的用水特点：用水时间长，一般按24个小时考虑；员工顾客用水较少时长为12小时。考虑到用水的安全可靠性，能源消耗，投资费用等问题，由于市政给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水水压要求。设计采用分区无水箱供水即低区由市政管网直接供水，高区由加压设备供水。

该建筑的给水系统方案确定如下:分高、低两区,方案如下:低区:1～6层及地下室,由室外给水管网直接供水；高区:7～17层为变频水泵加压供水。消防水箱设于顶层，生活消防水池、生活泵房、消防泵房设于地下室内。考虑到初始基建投资方面，消防水箱由生活供水水泵供水。

2.2 给水管道平面布置及管道敷设

2.2.1 基本要求[11]

1)保证供水安全和良好的水力条件，力求经济合理

管道布置时应力求长度最短，尽可能呈直线走向，并与墙、梁、柱平行敷设，但不能有碍于生活、工作和同行。给水干管应尽量靠近用水量最大的设备处或不允许间断供水的用水处，以保证供水可靠，并减少管道传输流量，使大口径管道长度最短。给水引入管，应从建筑物用水最大处引入。当建筑物内卫生器具布置比较均匀时，应在建筑物的中央部分引入，以缩短管网向最不利点的输水长度，减少管网的水头损失，节省管材。

不允许间断供水的建筑，应从室外环状管网的不同管段引入，引入管应不少于2条。若必须在同侧引入时，两条引入管的间距不得小于15m，并在两条引入管之间的室外给水管上安装阀门。

室内给水管网宜采用枝状布置，单向供水。不允许间断供水的建筑和设备，应该用环状管网或贯通枝状双向供水（若不可能是，则应采用设置高位水箱或增加第二水源等保证安全供水的措施）。

2)保证管道不受损坏，便于安装维修

当管道埋地时，应避免被重物压坏或被设备震坏；不允许管道穿过设备基础，特殊情况下，应同有关专业人员协助处理；同时管道也不宜穿过伸缩缝、沉降缝。若穿过则应采取保护措施。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。

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3)不影响生产安全和建筑物的使用

给水横干管敷设于技术层内、吊顶中伙管沟内，立管设于给排水管道竖井，支管可敷设于吊顶、墙体、地板找平层、管窿内，这样美观卫生。

为避免管道渗漏而造成配电间电气设备故障或短路，管道不得穿过变配电间、电梯机房、通信机房、大中型计算机机房、计算机网络中心、有屏蔽要求的X光室、CT室、档案室、书库、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间，一般也不宜穿过卧室、书房及贮藏间。不能布置在妨碍生产操作和交通运输处或遇水能引起燃烧、爆炸或损坏的设备、产品和原料上。此外，不宜穿过橱窗、壁柜、吊柜等设施和在机械设备的上方通过，以免影响各种设施的功能和设备的维修。

4)在技术层、吊顶层中给水管道、排水管道交叉时，一般是给水管在上面，其次是排水管。当给水管与排水管道交叉或者平行敷设时，应满足规范规定的距离要求，若不满足应该加设防护措施。

5)便于安装维修

布置管道时其周围要有一定的空间，以满足安装、维修的要求，给水管道与其他管和建筑结构的最小净距见表2-2。需今人检修的管道井，其工作通道净宽度不宜小于0.6m，管井应每层设外开检修门。

表2-2水管道与其他管道和建筑结构之间的最小净距

Tab 2-2 water pipe and other pipe and architectural structure of the minimum distance between net

室内墙

面 >100 >25 >35 >50 >60

地沟墙壁和其他管道

>100

梁、柱、设

备

50（无焊缝）

排水管

备注

水平净距 >1000 >500

垂直净距 >150 >150

在排水管上

方 在排水管上

方

给水管道名称

引入管 横干管 <32 32～50 75～100 125～150

立管

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2.2.2 布置形式[11]

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，故采用上行下给供水方式。

2.2.3 给水管道的材料

建筑给水系统最常用的管道有钢管、铸铁管、塑料管等根据管道材料可分为金属管、非金属管和复合管三类。

本设计中采用三型聚丙烯管，也就是PP-R管，PPR管的接口采用热熔技术，管子之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，一般不会再漏水，可靠度极高。

其优点：

a 卫生、无毒本产品属于绿色建材，可用以纯净水、饮用水管道。

b 耐腐蚀、不结垢可避免因管道锈蚀引起的水盆、浴缸黄斑锈迹之忧，可免除管道结垢所引起的的堵塞。

c 较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5℃。最高工作温度可达95℃，可满足建筑给排水规范中热水系统的使用要求。

d 质量轻比重仅为金属管的七分之一。

e 外形美观产品内外壁光滑，流体阻力小，色泽柔和，造型美观。

f PP-R具有良好的焊接性能，管材、管件可采用热熔和电熔连接，安装方便，接头可靠，其连接部位的强度大于管材本身的强度。

g 使用寿命长。PP-R管在工作温度70℃，工作压力(P.N)1.OMPa条件下，使用寿命可达50年以上；常温下(20℃)使用寿命可达100年以上。

h 物料可回收利用。PP-R废料经清洁、破碎后回收利用于管材、管件生产。回收料用量不超过总量10%，不影响产品质量。

根据上述管道布置要求进行给水管道平面布置，具体平面布置见平面布置图（图纸）。 根据具体平面图，管线的标高相对位置（轴侧关系）进行系统图绘制，具体系统图见生活给水系统图（图纸）。

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2）高区即7~17层最不利管段水力计算用图，如图2-2。水力计算表，如表2-7示。

图2-2最不利给水管计算图

Fig 2-2the most adverse water supply the stand pipe calculation chart

根据公式2-3、公式2-5、公式2-6、公式2-7、公式2-8进行水力计算，将计算结果列入水力计算表，如表2-7示。

表2-7最不利给水管水力计算表

Tab 2-7 the most adverse stand pipe water hydraulic calculation table

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

管段编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

管段当量数 0.5 0.75 0.75 65.95 69.2 134.45 138.4 24.75 69.2 69.2 573.15

当量总数 0.5 1.25 2 67.95 137.15 271.6 410 434.75 503.95 573.15 1146.3

设计秒流量/L?s-1 0.1 0.25 0.4 4.122 5.856 8.24 10.124 10.425 11.224 11.97 16.929

管径/mm De20 De25 De32 De75 De90 De90 De110 De110 De110 De110 De125

流速/m?s-1 0.5 0.66 0.61 1.07 1.06 1.49 1.22 1.25 1.35 1.44 1

单阻i /kPa?m 0.249 0.288 0.179 0.183 0.144 0.272 0.147 0.156 0.178 0.201 0.15

管段长度/m 3.73 0.86 1.92 3.45 8.4 8.4 7.85 0.55 1.46 21.47 125.36

管段沿程水损 0.93 0.248 0.344 0.495 1.213 2.282 1.156 0.086 0.26 4.312 18.804

沿程水头损失总和Σhy=30.266kPa

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2.3.3 给水管网的校核

计算低区给水管网直接供水的水压

H?H1?h2?h3?HB (2-9)

式中 H1

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

h2h3HB已知市政给水管网标高为-1.20m，低区最不利点安装高度标高为20.9m,可知

H1=20.9-(-1.2)＝22.1mH2O＝221kpa

局部水头损失按沿程水头损失的30%计，沿程水头损失由水力计算表2-6可知为33.896kPa。

33.896＝44.06kpa h2＝1.3∑hy＝1.3×

水表的水头损失按下式计算得知： H3?2qg2qmax18.92 ?2?0.558kPa108010最不利用水点的流出水头为：

HB＝0.020Mpa＝20kpa

因此,低区给水系统所需水压为：

H?H1?h2?h3?HB ＝221+44.06+0.558+20 ＝285.6kPa ＝28.56mH2O

室内所需的压力于市政给水管网工作压力为常压300 kpa，可满足1～6层供水要求，无需进行调整计算。

2.3.4 生活贮水池容积计算

贮水池是贮存和调节水量的构筑物，其有效容积应根据生活调节水量、消防贮备水量和生产事故备用水量确定。

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由于资料限制，本次设计用生活用水量按最高日用水量的25%来确定贮水池的容积，本设计中最高日用水量227.953m3/d。

25%＝56.988 m3 V生活=227.953×

因此,设1 个有效容积为60m3的生活水池于地下室。初始设计长×宽×高为6m×5m×2m的尺寸。

2.3.5 水表的计算与选择[11]

本设计中，由一根DN200mm的连接管将市政给水引入室内管网。

水表的选择包括确定水表的类型及口径，水表的类型应根据水表的特性和通过水表的水质、水量、水温、水压等情况选定。水表的口径，在通过的水量较均匀时，应使水表的设计流量不大于水表的公称流量，而在通过水量不均匀时，可按设计流量不大于水表的最大流量确定水表的口径。并应校核水表通过设计流量时，其水头损失应满足以下的规定。见表2-8。

表2-8 水表水头损失允许值(kPa) Tab 2-8 meter head loss value

表 型

旋翼式

螺翼式

正常用水时 <24.5 <12.8

消 防 时 <49.0 <29.4

本设计中根据最高日最高时用水量为21.37m3/h的流量，选用LXL-80N水平螺翼式水表，公称直径为80mm，过载流量为80m3/h，常用流量为40m3/h。水流经过水表的水头损失为：

H3?符合设计要求。

2qg2qmax18.92?2?0.558kPa＜12.8kPa 1080102.3.6 生活水泵的计算与选择[6]

1)生活水泵流量

本建筑为变频泵供水，高区最大时流量为16.929L/s。水泵压水管路用PP-R塑料管，由水泵的出水量确定管径为De125，此时管中流速为1.00/s，符合设计要求。

2)生活水泵扬程

因为水泵与室外给水管网间连接，即从贮水池抽水，水泵的扬程为：

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Hb?H1?H2?H4 (2-10)

式中 Hb H1 H2 H4 生活水泵的扬程，mH2O；

贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，mH2O； 水泵吸水和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失，mH2O； 最不利配水点所需的流出水头，mH2O。

设计中设计贮水池最低水位为-4m，最不利配水点标高为55m。即贮水池最低水位至最不利配水点位置高度的静水压H1=55-（-4）=59 mH2O

由水力计算表2-7中计算数据差得水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的沿程水头损失为：Σhy=30.266kPa=3.0266 mH2O

设计中局部水头损失取总沿程水头损失的30%计算。 即计算管路总水头损失H2=1.3Σhy=3.93 mH2O

最不利配水点所需的流出水头为H4=0.020MPa=2 mH2O 故水泵的扬程为：

Hb?H1?H2?H4 =59+3.93+2=64.93 mH2O

根据设计秒流量16.929L/s，Hb>64.93m，选用100MSL-4-22型多级立式离心清水泵，其参数（流量Q=9.33-18.67L/s，扬程H=63-84 mH2O， N=1450 r/min）。设计中设计选用2台，一用一备。

2.4 减压设施计算

生活给水系统中，卫生器具处的静水压力不得大于0.60MPa。各分区最低卫生器具配水点的静水压力不宜大于0.45MPa（特殊情况下不宜大于0.55MPa），水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管）宜设减压或调压措施。

本次设计的是高层酒店大楼。

采用宾馆最低处卫生器具给水配件的静水压力控制范围：

旅馆、招待说、宾馆、住宅、医院等晚间有人住宿和停留的建筑，应控制在0.30~0.35MPa之间。

本次设计高区和低区配水管水压都符合要求的水压，故无需进行减压。

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2.5 给水附件

给水附件分为配水附件、控制附件、各种阀门、水锤消除器、减压孔板等管路附件。 本设计中采用的配水附件有盥洗龙头，在洗手盆上使用。

控制附件有闸阀（用于DN>50mm的管道上）、止回阀、浮球阀等。一般情况下，用于给水系统的闸门DN<40m时可采用螺纹连接，即经济安装方便，当DN>50m由法兰连接或沟槽连接。本设计采用了闸阀、止回阀控制管路，在洗手盆上采用的是混合水嘴，小便器上采用自动自闭式冲洗阀，大便器上采用延时自闭式冲洗阀和冲洗水箱浮球阀。

附件中还有水表，是计量管道流过水量的仪表。必须对水量进行计量的建筑物，应在引入管上装设水表。建筑物的某部分或个别设备必须计量时，应在其配水管上装设水表。由市政管网直接供水的独立消防给水系的引入管上，可不装设水表。本设计采用螺翼式LXL-80N型水表防御室外水表井内。

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表3-5系数?值 Tab 3-5 coefficient values

Df/mm ? Hq?13 0.0165

16 0.0124

19 0.0097

10?fHm(kPa)1???fHm

＝1.21×12／(1－0.0097×1.21×12) ＝16.9mH2O＝169kpa

3.5.2 水枪喷嘴的出流量

qxh?BHq (3-5)

式中 qxh B Hq水枪射出流量，L/s；

水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，查表3-6； 同上。

qxh?BHq

=100?1.577?0.169 =5.2L/s > 5L/s

所以取喷口流量qxh=5.2L/s。

处于供水安全考虑，故最不利消火栓出流量定为5.2L/s，充实水柱为12m。

表3-6水枪水流特性系数

Tab 3-6 Water gun water flow characteristic coefficient

水枪喷口直径/mm

B

13 0.346

16 0.793

19 1.577

22 2.836

3.3.3 水带水头损失：

2hd?AzLdqxh (3-6)

式中 hd Ld Az水带水头损失，mH2O； 水带长度，m；

水带阻力系数，采用衬胶材料的，见表3-7；

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qxh同上。

hd=AzLdq2xh

=0.00172×25×5.2×5.2=1.16 mH2O。

表3-7 水带阻力系数Az值 Tab 3-7 water resistance coefficient values

水带材料 麻织

衬胶

50 0.01501 0.00677

水带直径/mm

65 0.00430 0.00172

80 0.00150 0.00075

3.5.4 消火栓栓口所需水压

式中 Hxh消火栓口的水压，mH2O； 水枪喷嘴处的压力，mH2O； 水带的水头损失，mH2O；

消火栓栓口水头损失，mH2O，一般按2 mH2O计算。

Hxh=Hq+hd+Hk (3-7)

Hqhd Hk

则： Hxh=Hq+hd+Hk

=16.9+1.16+2=20.06 mH2O。

3.5.5 消防管网水力计算

表3-8 高层和超高层建筑最不利点计算流量分配

Tab 3-8 high-level and tall building the most unfavorable point calculation flow distribution 室内消防流量

/ L·s-1 10 20 25 30 40

最不利消防竖管出水枪

数/支

2 2 3 3 3

相邻消防竖管出水枪数/

支

2 2 3 3

次相邻消防竖管出水枪

数/支

2

注：①出两支水枪的竖管，如设置双出口消火栓时，最上一层按双出口消火栓进行计

算。

②出三支水枪的竖管，如设置双出口消火栓时，最上一层按双出口消火栓加相邻

下一层水枪进行计算。

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根据规范该建筑设计采用不分区方式给水系统。

火灾初期由水箱供水，水流自上向下流动，计算出消防流量由消防水箱至最不利点消火栓处的水头损失，为校核水箱安装高度是否满足消防压力提供依据。根据规范，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XFL4，出水枪数为3支。次不利消防竖管XFL5，出水枪数为3支，次次不利竖管为XFL6，出水枪数为2支，最不利点为1点。

图3-1为消火栓系统水力计算图。

图3-1消火栓管网计算图

Fig 3-1 Fire hydrant pipe network calculation chart

1) 消火栓管网水力计算

已知消火栓竖管管径不得低于DN100，故竖管都选取DN100的钢管。 最不利消火栓竖管XFL4上 1点消火栓口所需水压:

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Hxh=Hq+hd+Hk

=16.9+1.16+2=20.06 mH2O。

2点消火栓口所需水压:

H2＝Hxh＋d(1点和2点的消火栓间距)＋h(1-2管段的水头损失)

＝20.06＋3.1＋3.1?0.00804＝23.16mH2O

水枪射流量：

2qxH2?A?Ld?q??Hk (3-8)

B2x得q2?H2?2?1ALd?B23.16?210.00172?25?1.577?5.87 L/s

3点消火栓口所需水压:

H3＝H2＋d (2点和3点的消火栓间距)＋h (2-3管段的水头损失)

＝23.16＋3.1＋3.1?0.0101＝26.29mH2O

水枪射流量: q3?H3?226.29?2??6.25L/s 11ALd?0.00172?25?B1.577由于竖管XFL4到竖管XFL5之间的横向干管管径较大，水流量较小，沿程水头损失忽略不计，即竖管XFL5的计算同竖管XFL4的计算。

次次不利竖管XFL6上 1”点消火栓口所需水压:

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.9+1.16+2=20.06 mH2O。

2”点消火栓口所需水压:

H2＝Hxh＋d (1点和2点的消火栓间距)＋h (1-2管段的水头损失)

＝23.71＋3.1＋3.1?0.00804＝23.16mH2O

水枪射流量: q2?H2?223.16?2??5.87 L/s 11ALd?0.00172?25?B1.577将计算得出的数据列入消火栓水力计算表3-9中。

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表3-9消火栓给水系统管网水力计算表

Tab 3- 9 fire hydrant water system hydraulic calculation table

计算管段 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7

设计秒流 量/L·s-1 5.2

5.2+5.87＝11.07 11.07+6.25=17.32

17.32

17.32+17.32＝34.64 34.64+11.07=45.71

管长L/m 3.1 3.1 64.12 38.62 13.82 45.42

管径 DN/mm

流速V/m·s-1

0.6

1.28 2.01 0.92 1.84 2.42

单阻i /m·m-1 0.00804 0.032 0.08 0.01 0.04 0.07

沿程水头损失/m 0.0248 0.0992 5.129 0.3862 0.5528 3.1794

100 100 100 150 150 150

∑hy= 9.372 m

消火栓给水系统中局部水头损失按10%的沿程水头损失计算： 故总水头损失为Hw=9.372×1.1=10.3m 消火栓给水系统所需总水压：

HX=Hl+Hxh+Hw (3-9)

式中 Hl最不利点消火栓与消防贮水池最低水位的位置高差，m；

HX=54.9-（-4）+20.06+10.3=89.26m H=1.05×HX=93.7m

消火栓总用水量Qx＝45.71L/s，故选用消防泵型号为：80GDL54-14-7型立式多级离心清水泵2台，一用一备。（Q＝54L/s，H＝98m，n=2900r/min）。

3.5.6 水箱安装高度校核与计算[11]

高位水箱的设置高度应满足下式要求：

HX?Hxh?Hg (3-10) 式中 HX Hxh Hg高位水箱最低液位与最不利点消火栓之间的垂直压力差，mH2O； 最不利点消火栓所需水压，mH2O； 管路的总水头损失，mH2O。

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