给水排水工程毕业设计

分类号 TU99 单位代码 11395 密 级 题 目 作 者院 (系) 专 业指导教师答辩日期学 号

学生毕业设计

株洲市翰林书城给 水排水工程设计

建筑工程系 给水排水工程

2012年 06 月 10 日

榆 林 学 院 毕业设计诚信责任书

本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人毕业设计与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。

论文作者签名: 年 月 日

榆林学院本科毕业设计

摘 要

本设计为株洲市翰林书城给水排水工程设计，内容包括高层建筑给水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、灭火器的配置、室内排水系统和雨水系统的设计。

室内给水系统采用分区给水方式，地下一层至五层为低区，由市政给水管网直接供水,采用下行上给的方式供水；六至十四层为高区，采用屋顶水箱和水泵联合供水，供水方式为上行下给；消火栓给水系统采用临时高压给水系统；自动喷水灭火系统采用预作用式喷水灭火系统；灭火器统一采用手提式泡沫灭火器；排水系统采用污水和废水分流制，生活废水直接排入市政废水管网，生活污水经化粪池局部处理后再排入市政排水管网。雨水排水采用单斗内排水方式，雨水斗采用87式雨水单斗。

关键词：给水系统；消火栓系统；自动喷水灭火系统；室内排水系统；雨水系统

I

株洲市翰林书城给水排水工程设计

The Water-Supply and Drainage Engineering of the Hanlin

Bookstore of ZhuZhou

ABSTRACT

This project is the water-supply and drainage engineering of the Hanlin bookstore of ZhuZhou．It includes the design of high-rise buildings water supply-system, hydrant system , automotive sprinkling system , configuration of the fire extinguisher, sewerage system and rain water system．

The interior water-supply system adopt the way of subregion，the-1~5rd floor is the low district，the source is the municipal water-supply net-work．The 6~14rd floor is the high district，which source is the tank of the roof and water pump．The hydrant system adopt temporary high-pressure system.The automotive sprinkling system adopt pre-action water fire extinguishing system.The configuration of the fire extinguisher adopt portable type of foam fire extinguisher.The sewerage system uses the sewage and the waste water separate-sewage system,the waste sewage to disperse into the municipal drainage pipe network directly.The sanitary sewage disperses into the municipal drainage pipe network after disposed in the septic tank．The rain water system adopt the union drainage system of indoor．

Key words: water supply-system；hydrant system; automotive sprinkling system; sewerage system; rain water system

II

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目 录

摘 要 ............................................................................... I ABSTRACT ........................................................................... II 第1章 绪论 ........................................................................ 1

1.1给水系统 ..................................................................... 1 1.2消火栓系统 ................................................................... 2 1.3自动喷水灭火系统 ............................................................. 2 1.4灭火器的配置 ................................................................. 3 1.5室内排水系统 ................................................................. 3 1.6雨水系统 ..................................................................... 4 第2章 高层建筑给水系统设计与计算 ................................................... 5

2.1 设计说明 ................................................................... 5

2.1.1 给水方式选择 ........................................................... 5 2.1.2 给水系统分区 ........................................................... 5 2.1.3 给水系统的组成 ......................................................... 5 2.1.4 给水管道布置与安装 ..................................................... 5 2.2 设计计算 ................................................................... 6

2.2.1 给水计算基本数据 ....................................................... 6 2.2.2 室外给水管网水力计算 ................................................... 8

第3章 高层建筑消防系统设计与计算 .................................................. 21

3.1 设计说明 .................................................................. 21

3.1.1 设计参数.............................................................. 21 3.1.2 消防系统设计 .......................................................... 21 3.1.3 消防管道布置与安装 .................................................... 22 3.2 消火栓给水系统的设计与计算 ................................................. 23

3.2.1 消火栓的布置 .......................................................... 23 3.2.2 水枪喷嘴处所需水压 .................................................... 23 3.2.3 水枪的射流量 .......................................................... 24 3.2.4 水带的水头损失 ......................................................... 24 3.2.5 消火栓口所需的水压 .................................................... 25 3.2.6 校核 ................................................................. 26 3.2.7 水力计算.............................................................. 26 3.2.8 消防泵的选择 .......................................................... 27 3.2.9 水泵接合器的选择 ...................................................... 28 3.2.10 室外消火栓的选择 ..................................................... 28 3.2.11 减压孔板的选择 ....................................................... 28

III

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3.2.12 消防高位水箱 ......................................................... 30 3.2.13 消防贮水池 ........................................................... 30 3.3 自动喷水灭火系统的设计与计算 ............................................... 31

3.3.1 设计参数的确定 ........................................................ 31 3.3.2 水力计算.............................................................. 32 3.3.3 自喷泵的选择计算 ...................................................... 36 2.3.4 校核最不利喷头 ........................................................ 37 3.3.5 水泵接合器的选择 ...................................................... 38 3.3.6 减压孔板的选择 ........................................................ 38 3.4 灭火器配置的设计与计算 ..................................................... 39

3.4.1 灭火器的设置要求 ...................................................... 39 3.4.2 设计参数.............................................................. 39 3.4.3设计计算 .............................................................. 40

第4章 高层建筑室内排水系统设计与计算 .............................................. 42

4.1 设计说明 .................................................................. 42

4.1.1 排水方式的选择 ........................................................ 42 4.1.2 排水系统分区 .......................................................... 42 4.1.3 排水系统组成 .......................................................... 42 4.1.4 排水管道及设备安装要求 ................................................ 42 4.2 设计计算 .................................................................. 45

4.2.1 设计规定.............................................................. 45 4.2.2 排水管道水力计算 ...................................................... 47 4.2.3 通气管道管径计算 ...................................................... 57 4.2.4 化粪池容积的计算 ...................................................... 58 4.2.5 集水井和排污泵的计算 .................................................. 59 4.2.6 室外排水管 ............................................................ 60

第5章 高层建筑雨水系统设计与计算 .................................................. 61

5.1 设计说明 .................................................................. 61 5.2 设计计算 .................................................................. 61

5.2.1.暴雨强度.............................................................. 61 5.2.2.雨水立管的布置 ........................................................ 61 5.2.3.雨水斗的选用 .......................................................... 62 5.2.4.悬吊管的选用 .......................................................... 63 5.2.5.立管的选用 ............................................................ 64 5.2.6.埋地管的选用 .......................................................... 64

第6章 结 论 .................................................................... 66 参考文献 ........................................................................... 67 致谢 ............................................................................... 69

IV

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第1章 绪论

1.1.给水系统

拟设定两种方案：

（1）下层直接供水，上层设水泵和水箱的联合供水方式； （2）下层直接供水，上层采用变频水泵加压供水的方式。 两种方案的比较：

名称 第一种 方案

优点 供水，供水可靠 熟

第二种 方案

缺点

动、噪声干扰较大 污染

① 停水、停电时上层可延时①安装维护麻烦，投资较大，振② 一次性投资较低。技术成②设有水箱，会产生水质的二次①不设水箱，减少了二次污染 ①一次性投资很大

②供水水压趋于稳定，节省能②变频调速器价格昂贵、技术复

源

杂

结合实际情况,第二种方案工程造价高，不易操作管理和维护，而且现阶段的变频技术存在一定的缺点。第一种方案虽然存在二次污染的问题，但易于操作管理和维护，工程造价低，在管理妥善的情况下，二次污染的问题易于解决，更何况，书城本身对水质的要求不是非常严格，故本设计采用第一种方案。 具体方案按以下说明实施：建筑物地下一层到五层采用城市管网直接供水。考虑到水泵工作时的噪声较大，故将水泵设在地下室中。所以六层以上采用地下室水泵机组与屋顶水箱的联合分区供水。根据规范：高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区最低处卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。所以初步计划其中低压区地下一层到五层为一个区，高压区六层到十四层为第二个区。每个区的最低卫生器具的静水压大于0.35MPa时，设支管减压阀，阀后压力为0.20MPa。

书城无需供应热水，故本设计不进行热水系统的相关计算。

1

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1.2.消火栓系统

方案选定：高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。本建筑高度大于50m，宜采用消防水泵和屋顶水箱联合供水，消防水池设于地下室。

具体描述：室外消火栓用水量为20L/s，室内消火栓用水量为30 L/s，每根竖管的最小流量是15 L/s，每只水枪的最小流量是5 L/s，火灾延续时间为3h。室内消防栓的间距不超过120m,且距离高层建筑外墙不大于40m。消防栓管采用内外壁热镀锌钢管，口径DN小于100mm的丝接，否则采用沟槽式管件连接。消防立管设置在楼梯间、管道井内，消火栓应该尽量靠近利观。室外给水管道布置成环状，设两根进水管，一用一备。

1.3.自动喷水灭火系统

拟设定两种方案：

（1）湿式自动喷水灭火系统； （2）预作用自动喷水灭火系统。 两种方式的优缺点比较如下：

名称 方案

优点

①灭火速度快，扑救效率高 ③建设投资低，管理费用少，

节约能源

第二种 方案

缺点

① 管网中充满了有压水，渗漏时

会损坏建筑装饰和影响建筑的使用

② 适用于环境温度4℃〈t〈70℃

的建筑物

①管网中平时不充水，发生火①比干式和湿式系统多了一套自

灾时，自动排气充水，减小了管网的压力负荷 ②系统更加先进可靠，适用于

干式和湿式系统所能使用的任何场所 ，且适用范围广 结合实际情况，本设计采用第二种方案，即预作用自动喷水灭火系统。 自喷消防管采用内外壁热镀锌钢管，口径DN小于100mm的丝接，口径DN大于100mm采用沟槽式管件连接。

动探测报警和自动控制系统 ②系统比较复杂、投资较大，一

半用于建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑

第一种 ②系统简单，施工、管理方便

2

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1.4.灭火器的配置

灭火器是最基本的灭火设施，根据规范要求，本设计统一采用手提式泡沫灭火器。

地下一层灭火器设置点数为11个，1～4层灭火器设置点数为16个，5～14层灭火器设置点数为5个。

1.5.室内排水系统

拟设定两种方案：

（1）传统的排水：卫生器具排水管穿越楼板进入下层再接入立管； （2）同层的排水：卫生器具不穿楼板，在同层内接入立管。 两种方式的优缺点比较如下：

名称 第一种 方案

优点

① 卫生器具选择性较大且造

价较低

② 安装技术简单，一般的安

装人员就可以应付

缺点

①卫生器具穿越楼板进入他户，

产权模糊

② 噪音干扰，上层用水下层的噪

声很大

③漏水问题，一旦上层发生漏水

问题，维修就比较困难。

第二种 方案

① 房屋产权明晰，管道检修

可在本户内进行 ② 卫生器具布置不受限制 ③ 排水噪音小，干扰小

①卫生器具的选择性较小，一般

都会采用某专业品牌的卫生器具 ②造价较高

③安装技术要求高，需要专业的

安装技术人员 结合实际情况，书籍遇水容易受损。若采用第二种方案，需设横干管将污废水引向管井，不仅所需管材较多，增加工程造价，且管段连接处易发生渗漏，不利于书籍等资料的保护。所以，本设计采用第一种方案。

具体阐述如下：为了防止污废水倒流到第一层，一层专门设立排水立管，并接入上部排水系统污水干管的通气管，采用污水、废水分流制系统。因为城市排水管道为污水与雨水合流排水管道，所以地面以上生活污水、废水经化粪池处理后，分别排入城市排水管道和城市污水管道。

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1.6.雨水系统

雨水排水采用内排水单斗雨水系统，以达到外观简单精美的效果。所有排水管材按照高层建筑排水规范采用PPI承压1.0MPa排水管排水。地下室废水经集水坑收集、潜污泵(固定自耦式安装)提升后排出。污水排水干管、雨水排水干管均敷设于设备层中。

雨水斗采用87式雨水单斗。

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第2章 高层建筑给水系统设计与计算

2.1 设计说明

2.1.1 给水方式选择

市政给水管网可提供的常年资用水头为0.35MPa，远不能满足建筑内部用水要求，故考虑二次加压。经技术经济比较，室内给水系统采用水泵与水箱结合的供水方式；且因为市政给水管网不允许直接抽水，故须设置地下室贮水池。生活贮水池与消防贮水池分开设置。

2.1.2 给水系统分区

本建筑高度为56.8m，地下一层，地上14层。所选卫生器具给水配件处的最大静水压力为50～150kPa,故本建筑竖向供水分为两个区，-1～5层为低区，6～14层为高区。

低区由室外市政管网直接供水给水管网采用下行上给式。

为了保证安全供水，高区供水干管布置成环状网。给水管网采用上行下给式。水引至屋顶水箱，通过各自干管减压阀供水。

屋顶设水箱间，生活高位水箱与消防高位水箱分开设置。

2.1.3 给水系统的组成

本建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、地下贮水池、水泵和水箱配水设施和计量仪表等组成。

2.1.4 给水管道布置与安装

（1）各层给水管道采用安装敷设，引入管采用给水钢管，室内给水管均采用给水塑料管，采用承插式接口，用弹性密封圈连接；

（2）管道外壁距墙面不小于150mm，离梁、柱及设备之间的距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距不小于50mm，支管距墙、梁、柱净距为20～25mm； （3）给水管与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管上面；

（4）立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面10～20mm；

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（5）在立管横支管上设阀门。管径DN>50mm时设闸阀，管径DN<50mm时设截止阀；

（6）引入管穿地下室外墙设套管；

（7）给水横干管设0.003的坡度，坡相泄水装置； （8）贮水池采用不锈钢板焊接而成；

（9）生活泵设在地下一层，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。

2.2 设计计算

2.2.1 给水计算基本数据

根据设计资料、建筑性质和卫生设备的完善程度，依据《建筑给水排水设计规范》，可查得相应的用水量标准。

1宿舍（带盥洗室、浴盆） 宿舍共有168间，2床/间，且设阳台，用水定○

额为150L/（p?d），时变化系数Kh?2.5，供水时间24h。

2办公室 大空间办公室面积为24×17.1=410.4m○

2,办公人数按公式N=A/a确

定，A为总面积，a=0.2p/m2。大空间办公室人数N=0.2×410.4=82.08人，取N=82人，办公室总人数N总=52+2+82=136人；用水定额为50L/（人?班），时变化系数

Kh?1.2，供水时间为10h。

3娱乐厅 面积为○供水时间为10h。

4会议室 四层会议室总面积为○122

人；十四层会议室人数为10人；用水定额为8L/( 座位?次)，时变化系数Kh?1.2，供水时间4h

5健身厅 面积为222m○6多功能厅 ○

2369m2，人数确定方法同○2（此处a=0.3 p/m2），人数

N=0.3×369=110.7，取N=110人；用水定额为15L/（p?d），时变化系数Kh?1.2，

406.66m2，人数确定方法同○3，其人数为

，人数确定方法同○3，其人数为67人，周末时为

100人；用水定额为50L/( 人?次)，时变化系数Kh?1.2，供水时间为12h。

面积为335.4m2，人数确定方法同○2，其人数为

N=0.2×335.4=67.08人，取N=67人，周末时取N=80人；用水定额为6L/( 人?次)，时变化系数Kh?1.2，供水时间为8h。

7咖啡厅 ○

面积为117.5m2，人数确定方法同○2，其人数为

N=0.2×117.5=23.5人，取N=24人，周末时，取N=30人；用水定额为15L/( 人?次)，时变化系数为Kh?1.2，供水时间为10h。

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8食堂 假设所以住宿的人都在食堂就餐，人数为○

25L/( 人?次)，时变化系数为Kh?1.2，供水时间为12h。

9书城（顾客与员工） 总面积为6591m○

2336人；用水定额为

，顾客人数确定方法同○3，其顾

客人数为N=0.2×6591=1318.2人，取N=1318人，周末时取N=1600人；书城里面的员工数为336-136=200人，所以，书城中的总人数为1600+200=1800人；用水定额为8L/( p?d)，时变化系数Kh?1.2，供水时间为12h。

10停车库地面冲洗水 停车库共80个停车位，每个车位的尺寸取6m×2.5m，○

停车库的面积约1200m2，每天冲洗三次；用水定额为3L/(m2?次)，时变化系数为Kh?1.0，供水时间为8h。

11洗衣房 干衣量以60kg/d计，用水定额为80L/kg，时变化系数为K○供水时间为8h。

12锅炉房冷却水流量为2.0m/h，供水时间为12h。 ○

13中央空调循环冷却水流量为7.5m/h，供水时间为12h。 ○

33h?1.2，

高低区用水量分别见表2-1、表2-2。

表2-1 高区用水量计算表

序号 1 2 3 4 5

名称 宿舍 会议室（十三

层） 办公室 未预见水量 合计

用水 单位数

用水定额 Qd（m3/d） Kh

2.5 1.2 1.2 1.0

供水时24 4 10 24

Qmax 5.250 0.024 1.632 0.134 7.040

间（h） (m3/h)

336人 150L/（p·d） 50.400 10人×1次 136人×2班

8L/(座位·次)

0.080

50L/（人·班） 13.600

3.204 67.284

按上述各项之和的5%

表2-2 低区用水量计算表

序号 1 2

名称 停车库 洗衣房

用水单位数 用水定额 Qd（m3/d） Kh 1200m2×3

次 60kg/d

3L/（m2·次） 10.800 80L/Kg

4.800

1.0 1.2

供水时间（h） 8 8

Qmax（m3/h） 1.350 0.720

7

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续表

3 4

书城（员工及顾客） 咖啡厅

1800人 8L/(p·d) 14.400 1.350 0.960 8.100

1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.0

12 10 8 10 12 4 12 24

1.440 0.162 0.144 0.972 1.500 0.293 2.520 0.178 9.669

30人×3次 15L/（p·次）

5 6 7 8 9 10 11

多功能厅 80人×2次 6L/（p·次） 娱乐厅 健身厅

180人×3次 15L/（p·次）

8L/(座位·次)

100人×3次 50L/（p·次） 15.000 122人×1次

0.976

会议室（四层） 食堂 未预见水量 合计

336人×3次 25L/（p·次） 25.200 按上述各项之和的5%

4.283 89.949

2.2.2 室外给水管网水力计算

（1）环网计算 最高日用水量

Qd总?q锅炉h锅炉?q空调h空调?Qd高?Qd低

=2.0×12+7.5×12+67.284+89.949=271.23m3/d 设计秒流量

Q总?Q高?Q低?Q锅炉?Q空调?9.669?7.04?2.0?7.5?26.21m3/h?7.29L/s

查水力计算表，选用DN125的给水钢管，流速v=0.59m/s，1000i=6.294 （2）引入管及水表选择

从供水的安全可靠性考虑，选用两根引入管，且每根引入管均应承担75%的管网流量。

Q?=75%Q总?75%?7.29L/s?5.47L/s?19.70m3/h

流速v=0.45m/s，1000i=3.740

水表选择亦是根据Q?为准，查《建筑给水排水设计手册》（第一版）表15.4-1，选用LXS-80旋翼式冷水表，公称直径DN80，最大流量为70m3/h，公称流量为35m3/h，最小流量为1400L/h，始动流量为300L/h。

水表水头损失的计算公式为

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hd?qg2/Kb

式中，hd——水表的水头损失，kPa；

qg——计算管段的给水设计流量，m3/h

Kb——水表的特性系数，旋翼式的特性系数按式Kb?Q2max/100计算，其

中，Qmax为水表的过载流量，m3/h。

水表LXS-80旋翼式冷水表的水头损失为hd=7.92 kPa，满足正常用水时<24.5kPa 的要求，即H3=7.92kPa。

表2-3 LXS-80旋翼式冷水表的外形尺寸 型号 LXS-80

DN mm 80

L 370

B 280

H 253

连接螺纹 d（in）

D(in)

法兰?160 4M18

注：1in=2.54cm （3）校核室外管网管径

校核消防时管网管径最大流量为Q=Q室外消防?Q补。Q补由水池进水管流速1.2m/s而定，Q补=11.37L/s。查《高层建筑给水排水设计手册》（第二版）表3-5

Q室外消防=30L/s。所以，Q=41.37L/s，因此室外管网流速为1.29m/s≤2.5m/s，满

足要求。

（4）屋顶水箱容积

本建筑供水系统水泵自动启动供水。据规范，每小时最大启动kb为4?8次，取kb=6次。安全系数C可在1.5?2.0内采用，为保证供水安全取C=2.0。

6～14层之生活用冷水由水箱供给，-1～5层的生活用冷水虽然不由水箱供给，但考虑到市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水（上下区设连通管），故水箱容积应按地下一层到十四层全部用水确定。又因水泵向水箱供水不与配水管网连接，故选水泵出水量与最高日最大时用水量相同，即qb=9.669+7.04=16.71m3/h。

水泵自动启动安全可靠，屋顶水箱的有效容积为：

V?Cqb/(4kb)?2.0?16.71/(4?6)?1.39m3

屋顶水箱钢制，查《02S101矩形给水箱》（GJBT-565,2006年版），选用02S101（2#）2.4m3，箱体尺寸为1400mm×1400mm×1200mm，有效水深0.8m。 （5）地下室内贮水池容积

本设计高区为设水泵、水箱的给水方式，因为市政管网不允许水泵直接抽水， 故地下室设生活贮水池。其容积V≥（Qb-Qj）Tb+Vs且QjTt≥（Qb-Qj）Tb。 式中，V——贮水池有效容积，m3；

Qb——水泵出水量，m3/h；

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Qj——水池进水量，m3/h； Tb——水泵最长连续运行时间，h； Tt——水泵运行的间隔时间，h； Vs——生产事故备用水量，m3。

进水池的进水管径取DN50，按管中流速为1.1m/s估算进水量，则由给水钢管水力计算表知Qj=2.4L/s=8.64m3/h。因无生产用水，所以Vs=0。

水泵运行时间应为水泵灌满屋顶水箱的时间，在该时段屋顶水箱仍在向配水管网供水，此供水量即屋顶水箱的出水量。按最高日平均小时来估算，为

Qp?Qd/24?（89.949+67.284）/24=6.55m3/h，则

Tb?V/(Qb?QP)?V/(qb?Qp)=1.39/（16.71-6.55）=0.14h=8.2min，取9min。

贮水池的有效容积为：

V≥（Qb-Qj）Tb+Vs=(16.71-8.64)×0.14+0=1.13 m3

校核：

水泵运行时间间隔应为屋顶水箱向管网配水（屋顶水箱由最高水位下降到最

h，低水位）的时间。仍然以平均小时用水量估算，Tt?V/Qp?1.39/6.55?0.21QjTt?8.64?0.21?1.81m3，(Qb?Qj)Tb?(16.71?8.64)?0.14?1.13m3。

满足QjTt≥(Qb?Qj)Tb的要求。

参照《高层建筑给水排水设计手册》（第二版）P103，“在计算生活贮水量（包括调节和安全备用水量）时，可采用按日用水量的百分数估算，但不得小于全日用水量的8???2?。”此处，生活贮水量按最高日用水量的13%计算，则

V=271.23×13%=35.3 m3

经比较，二者相差太大，考虑停水时贮水池仍能暂时供水，其容积按后者考虑，即贮水池有效容积V=35.3m3，取V=36 m3。

生活贮水池钢制，尺寸为6m×6m×1.2m，有效水深1.0m。

2.2.3 室内给水管网水力计算

1）低区给水管网水力计算

10

榆林学院本科毕业设计

27'28'29'30'31'32'33'26'34'18'10'19'11'22'20'12'21'13'23'6'7'8'9'7\6\5\4\0\1\2\3\0'4'5'1'2'3'24'18.005F12\13\14\15\16\17\18\014'15'25'16'17'17.2011\10\9\8\19\4F123\22\21\20\14.003F29.502F35.001F4+0.00接室外引入管水表井-1F-4.8056 图2-1 低区（-1～5层）给水管网水力计算用图

由上图，低区管网水力计算成果如表2—3所示。图中节点6表示洗衣房。 根据《给水排水设计手册.第02册.建筑给水排水》，洗衣房每公斤干衣的给水流量

为0.36m3/h，Kh=1.5 。则洗衣房的最大日最大时流量为Qmax=32.4m3/h，取洗衣房的给水管的设计秒流量qg=Qmax=32.4m3/h=9L/s。室内给水管全部采用PVC塑料管。查《建筑给水排水工程（第五版）》附录2.3，得：DN100，v=1.08m/s，i=0.11kPa/m。则

4.3=0.473kPa。 hy洗衣房=iL=0.11×

参照《给水排水设计手册.第02册.建筑给水排水》（第二版）表1-20，在低区管网水力计算过程中，设计秒流量的计算采用公式

qg?0.2?Ng 式中，qg——设计秒流量，L/s；

?——根据建筑物用途而定的系数，本设计中，取?=1.5；

11

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Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数。

注：使用上式进行相关计算时，应注意以下两点：

（1）如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最

大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量；

（2）如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按

卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。

表2-4低区室内给水管网水力计算表

卫生器具名称、数量、当量 蹲

管段 编号

便器

洗脸

坐便6.0 — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

小 便 器

拖布盆

洗菜盆

设计 当量 秒流 总数 量q∑N

（L/s） 2.2 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 6.7 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 10.2 0.5 1.0

12

沿程

DN

v （m/s）

单阻i（kPa/m）

管长（m）

水头损失

hy盆 器

0.5 0.5

0ˊ~9ˊ — 1ˊ~2ˊ — 2ˊ~3ˊ — 3ˊ~4ˊ — 4ˊ~5ˊ 5ˊ~6ˊ 6ˊ~7ˊ 7ˊ~8ˊ 8ˊ~9ˊ 9'～17' 10'～11' 11'～12' 12'～13' 13'～14' 14'～15' 15'～16' 16'～17' 17'～0 18'～19' 19'～20'

1 2 3 4 5 5 — — 1 2 3 4 5 10 — —

0.5 1.0 2.2 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

— — — 1 1 1 1 1 1 1 — — — — — — — 1 — —

1 — — — — — — — — 1 — — — — — — — 1 — —

（kPa）

— — 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 4 1 2

0.44 0.15 0.30 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.29 0.15 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 1.60 0.15 0.30

20 15 20 25 25 25 25 32 32 32 15 20 20 25 25 25 25 40 15 20

1.18 0.75 0.79 0.76 0.91 1.06 1.21 0.88 0.98 1.28 0.75 0.79 1.05 0.76 0.91 1.06 1.21 0.96 0.75 0.79

0.866 35.5 30.74 0.564 0.422 0.279 0.386 0.507 0.643 0.282 0.340 0.542 0.564 0.422 0.703 0.279 0.386 0.507 0.643 0.243 0.564 0.422

0.8 1.5 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0 0.4 3.2 0.8 2.3 1.0 1.0 1.0 1.0 0.4 0.7 0.8 1.8

0.45 0.63 0.22 0.39 0.51 0.64 0.28 0.14 1.73 0.45 0.97 0.70 0.28 0.39 0.51 0.26 0.17 0.45 0.76

榆林学院本科毕业设计

续表

20'～21' 21'～22' 22'～23' 23'～24' 24'～25' 25'～26' 26'～0 27'～28' 28'～29' 29'～30' 30'～31' 31'～32' 32'～33' 33'～34' 34'～0 0～1 0\～1\1\～2\2\～3\3\～7\4\～5\5\～6\6\～7\ 7\～11\8\～9\9\～10\

— —

2 2

— —

1 2

— — — — — — — — — 1 1 1 1 1 1 2 — — — — 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2

— — — — — — — — — — — — — — — 1 — — — — — — — — — — — — — —

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 19.2 0.5 1.0 1.5 2.0 1.0 1.5 2.0 4.0 1.0 1.5 2.0 6.0 6.5 7.0

0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 0.15 0.30 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 2.19 0.15 0.30 0.40 0.50 0.20 0.30 0.40 0.90 0.20 0.30 0.40 1.22 1.27 1.32

20 25 25 25 25 32 32 15 20 25 25 25 25 32 32 50 15 20 20 25 15 20 20 32 15 20 20 32 32 40

1.05 0.76 0.91 1.06 1.21 0.88 0.98 0.75 0.79 0.76 0.91 1.06 1.21 0.88 0.98 0.83 0.75 0.79 1.05 0.76 0.99 0.79 1.05 0.88 0.99 0.79 1.05 1.20 1.25 0.79

0.703 0.279 0.386 0.507 0.643 0.282 0.340 0.564 0.422 0.279 0.386 0.507 0.643 0.282 0.340 0.141 0.564 0.422 0.703 0.279 0.940 0.422 0.703 0.282 0.940 0.422 0.703 0.484 0.520 0.173

0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.4 0.8 1.5 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0 3.7 3.2 0.8 1.3 1.0 3.6 0.8 1.0 0.4 0.8 0.8 1.0 0.4 4.0 0.7 0.7

0.49 0.20 0.27 0.36 0.45 0.20 0.14 0.45 0.63 0.22 0.39 0.51 0.64 0.28 1.26 0.45 0.45 0.55 0.70 1.01 0.75 0.42 0.28 0.23 0.75 0.42 0.28 1.93 0.36 0.12

— 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 1 — 2 — 2 1 2 3 4 5

2 2 2 2 2

— 3 — 4 — 5 — 6 — 7 — — — — — — — — — — — — — — — — — 7 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 1 — 2

15 8 — 1 — 2 1 2 1 2 4

2 2 — — 2

— —

— — 1

— — 2 2 2

10\～11\2 11\～12\6 12\～13\6 13\～14\6

13

株洲市翰林书城给水排水工程设计

续表

14\～15\6 15\～16\6 16\～17\6 17\～18\18\～19\19\～1

6 6 6

2 3 4 5 6 6 1 2 3 3 17 26 35 44

— 3 — 3 — 3 — — 1 — — — 1 2 4 6 8

3 3 3 — — — — 10 13 16 19

2 2 2 2 2 2 — — — — 4 6 8 10

— — — — — — — — — — 1 1 1 1

7.5 8.0 8.5 9.0 10.0 10.5 0.5 1.0 1.5 6.5 38.2 57.2 76.2 95.2

1.37 1.41 1.46 1.50 1.58 1.62 0.15 0.30 0.45 1.27 3.09 3.78 4.36 4.88

40 40 40 40 40 40 15 20 20 32 50 70 70 70

0.82 0.84 0.87 0.90 0.95 0.97 0.75 0.79 1.18 1.25 1.17 0.99 1.13 1.27

0.185 0.192 0.204 0.217 0.238 0.249 0.564 0.422 0.866 0.520 0.260 0.152 0.194 0.238

1.1 1.2 0.8 0.8 1.4 3.0 0.8 0.8 1.5 1.1 4.5 4.5 5.0 4.8

0.20 0.23 0.16 0.17 0.33 0.75 0.45 0.34 1.30 0.57 1.17 0.68 0.97 1.14

20\～21\— 21\～22\— 22\～23\— 23\～1 1～2 2～3 3～4 4～5

— 21 27 33 39

∑hy=64.00 kPa

H1?17.2?0.8?(?2.0)?20.0H2O?200kPa（其中0.8为配水龙头距室内地坪的

安装高度）。

H2?1.3?(?hy?hy洗衣房）?1.3?（64.00?0.473）?83.81kPa。 H3=7.92 kPa

低区最不利供水点为节点0ˊ（食堂厨房洗菜盆），查《建筑给水排水设计手册》（第一版）表1.1-9，其流出水头为50kPa ，所以，H4=50kPa。

室内所需的压力H?H1?H2?H3?H4?200?83.81?7.92?50?341.73kPa 室内所需的压力与市政给水管网工作压力0.35MPa接近，可满足低区供水要求，不再进行调整计算。 （2）高区给水管网水力计算

查《给水排水设计手册.第02册.高层建筑给水排水》（第二版）表1-20，设计秒流量的计算采用公式：

qg?0.2?Ng?KNg

式中，qg——设计秒流量，L/s；

?、K——根据建筑物用途确定的系数。本设计中，取K=0；13～14层为办公

楼，取?=1.5；6～12层为宿舍楼，取?=2.5；

Ng——计算管段的卫生器具的当量总数。 注：使用上式进行相关计算时，应注意以下两点：

14

榆林学院本科毕业设计

（1）如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最

大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量；

（2）如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按

卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。

54.954.553.7PNABM53.1GLKJIH49.2JL8JL9CJL10DJL11EJL12FJL13JL1414F13F12F11F10F9F8F7F21.2JL646.0JL5JL4JL314F13F12F11F646.014F43.6846.03′4′5′6′7′8′9′10′11′12′13′42.842.813F12F11F10F9F8F7F21.214′15′742.8639.639.6639.6536.4536.4536.4水 泵 供 水433.210F9F8F7F21.2433.2433.2330.0330.0330.0226.8226.8226.8123.6123.6123.6ac6F0b20.46F01〞0〞2〞3〞20.40′2'6F01′20.4JL2JL1

图2-2 高区（6～14层）给水管网水力计算图

根据上述公式和图2-2可得高区给水管网水力计算结果，如表2-4、表2-5和表2-6所示：

15

株洲市翰林书城给水排水工程设计 表2-5 高区立管（JL1）水力计算表

卫生器具名称、数量、当

管段 编号

量

蹲便洗脸器 0.5

0′～1′ 1′～0 2′～0 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 3′～4′ 4′～5′ 5′～6′ 6′～7′ 7′～13′ 8′～9′ 9′～10′ 10′～11′ 11′～12′ 12′～13′ 13′～7 14′～15′ 15′～7 7～8 8～G

1 1 — 1 2 3 4 5 6 7 — — 1 2 3 — — — 1 2 5 — — 12 17

盆 0.5 — — 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 2 2 2 — — — — — 2 1 2 11 15

小便器 0.5 — — — — — — — — — — — — — — — 1 2 3 3 3 3 — — 3 6

浴盆 1.0 — 1 — 1 2 3 4 5 6 7 — — — — — — — — — — — — — 7 7

0.5 1.5 0.5 2.0 4.0 6.0 8.0 当量 总数 ∑N

设计 秒流量 q （L/s） 0.10 15 0.30 20 0.15 15 0.45 25 0.90 32 1.22 40 1.41 40

DN

V (m/s)

沿程

单阻 i

管长

水头 损失

hy

（m）

（kPa）

（kPa）

0.50 0.275 3.0 0.79 0.422 1.2 0.75 0.564 1.0 0.68 0.232

3.2

0.88 0.282 3.2 0.72 0.146 3.2 0.84 0.192 3.2 0.96 0.243 3.2 1.05 0.285

3.2

1.11 0.314 3.2 0.75 0.564 0.8 0.79 0.422 1.0 1.05 0.703 1.0 0.76 0.279 1.0 0.91 0.386 1.0 0.50 0.275 0.7 0.99 0.940 0.7 0.79 0.422 1.1 1.05 0.703 1.0 0.76 0.279 0.6 1.08 0.403 6.4 0.75 0.564 0.8 0.79 0.422 0.6 0.85 0.146 3.2 0.97 0.184 3.2

0.82 0.51 0.56 0.74 0.90 0.47 0.61 0.78 0.91 1.00 0.45 0.42 0.70 0.28 0.39 0.19 0.66 0.46 0.70 0.17 2.58 0.45 0.25 0.47 0.59

10.0 1.58 40 12.0 1.73 40 14.0 1.87 40 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 5.0 0.5 1.0

0.15 15 0.30 20 0.40 20 0.50 25 0.60 25 0.10 15 0.20 15 0.30 20 0.40 20 0.50 25 1.10 32 0.15 15 0.30 20

20.0 2.24 50 26.0 2.55 50

∑hy=16.08 kPa

16

榆林学院本科毕业设计

表2-6 高区立管（JL2）水力计算表

卫生器具名称、数量、当

量

管段 编号

蹲便器 0.5

0〞~1〞 1〞~3\2\3〞~0 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～F

— 1 — 1 2 4 6 8 10 12 14

洗脸盆 0.5 1 1 — 1 2 4 6 8 10 12 14

浴盆 1.0 — — 1 1 2 4 6 8 10 12 14

0.5 0.15 15 1.0 0.25 20 1.0 0.10 15 2.0 0.35

20

0.75 0.5641 1.9 0.66 0.3052 0.9 0.50 0.2748 1.7 0.92 0.5545 0.2 1.06 0.5072 3.2 0.84 0.1917 3.2 1.04 0.2791 3.2 0.76 0.1194 3.2 0.85 0.1459 3.2 0.93 0.1711 3.2 1.00 0.1967 9.6

1.07 0.27 0.47 0.11 1.62 0.61 0.89 0.38 0.47 0.55 1.89

当量总数∑N

设计秒流量q（L/s）

DN

v (m/s)

单阻 i （kPa）

沿程水

管长 （m）

头损失

hy

（kPa）

4.0 0.70 25 8.0 1.40 40 12.0 1.73 40 16.0 2.00 50 20.0 2.24 50 24.0 2.45 50 28.0 2.65 50

∑hy=8.33 kPa

表2-7 高区立管（JL7）水力计算表

卫生器具名称、数量、当管段 编号

0.5

a～b b～0 c～0 0～1

1 1 — 1

量

蹲便器 洗脸盆 浴盆

0.5 — — 1 1

1.0 — 1 — 1

当量 设计秒 总数 流量q ∑N （L/s） 0.5 1.5 0.5 2.0

0.10 0.20 0.15 0.35

15 15 15 20 DN

v (m/s)

单阻 i （kPa）

沿程水

管长 （m）

头损失

hy

（kPa） 3.0 1.7 1.0 3.2

0.82 1.60 0.56 1.77

0.50 0.275 0.99 0.940 0.75 0.564 0.92

0.555

17

株洲市翰林书城给水排水工程设计

续表

1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～P

2 3 4 5 6 7

2 3 4 5 6 7

2 3 4 5 6 7

4.0 6.0 8.0

0.70 1.05 1.40

25 32 40 40 40 40

1.06 0.507 1.03 0.84 0.96 1.04 1.14

0.371 0.192 0.243 0.279 0.330

3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 9.6

1.62 1.19 0.61 0.78 0.89 3.16

10.0 1.58 12.0 1.73 14.0 1.87

∑hy=13.02 kPa

表2-8 高区横干管水力计算表

管段 编号

卫生器具名称、数量、当量

当量

蹲便洗脸小便总数

浴盆

器 盆 器 ∑N 0.5 0.5 1.0 0.5 14 28 42 56 70 87 101 115 129 143 157 171 185 192

14 28 42 56 70 85 99 113 127 141 155 169 183 190

14 28 42 56 70 77 91 105 119 133 147 161 175 182

— — — — — 6 6 6 6 6 6 6 6 6

28 56 84 112 140 173 201 229 257 285 313 341 369 383

设计秒 流量q

DN

v

单阻 i ）

沿程水 管长 头损失

（kPa） 3.15 1.18 0.71 0.92 2.24 0.68 0.58 0.66 0.72 0.79 0.81 0.89 0.39 0.07

∑hy=13.78 kPa

(m/s) （kPa（m） hy

（L/s） 2.65 50 3.74 70 4.58 80 5.29 80 5.92 80 6.58 80 7.09 100 7.57 8.02 8.44 8.85 9.23 9.60 9.79

100 100 100 100 110 125 125

B～C C～D D～E E～F F～G G～H H～I I～J J～K K～L L～M M～N N～P P～A

1.00 0.197 16.0 0.97 0.148 8.0 0.83 0.089

8.0

0.96 0.115 8.0 1.06 0.140 16.0 1.19 0.169 4.0 0.85 0.073 0.91 0.082 0.96 0.090 1.02 0.099 1.07 0.101 0.88 0.065 0.90 0.068

8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 6.0 1.0

1.09 0.111 16.0

水箱~A 192 190 182 6 383 9.79

18

125 0.90 0.068 16.5 1.12

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（3）校核水箱安装高度

由表2-5、表2-6、表2-7、表2-8和图2-2可知：

高区最不利用水点的几何高度Hz?46.8m；水箱出口至最不利用水点沿程水头损失为1.12kPa；环状网的沿程水头损失为13.78 kPa；最不利计算立管为JL1，其沿程水头损失为16.08kPa。

总沿程水头损失为

?h总水头损失为

y总?1.12?13.78?16.08?30.98kPa?3.1mH2O

?1.3?3.1?4.03mH2O

?h?1.3?hy总水表的水头损失为Hb=7.92 kPa=0.79mH2O，流出水头为2m。 水箱满足最不利用水的最低水位：

H1?HZ??h?Hb?2?46.8?4.03?0.79?2?53.62m

水箱最低水位标高为53.7m>H1，满足最不利点的水压要求，安装高度符合要求。

（4）地下室加压水泵的选择

L=4.7m53.92L=16.0mL=53.8mDN125-4.61 图2-3水泵选择用图

如图2-3所示，本设计的加压水泵是为6～14层增压，但考虑到市政给水事故停水，水箱仍应短时向低区用水（高低区设连通管），故水箱容积应按-1～14层全部用水而定。水泵向水箱供水不与配水管网相连，故水箱出水量按最大时用水量

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26.21m3/h（7.29L/s）计。

由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管侧Q=7.29 L/s时，选用DN100的钢管，v=0.84m/s，i=0.150kPa/m；水泵吸水管侧选用DN125的钢管，同样可查得，v=0.55m/s,i=0.052 kPa/m。

由图1.2.3可知压水管长度为4.7+16.0+53.8=74.5m，其沿程水头损失为

hy?0.150?74.5?11.175kPa。吸水管长度为1.5m，其沿程水头损失为hy?0.052?1.5?0.078kPa。故水泵的管路总水头损失为1.3×（11.175+0.078）

=14.63kPa。

水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差为：

53.9-（-4.6）=58.5mH2O=585 kPa

取水箱进水浮球阀的流出水头损失为20 kPa。

故水泵扬程 Hp?585?14.63?20?619.63kPa?62mH2O 水泵出水量如前所述为26.21m3/h（7.29L/s）。

据此，查《建筑给水排水设计手册》（第一版）表13.1-13，选得水泵65DL-4（Q=18～35m3/h、H=58.0～74.0m、r=1450r/min、轴功率为6.48～9.20kW、电动机功率为11 kW、?=56%～62%）2台，一用一备。

20

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第3章 高层建筑消防系统设计与计算

3.1 设计说明

本建筑属于二类高层民用建筑，设计内容包括消火栓系统、自动喷水灭火系统和灭火器的配置计算。

3.1.1 设计参数

1.消防用水水量标准

（1）室外消防栓用水量20L/s。 （2）室内消火栓用水量不少于30L/s。 （3）自动喷水灭火系统用水量为30L/s。 2.消防水池储水量

（1）按3h的火灾延续时间的室内消火栓用水量和1h的自动喷水灭火用水量之和设计。

（2）当室内消防用水量超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3时，仍可采用18m3。

3.1.2 消防系统设计

1.室外消火栓给水系统

室外消火栓系统为低压制，消防用水由街道上的消火栓提供。消防水池与生活水池分开设计，设在地下一层。

2.室内消火栓系统

室内消火栓系统为临时高压制。系统由储水池——消防水泵——屋顶水箱联合供水。管网竖向与横向均布置成环状。-1层——4层分成两个防火分区（详见平面图）。

消防水泵可由消火栓处启泵按钮启动同时向消防中心报警，水泵现场及消防中心均可控制启泵。

消火栓布置范围包括全部楼层、电梯前室和屋顶检验用。消火栓间距不超过30m。

本建筑发生火灾时能保证同时供应6股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，

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同层都有每股流量不少于5L/s、充实水柱长度不少于12m的两股水柱同时到达。 火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供给，火灾10min后消防用水量由地下室消防泵供给。

消火栓箱内均设有远距离启动消火栓的按钮，以便在使用消火栓灭火的同时启动消防泵。

3.自动喷洒灭火系统

同消火栓系统一样，-1层——4层分成两个防火分区（详见平面图），采用预作用式灭火系统。

系统设三组湿式报警阀，每个报警阀后管网为枝状网，每层每个防火分区均设水流指示器。

自动喷水喷头采用闭式玻璃球喷头。除五层公共食堂的厨房采用93℃级喷头外，其余均采用68℃级喷头。地下车库采用直立型喷头，其余均采用吊式喷头。喷头的布置范围包括地下车库、书城、会议室、培训教室、公共办公室和公共走廊部分。每个喷头的保护面积不超过11.5m2。

各层均设末端试水装置，废水排入废水管道。 4.消防灭火器的配置

根据建筑物内部各部位的使用功能，相应配置手提式泡沫灭火器，以配合消防给水灭火系统。

3.1.3 消防管道布置与安装

1.消火栓给水系统

（1）消火栓给水系统管道的安装与生活给水管道基本相同。 （2）管材采用热浸镀锌钢管，沟槽式机械接头。

（3）消火栓立管管径为125mm，消火栓口径为65mm；水枪喷口直径为19mm；采用衬胶水带，水带直径为65mm，长度为25m。

（4）为了使每层消火栓出水流量接近设计值，在栓口静压超过0.49MPa的消火栓前设减压孔板。

（5）消火栓口离地面高度为1.1m。 2.自动喷水灭火系统

（1）管道均采用内外壁热浸镀锌钢管，采用卡箍连接或丝扣连接。 （2）设置吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水的原则，吊架距喷头的距离应大于0.3m，距末端试水装置的距离小于0.7m。

（3）报警阀应设在距地面1.0m左右。

（4）供水干管在便于维修的地方设分隔门，阀门经常处于开启状态。

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（5）装置喷头的场所，注意防止腐蚀气体的侵蚀，不受外力的撞击，要定期清除喷头上的尘土。

3.2 消火栓给水系统的设计与计算

3.2.1 消火栓的布置

按《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95,2005年版）规定，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到达。

本设计中，采用长度为25m的衬胶水带，消火栓保护半径按下式进行计算：

R?CLd?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，本设计取C=0.8； Ld——水带长度，m；

h——水枪充实水柱倾斜45°时的水平投影距离，对一般建筑（层h?0.71Hm；

高3～3.5 m）由于两楼板间的限制，一般取h?3.0m；

Hm——水枪充实水柱长度，m。

根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95,2005年版）规定，高层民用建筑高度≤100m，Hm≮10m，本设计取Hm=12m。则：

R=0.8×25+3.0=23.0m

消火栓采用单排布置，最大保护宽度b=10m，其间距为

S?R2?b2?232?102?20.71m

能够满足每一楼层任何部位都有两股水柱同时到达的要求。

本建筑为综合楼。因此，在电梯前室和楼梯间设消火栓，地下一层共设11个消火栓，1～4层每层设12个消火栓，5～14层每层设5个消火栓。

3.2.2 水枪喷嘴处所需水压

查《给水排水工程》（第五版），水枪喷嘴处所需压力按下式进行计算：

Hq=

af?Hm1???af?Hm

式中: Hq——水枪喷嘴处压力，kPa；

?——与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，可查表3-1； af——实验系数，可查表3-2；

Hm——水枪充实水柱长度，m；

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查《给水排水工程》（第五版）表3.2.3和表3.2.4分别可得：

表3-1 系数?值

df(mm)

13 0.0165

16 0.0124

19 0.0097

?

表3-2 系数af值

Hm（m）

6 1.191

8 1.19

10 1.20

12 1.21

16 1.24

af

由表3-1和表3-2可得：?=0.0097，af=1.21。

水枪喷嘴处压力Hq：

Hq=

1.21?12?16.90mH2O=169.00kPa

1?0.0097?1.21?123.2.3 水枪的射流量

查《给水排水工程》（第五版），水枪的射流量按下式计算：

qxh?BHq 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，可查表3-3； Hq——水枪喷嘴处的压力，kPa。

查《给水排水工程》（第五版）表3.2.5可得：

表3-3 水枪水流特性系数B

水枪喷口直径（mm）

B

13 0.346

16 0.793

19 1.577

22 2.836

由表3-3可得：B=1.577。

水枪的射流量qxh：qxh?1.577?16.90?5.2L/s?5.0L/s 所以选取水枪的射流量qxh=5.2L/s。

3.2.4 水带的水头损失

查《给水排水工程》（第五版），水带的水头损失按下式计算：

hd?Az?Ldq2xh?10

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式中，hd——水带水头损失，kPa； Ld——水带长度，m；

Az——水带阻力系数，可查表3-4； qxh——水枪的射流量，L/s。

查《给水排水工程》（第五版）表3.2.7可得：

表3-4 水带阻力系数Az值

水带材料 麻织 衬胶

水带直径（mm）

50 0.01501 0.00677

65 0.00430 0.00172

80 0.00150 0.00075

本设计选用衬胶水带，水带直径为65mm，由表3-4可得：Az=0.00172。 水带的水头损失hd：hd?0.00172?25?(5.2)2?10?11.63kPa

3.2.5 消火栓口所需的水压

查《给水排水工程》（第五版），消火栓口所需的水压按下式进行计算：

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——水带的水头损失，kPa；

Hk——消火栓栓口水头损失，按20kPa计算。 则：Hxh?169.00?11.63?20?200.63kPa。

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55.355.154.2消防高位水箱53.3试验消火栓49.2试验消火栓14F14F13F13F12F12F11F11F10F10F9F9F8F8F7F7F6F6F5F5F4F4F2F3F3F室外消火栓2F2F2F3F4F4F6F3F2F5F2F7F8F4F3F3F7F7F6F1F2F6F5F室外消火栓4F4F1F-1F-1F1F2F2F2F1F-1F1F-1F3F3F3F4F2F2F3F9F4F4F8F8F3F4F9F9F4F10F11F试验消火栓10F10F11F11F12F12F12F13F13F13F14F14F14F水泵接合器接市政给水管网XL81FXL71F5FXL61FXL93FXL111F2F-1FXL10XL12-1FXL41F1FXL3水泵接合器1F1F1FXL5-1F-1F-1F-4.8-5.3-8.8XL2-1F-1FXL1消防贮水池消防泵-9.3

图3-1 消火栓给水系统计算用图

3.2.6 校核

由图2-1知，设置的消防高位水箱最低水位标高为54.2m，最不利消防竖管为XL1，最不利消火栓栓口标高为47.1m，则最不利点消火栓口的静水压力为

54.2?47.1?7.1mH2O?71kPa?70kPa。

按《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95,2005年版）第7.4.7.2条规定，可不设增压设施。

3.2.7 水力计算

查《高层建筑给水排水设计手册》（第二版）表3—15得：

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表3-5高层建筑最不利点计算流量分配

室内消防计算流量（L/s） 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

次相邻消防竖管出水枪

枪数（支） 数（支）

— 2 2 3 3

— — — — 2

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XL1，出水枪数为3支，相邻消防竖管为XL2，出水枪数为3支。

根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95,2005年版）规定，消火栓立管管径不应小于100mm，且宜采用同一管径。考虑3股水柱同时作用，消火栓立管实际流量为3?5.2?15.6L/s。据此，查《建筑给水排水设计手册》（第一版）表16.1—7，消火栓立管选用DN125的钢管，v=1.27m/s，1000i=25.84。

考虑该建筑发生火灾时，能保证同时供应6股水柱，消火栓总用水量

Qx?6?5.2?31.2L/s。据此，查《建筑给水排水设计手册》（第一版）表16.1—7，

消火栓环状给水管采用DN150的钢管，v=2.46 m/s，1000i=77.82。

3.2.8 消防泵的选择

水池最低水位至消火栓给水管网底环的管道长度为8.8m，屋顶试验消火栓到给水管网底环的管道长度为49.2+1.1+0.5=50.8m。

沿程水头损失为：

?il?8.8?0.07782?50.8?0.02584?2.00mHO

2局部水头损失按沿程水头损失的10%计，则总水头损失为：

h?1.1?2.00?2.20mH2O

查《高层建筑给水排水设计手册》（第二版），消防泵的扬程按下式计算：

Hb?Hq?hd?hg?hz

式中，Hb——消防水泵的扬程，kPa；

Hq——最不利点消防水枪喷嘴所需水压，kPa； hd——消防水带的水头损失，kPa； hg——管网的水头损失，kPa；

hz——消防水泵轴线与最不利消火栓之压力差，kPa。

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本设计中，hg=h?2.20mH2O?22.0kPa。 屋顶试验消火栓到消防水泵轴线的高程差为：

hz?49.2?1.1?(?4.8)?55.1mH2O?551kPa

消防水泵所需扬程Hb：

Hb?169.00?11.63?22.0?551?753.63kPa?75.4mH2O

按消火栓灭火总用水量Qx?31.2L/s，查《给水排水设计手册.第11册.常用设备》（第二版）表1—4，选用型号为XA65/26B消防加压泵两台（Q=18.61～37.10L/s，

Hb=83～71m，r=2900r/min，N=23.66～36.61kW，配套电动机型号Y225M-2），一

用一备。

3.2.9 水泵接合器的选择

查《高层建筑给水排水设计手册》（第二版），每套水泵接合器的流量按10～15L/s计算。

本设计取15L/s，室内消防规范用水量为31.2L/s，故需2套水泵接合器。查《高层建筑给水排水设计手册》（第二版）表3-10选用SQ100地上式水泵接合器。

3.2.10 室外消火栓的选择

室外消防用水量为20 L/s。查《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045——95,2005年版）第7.3.6条规定，室外消火栓的用水量应为10～15L/s。故，本设计设2个双出口室外地面式消火栓。

3.2.11 减压孔板的选择

为了使消火栓各层压力均接近消火栓口压力Hxh?200.63kPa?20.06mH2O,当消火栓栓口压力超过0.49MPa（49mH2O）时，需设减压孔板，从而保证消火栓正常使用。

各层消火栓处剩余水头按下式计算：

H0?Hb?(Hz??h?hd?Hq)

式中，H0——消火栓处剩余水头，m； Hb——水泵扬程，m；

Hz——消火栓到消防泵的高程差，m；

∑h——消火栓至消防水泵的沿程水头损失与局部水头损失之和，m； hd——水带水头损失，m；

Hq——水枪喷嘴满足所需充实水柱长度所需的水压，m。

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本设计中，∑h=1.1×（32×0.07782+Hz×0.02584） =1.1×（2.49+0.02584Hz）

设置减压孔板后，水流通过减压孔板会产生水头损失，使剩余水头值发生变化，需对剩余水头值进行换算，换算剩余水头值按下式计算：

?H0?1?H0/v2

?式中，H0——修正后的剩余水头，mH2O；

1——修正系数：

v——水流通过减压孔板后的实际流速，m/s。

本设计选用消火栓管道管径为DN70的钢管，则：

5.2?10?3v??1.35m/s

0.0723.14?()2/?所以，H0H0。 1.352查《高层建筑给水排水设计手册》（第二版）表12-55，选择减压孔板孔径，计算结果如表3-6所示。

表3-6 减压孔板计算表

楼层编号

楼层标高（m）

消火栓标高（m）

标高差HZ (m)

剩余水头

H0

换算剩余水头

消火栓口处压力 （m） 24.77 28.06 31.35 34.64 37.93 41.22

4.33 4.24 4.15 4.06 3.97 3.88 ∑h （m）

消火栓 管道 管径（mm） 70 70 70 70 70 70

— — — — — — 孔板 孔径 （mm）

(m)

H (m) 2.58 4.39 6.19 8.00 9.81 11.61

/014F 13F 12F 11F 10F 9F

46.0 42.8 39.6 36.4 33.2 30.0

47.1 43.9 40.7 37.5 34.3 31.1

55.9 52.7 49.5 46.3 43.1 39.9

4.71 8.00 11.29 14.58 17.87 21.16

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续表

8F 7F 6F 5F 4F 3F 2F 1F -1F

26.8 23.6 20.4 17.2 14.0 9.5 5.0 ±0.0 -4.8

27.9 24.7 21.5 18.3 15.1 10.6 6.1 1.1 -3.7

36.7 33.5 30.3 27.1 23.9 19.4 14.9 9.9 5.1

24.45 27.74 31.04 34.33 37.62 42.25 46.87 52.02 56.95

13.42 15.22 17.03 18.83 20.64 23.18 25.72 28.54 31.25

44.51 47.80 51.10 54.39 57.68 62.31 66.93 72.08 77.01

3.79 3.70 3.60 3.51 3.42 3.29 3.17 3.02 2.89

70 70 70 70 70 70 70 70 70

— — 20 20 19 19 18 18 18

3.2.12 消防高位水箱

消防水量按存贮10min的室内消防用水量计算。查《建筑给水排水工程》（第

五版），消防高位水箱计算公式为：

Vx?0.6QX

式中，Vx——消防水箱贮存水量，m3； QX——室内消防用水总量，L/s；

0.6——单位换算系数：Vx?Qx?10?60/1000?0.6Qx。

本设计中Qx?41.6L/s，所以，Vx?0.6?41.6?24.96m3。

根据《建筑给水排水工程》（第五版）P66，“当室内消防用水量超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过18 m3时，仍可采用18 m3”。故，本设计中，取Vx=18 m3。

查《02S101矩形给水箱》（GJBT-565，2006年版），选用S101（18#）19.8 m3矩形给水箱，尺寸为3800mm×2600 mm×2000mm。满足《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95,2005年版）第7.4.7.1条规定。

消防高位水箱内的储存水量由生活用水提升泵从生活用水贮水池提升充满备用。

3.2.13 消防贮水池

消防贮水池需满足室内外消防用水量，火灾延续时间按3h计。 消防贮水池的贮存水量按下式确定：

30

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Vf?qxhTx/1000

式中，Vf——消防贮水池贮存水量，m3； qxh——室内消火栓消防水量，L/s； Tx——火灾延续时间，h。 则 Vf=30×3×3600/1000=324 m3。

采用钢筋混凝土贮水池，尺寸为11000mm×7500mm×4500mm，有效水深为4.0m。

3.3 自动喷水灭火系统的设计与计算

3.3.1 设计参数的确定

该建筑火灾等级为中危险级Ⅱ级。查《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001,2005年版）表5.0.1可得：喷头喷水强度为8L/(min·m2)，作用面积160 m2，最不利点喷头工作压力为0.1MPa；查表7.1.2可得：

表3-7 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)

8

正方形布置的边

长 （m） 3.4

矩形或平行四边形布置的长边边

长 （m） 3.6

一只喷头最 大保护面积 （m2） 11.5

喷头与端墙 的最大距离 （m） 1.7

①仅在走道设置单排喷头的闭式喷头，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定；②喷水强度大于8 L/(min·m2)时，宜采用流量系数K>80的喷头。

本设计采用68℃级（五层食堂厨房采用93℃级）闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶安装。喷头的布置方式采用正方形布置，边长为3.0m，如遇障碍物，喷头间距可适当增减，但最大不超过3.4m；喷头距房顶0.3m，距墙0.5m～1.7m；采用枝状管系，每只喷头的管径为25mm。

查《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001,2005年版）表8.0.7可得：

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株洲市翰林书城给水排水工程设计

表3-8 中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数

公称管径（mm）

25 32 40 50 65 80 100

控制的标准喷头数（只）

1 3 4 8 12 32 64

3.3.2 水力计算

本设计采用预作用喷水灭火系统，查《高层建筑给水排水设计手册》（第二版），每个湿式报警阀控制的喷头数最多为800个。据此，本设计的自喷系统分为四个区：5～14层记为Ⅰ区，-1～4层左侧防火分区记为Ⅱ区，-1～4层右侧防火分区记为Ⅲ区，-1层右侧防火分区记为Ⅳ区（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区的布置详见平面图）。这三个区的自喷用水选用同一台水泵供给，故只需对最不利区进行水力计算。

本设计采用特性系数法进行水力计算。喷头的出流量和管段水头损失应按下式计算：

2 q?KH h?10ALQ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mH2O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，S2/L2。

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榆林学院本科毕业设计

a1b1c1a2612345a67b6a38c6b3b2c39c249.01011131214F13F46.0a5b5c542.8a4b4c4预作用报警阀1F消喷泵-4.8-5.3-8.8-9.3±0.0-1F消防贮水池-4.8图3-2 自喷管道水力计算用图

从节点①开始进行水力计算，至节点⑩管段累计流量增加到36.33L/s，达到中危险级设计秒流量（30L/s）。从节点⑩开始，至自喷泵止，其间管段流量不再增加，仅按30L/s计算水头损失。计算结果见表3-9：

表3-9 自喷管道水力计算表

节点 编号 ① ② ③

管段 特性系编号 ①～② ②～③ ③～④

数 0.133

节点 节点流管段流水压

量

量

Q2 1.77 7.90 19.45

/kPa q/(L/s) Q/(L/s) 100

1.33 1.48 1.60

1.33 2.81 4.41

管径d/mm 25 32 40

管道比管段 沿程水 阻A/（L/s）

0.4367 0.0939 0.0445

长度 头损失 /m 3.0 3.0 3.0

hy/kPa 23.19 22.24 25.96

0.133 123.2

0.133 145.4

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株洲市翰林书城给水排水工程设计

续表

④ ⑥ ⑦ a2

④～⑤ ⑤～⑥ ⑥～⑦ 侧支管 a1～a2 a2～a3 侧支管 a4～a5

0.133 171.4

1.74 1.81 1.91 1.96 1.48 1.48 1.60 2.09 1.48 1.60 1.48 1.60 2.20

6.15 7.96 9.87 1.33 2.81 4.41 1.33 2.81 4.41

37.82 63.36 97.42 1.77 7.90 19.45 1.77 7.90 19.45

50 50 50 25 32 40 25 32 40 80 25 32 40 32 40

0.0111 0.0111 0.0111 0.4367 0.0939 0.0445 0.4367 0.0939 0.0445 0.0012 0.4367 0.0939 0.0445 0.0939 0.0445 0.0003

3.0 3.0 1.0 3.0 3.0 1.0 3.0 3.0 2.0 3.0 3.0 3.0 1.0 3.0 2.0 3.0

12.59 21.1 10.8 23.2 22.3 8.66 23.19 22.25 17.31 12.58 23.19 22.25 8.66 22.25 17.31 6.81

0.133 184.3 0.133 205.4

0.133 216.2

0.133 123.2

a3～⑦ a5 a6

0.133 123.2

0.133 145.5

a5～a6 a6～⑦ ⑦～⑧ ⑧ b2 b3 b5 b6

侧支管 b1～b2

18.69 349.32 1.33 2.81 4.41 2.81 4.41

1.77 7.90 19.45 7.90 19.45

0.133 246.6

0.133 123.2

0.133 145.5 0.133 123.2

0.133 145.5

b2～b3 b3～⑧ b5～b6 b6～⑧ ⑧～⑨ ⑨

27.51 756.80 100

34

0.133 273.8

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