某高层综合楼建筑给排水设计

皖西学院本科毕业设计

目录

摘要 2222222222222222222222222222222222 3 设计说明书 2222222222222222222222222222222 4

1.给水工程 22222222222222222222222222222 4

1.1设计资料 22222222222222222222222222 4 1.2设计原则 22222222222222222222222222 4 1.3方案比较 22222222222222222222222222 4

方案一：无分区无水箱供水方式 2222222222222222方案二：设水泵水箱给水方式 22222222222222222方案三：变频泵调速供水 22222222222222222222.排水工程 222222222222222222222222222222.1方案选择 222222222222222222222222222.2排水系统的组成 222222222222222222222222.3系统流程图 22222222222222222222222223.消防给水工程 2222222222222222222222222223.1室内消火栓系统 222222222222222222222223.1.1消防水池 222222222222222222222223.1.2消防水泵和消防水泵房 222222222222222223.1.4消防水箱 222222222222222222222223.1.5消防水泵接合器 222222222222222222223.1.6减压阀及减压孔板 22222222222222222223.2自动喷水灭火系统 22222222222222222222223.2.1闭式喷头 222222222222222222222223.2.2报警阀门 222222222222222222222223.2.3水流指示器 22222222222222222222223.2.4水力警铃 222222222222222222222223.2.5延迟器 2222222222222222222222223.2.6末端试水装置 2222222222222222222223.2.7自动排气阀 22222222222222222222223.2.8自动喷水灭火系统给水分区和系统图式2 2 2 2 2 2 23.2.9自动喷水灭火系统的设计和计算2 2 2 2 2 2 2 2 2

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设计计算书 2222222222222222222222222222222 22

1.给水系统 22222222222222222222222222222 22

1.1给水用水定额及变化系数 2222222222222222222 23 1.2最高日用水量计算 2222222222222222222222 23 1.3最高日最大时用水量计算 2222222222222222222 23 1.4设计秒流量计算 22222222222222222222222 23 1.5高位水箱容积计算 22222222222222222222221.6贮水池计算 22222222222222222222222221.7生活给水系统水力计算 222222222222222222222.排水系统 222222222222222222222222222222.1排水定额 222222222222222222222222222.2污水、废水系统水力计算 22222222222222222223.消防系统 222222222222222222222222222223.1消火栓系统水力计算 2222222222222222222223.2自动喷水灭火系统水力计算 222222222222222222致谢 2222222222222222222222222222222222参考文献 22222222222222222222222222222222

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合肥市某高层综合楼建筑给排水设计

作者: 指导教师:

摘 要

本设计是十九层综合楼的建筑给排水设计，主要包括给水系统、排水系统、消防系统。本建筑生活用水由地下生活水泵房供给，给水系统采用分区供水，地下一层到六层为一区，七层到十二层为二区，十三层到十九层为三区，由生活水泵房中的微机变频调速水泵机组供水。排水系统采用 污、废水合流制，室内一层及以上污废水重力自流排入室外污水管道。污水经化粪池处理后，排入市政污水管。本工程消火栓给水系统用水由地下消防水泵房供给。消防水池与生活贮水池合用,有效容积为400m。本工程消防系统为湿式系统，竖向分为两个区：地下一层至十一层为低区;十二层至十九层为高区。在建筑屋顶消防水箱间内设置消防水箱，供消火栓系统初期灭火用水，与喷洒系统合用。消火栓系统采用两路供水，水平管与竖向管构成环状。本工程地下及地上六层均设自动喷水灭火系统，系统用水由地下消防水泵房供给，与室内消火栓系统合用。消防泵房内设喷洒泵两台，一用一备。由湿式报警阀直接控制喷洒水泵启动。 关键词：

给水排水工程；高层建筑；综合办公楼；自动喷水灭火系统

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Abstract

This design is the 19th floor complex building of water supply and drainage design, including water supply system, drainage system, firefighting system. This building domestic water from underground life water supply pump room, water supply system using water rationing, to six layer for the underground layer area, seven to ten second into two areas, thirteen layer to the 19th floor to three areas, by the living computer frequency control of motor speed of pump house water pump water supply unit. Drainage system adopts the system of sewage, waste water confluence, gravity artesian interior layer and above the dirt wastewater discharged into sewer outside. Sewage after treated by septic tank, into the municipal sewage pipe. This project by the underground fire hydrant water supply system water supply water pump room. Pooling of water storage tank fire pool and life, the effective volume of 400 m. The project of fire protection system for wet system, vertical is divided into two areas: underground for low layer to eleven area; 10 second to 19th floor is high area. Between the water tank on the roof of a building fire water tank is installed inside, for early fire hydrant system and water pooling with spraying systems. Two road, water supply, fire hydrant system adopts the horizontal tube and vertical tube forming ring. Underground project to six layers has the automatic sprinkler system, system supplied by the underground fire water pump room, water and indoor fire hydrant system and operable. Fire pump room with two spray pump, one with a case. Directly controlled by wet alarm valve spray pumps are turned on. Key words:

Water supply and drainage engineering; High-rise building; The comprehensive office building; Automatic sprinkler system

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设计说明书

1.给水工程 1.1设计资料

根据设计资料，本建筑为合肥市的一栋高层综合楼——百花苑大厦，本建筑高92.55米，建筑面积约为20000平方米，另有地下室一层，地下层高4.80米，首层内地面标高为±0.000米，层高4.20米，二至五层层高3.60米，六层层高3.90米，其余各层层高为5.25米。 1.2设计原则

a、保障用水的安全可靠；

b、设备及管道的布置尽量简洁、集中，以便于检修； c、管道及设备的布置尽量便于装修，使综合楼美观。 1.3方案比选

方案一：无分区无水箱的供水方式

本方案采用多台水泵并联，根据水泵出水量或水压调节水泵运行台数。 方案示意图如下：

图1.1

优点：供水较可靠，设备布置较集中，便于维护和管理，不占用建筑上层使用面积。 缺点：水泵型号和数量比较多，投资较大，水泵控制调节比较麻烦，管道布置较复杂。 方案二：设水泵和水箱的给水方式

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在地下室设置水池，由水泵将水池中水供至屋顶水箱，水池水源来自市政管网供水。其方案示意图如下： 、

图1.2

优点：水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱容积，又因水箱有调节作用，水泵出水量稳定，能保持在高效区运行。

缺点：可能造成二次污染，增加建筑荷载。 方案三:变频泵调速供水方式

优点：不设置屋顶水箱，减小占地面积与建筑荷重，无二次污染供水水质好，设备便于自动控制，管理简便，控制精度高运行可靠；水泵可以软启动，降低了对电网供电量的需求，减少了水泵机组的机械冲击和磨损及水泵切换时的震荡现象因而延长了水泵的寿命；设备一般为一体化装置，体积小，占地少。

缺点：不能满足消防贮水量，存在小流量和零流量的供水问题；一次性投入价格较高。

考虑到综合楼对环境卫生的要求，本次设计中采用变频泵供水方式供水。考虑到尽量利用市政管网水压力，并且方便管理，节省电耗等因素，将综合楼给水分为三个区，低区为-1—6层，由市政管网供水，中区为7—12层，高区为13—19层，由变频泵供水。 4、室内给水系统组成

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整个系统包括引如管、水表节点、给水管网和附件等，此外，还包括高区所需的地下贮水池、加压泵、屋顶水箱以及相配套的设备等。 2.排水工程 2.1方案选择

生活污水直接排至城市排水管网。地下室排水经污水泵提升后排至室外。 本建筑属高层建筑，卫生器具较多，排水量较大。为防止水封破坏，排水立管采用伸顶通气。

本建筑属综合楼，对卫生标准要求不高，采用生活污水与生活废水合流的排水系统。 2.2排水系统的组成 排水系统包括以下几部分：

（1）卫生器具：室内排水系统的起点 （2）横支管：将卫生器具排出的污水引入立管 （3）立管：接纳横支管污水并将其排到干管或排出户外

（4）横干管：接纳室内数根排水立管的污水，并将其引入排出管的管段 （5）通气管：排出有害气体，平衡压力，防止水封破坏 （6）排出管：接纳横干管的污水，将其排出室外 （7）清通设备：疏通排水管 （8）局部处理构筑物 2.3系统流程图

卫生 器具 横支管 立管 干管 化粪池 市政排水管网 图1.3

3.消防给水工程 3.1室内消火栓系统

消火栓的布置必须保证两股水柱能同时达到室内的任何一个部位，每股水柱的流量不小于5.00L/s，消火栓保护半径为27.1m（R=CLd＋h 其中Ld为消火栓水龙带长度，取25.0m；C为保护系数，取0.8；h为充实水柱水平投影长度，与建筑层高有关。Hm取12m），建筑物设有消防电梯时，其前室应设消火栓。

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按此原则在建筑内布置消火栓并确定其数量。同时为了消防管道在发生火灾时能及时供给消防正常用水，且为了保护本建筑免受邻近建筑火灾的威胁，在屋顶设置试验消火栓。

消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。消火栓口离地面距离为1.1m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直。

根据《高层民用建筑设计防火规范》，室内消火栓用水量为40L/s，每根竖管最小流量15L/s，每支水枪最小流量5L/s。由于消火栓口静水压力不大于0.8Mpa，故室内消火栓系统不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮。高位消防水箱贮存10min消防水量，消防泵及管道均单独设置。每个消火栓口径为65mm单栓口，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱为12mH2O，采用麻质水带直径65mm，长度25m。消防泵直接从生活—消防合用水池吸水，火灾延续时间以2h计。 3.1.1消防水池

规范规定，不允许消防水泵直接从市政供水管网直接抽水。这样就需要设计消防水池以提供消防用水。

消防水池容积包括有效容积和无效容积两部分，无效容积。括水池内溢流管以上被空气占有的保护容积、水池下部无法被消防水 泵所取用的容积和被水池内立柱和隔墙所占据的容积。

当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积为火灾延续时间内室内消防用水量；当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积为火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量之和；在火灾延续时间内若室外给水管网有向消防水池连续补水的能力，则消防水池的有效容积应减去火灾延续时间内的补水量。

消防水池的补水时间不能超过48小时。

消防水池进水管，其管径按补水时间内补水流量确定，计算时管内流速取1.0m/s。进水管上设置检修闸阀和水位控制阀。

消防水池出水管也就是消防水泵吸水管。在水池底部设有集水坑，水泵从集水坑中取水，以减少水池无效容积。

水池溢流管将高于水池最高水位的水排出池外，其管径与进水管管经相同。溢流管上不得设置闸阀。溢流采用间接排水方式，防止回流污染，同时采取防止蚊蝇、虫、鼠从溢流管进入水池的措施。

水池放空管，在消防水池清洗或检修时放空储水用。设在水池集水坑底部，用阀门控 制。

消防水泵回流管，消防水泵应定期检查，检验运行的消防水泵出水可回到水池。回流

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管由水泵出水管接至消防水池。

水池通风管，水池顶板比水池最高水面高出300mm, 在水池顶板上设高低两通风竖管，使水池内外空气流通。通风管顶设管帽或弯管，既能保持通风，又能防止异物进入水池。

池顶检修孔（人孔），便于进入水池清洗、检修。检修孔设为圆形，尺寸为Ф800mm。检修孔设有密闭盖板，防止雨水、污水和异物进入水池。

为了防止消防贮水被生活泵动用，把生活水泵吸水管达到池内消防贮备水位处开一个Ф10mm的圆孔或把生活泵吸水管进水口置于消防水位标高处。 3.1.2消防水泵和消防水泵房

消防水泵在临时高压消防给水系统中设置，火灾时启动，用以保证消防所需的压力和水量。

消防水泵采用自吸泵。对于泵的安装方式，本设计原则上采用灵活处理，根据实际需要，可选立式泵或卧式泵，但不管需那种泵，都遵循一个原则：水泵出水量不小于所计算的消防用水量；水泵扬程在满足消防用水量的情况下，保证系统最不利点消防设备所需水压。

消火栓消防水泵按一用一备设计，两台泵的基本性能及工作能力完全相同。每台水泵都有独立的吸水管。

消防水泵采用自灌式吸水，其吸水管上装设阀门，出水管上装设实验用和检查用的压力表和DN65的放水阀门。

消防水泵吸水管设有向水泵上升的坡度，坡度不小于0.005，其大小头为偏心大小头，设计这个的目的是不让吸水管积气，以免形成气囊而影响过水能力。

通过合理布置消防给水系统、减少分区给水压力值、选用流量-扬程曲线平缓的消防水泵、提高管道承压能力、在出水管上设置安全阀和其他泄压装置及回流泄压管等措施防止超压。

消防水泵房与消防控制室之间，设有直接的通讯联络。

水泵设计为自动控制。若条件允许，水泵基础、吸水管、出水管以及管道支架均采取隔振措施。

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水泵布置按下表要求进行。

表1.1（水泵布置要求）

序号 布置要求 项目 N>55KW 有通道时，平面布置要求 1 机组与墙面净距 机组周围通道 无通道时，平面布置要求，机组突出部2 分净距 机组突出部分与墙面净距 3 基础高度要求 有就地检修4 要求时通道宽度 5 有集中检修场地时 面积根据水泵或电动机外形尺寸确定，在留有宽度≥0.7m的通道 ≥1.7m ≥1.7m ≥0.10m ≥0.10m ≥0.10m ≥0.20m ≥0.20m 55KW≥N>20KW 吸水口直径≥100 N≤20KW 吸水口直径≤100 ≥1.2m ≥0.8m 共用基础，可不留通道 共用基础，可不留通道 ≥0.7m ≥1.2m ≥0.8m ≥1.2m ≥1.2m 水泵基础平面尺寸设计大于水泵基座尺寸，水泵基础顶面高出地面100mm-300mm。水泵机组的基础端之间和基础端至墙面的距离一般不小于1.0m，卧式水泵的电机端至墙面的距离要保证能抽出电机转子。

泵房内的集水、排水设施根据实际情况具体设置。 消防水泵房的具体布置见消防水泵布置详图。 3.1.3消防水箱

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消防水箱的主要作用是供给高层建筑初起火灾时的消防用水量，并保证相应的水压要求。

消火栓消防水箱设置在屋顶水箱间。

为确保消防初期火灾的用水可靠性，采用重力自流的水箱。

消防水箱贮水量根据计算确定，水箱容积满足规范要求：一类建筑不小于18m3。 屋顶消防水箱的设置高度保证了最不利点消火栓静水压力---当建筑高度不超过100m时，最不利点消火栓静水压力不低于0.07MPa。

由于本设计只是消防设计，没考虑生活给水、排水部分，所以对于消防水箱是否和生活水箱合用，就具体情况而定。但是，如果最终水箱合用，则应采取相应措施：①其他用水出水管置于共用水箱最高消防水位以上；②消防用水和其他用水在共用水箱内隔开，分别设置出水管；③其他用水出水管采用虹吸管形式，在消防最高水平处留有进气孔。 为了防止消防水泵启动后，消防管网的水进入消防水箱，在消防水箱出水管上设置止回阀。

消防水箱的设计尺寸及规格见设计详图。 3.1.4消防水泵接合器

水泵接合器是消防车往室内管网供水的接口。水泵接合器一端由室内消火栓给水管网最底层引至室外，另一端进口可供消防车或移动水泵站加压向室内管网供水。

发生火灾时，如遇以下几种情况，均可采用消防车从室外消火栓取水，通过消防水泵接合器向室内消防给水管网供水： ① 室内消防水泵发生故障时； ② 室内遇大火，消防用水不足时；

③ 室内消防用水不足，虽然消防水泵工作正常，但需向位于建筑物内的消防水池补充水。

水泵接合器的设置位置： ① 便于消防车消防水泵使用； ② 设在室外，并不妨碍交通；

③ 与建筑物外墙有一定的距离，一般不小于5m； ④ 离室外消火栓或消防水池不太远，一般为15-40m。 消防水泵接合器的间距不小于20m。

每套消防水泵接合器均与室内消防管网直接连接。 水泵接合器与室内管网的连接管，设有:

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① 阀门: 用于开启使用水泵接合器； ② 止回阀：防止室内管网内的水向外倒流；

③ 安全阀：防止消防车送水压力过高，破坏室内消火栓给水系统。安全阀的定压高于室内最不利点消火栓要求的压力。

水泵接合器及其附件，其工作压力在设计上满足室内消防给水管网的分区要求。 消防水泵接合器外形与消火栓外形设有明显的区别。 3.1.5减压阀及减压孔板

减压阀是能自动将水压减至要求值的自动压力调节阀，其阀后的压力可在一定范围内进行调节。

消防干管减压的主要目的在于进行竖向给水分区。为便于消防队员使用消火栓和防止消防储水在短时间内耗尽，一般要求高位消防水箱水位与最低消火栓之间的垂直距离不大于80m。通常将这一垂直距离控制在50m以内，为此需要进行干管减压，按竖向将消火栓系统分成若干个给水分区。

减压阀的形式比较多，我们需要比较其技术特性和适用范围及计算后才能选用。 减压阀一般构成减压阀组使用。减压阀组就是从进水口至出水口，由阀门、过滤器、减压阀、可曲挠橡胶接头、阀门、以及进出口的压力表组成。

消火栓给水系统中设置减压阀时必须满足以下要求：

① 消火栓给水系统中减压阀应为两组，一用一备，平时两组全开。

② 减压阀长期处于正常状态，在减压阀后设泄水阀门、泄水管，以便定期放水，强制检查。阀前设有过滤器。

③ 减压阀前后宜装设压力表。宜垂直安装。 ④ 管道内流速消火栓系统不能大于2.5m/s。 减压阀安装如下图所示：

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压力表 蝶阀 比例减压阀过滤器管道伸缩器或软接头 图1.4

减压孔板在室内给排水工程中主要用于消除给水龙头和消火栓前的剩余水头，以保证给水系统均衡供水，达到节水、节能的目的。

室内消火栓给水系统中立管上消火栓由于高度不同，其立管底部消火栓口压力最大，当上部消火栓口水压满足消防灭火需要时，则下部栓口压力势必过剩，若开启这类消火栓灭火，其出水量必然过大，将迅速用完消防贮水。

另外，随着系统下部消火栓口压力增大，灭火时水枪反作用力随之增大，当水枪反作用力超过15kg时，消防队员就难以掌握水枪对准着火点，影响灭火效果。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，消火栓栓口的出水压大于0.50Mpa时，消火栓处应设置减压装置，一般在消火栓前设置减压孔板，以消除各消火栓口剩余水压。

减压孔板所用材料按常规走，一般采用2～6mm厚的不锈钢板或铝板，孔板孔径大于3mm，以免发生堵塞。

减压阀和减压孔板的计算及选用，见“消火栓减压措施及计算”。 本设计中消防干管减压采用减压孔板减压。 3.1.6室内消火栓给水系统计算

室内消火栓给水系统的计算主要是确定管网管径、系统所需水压和选定各种设备。定量计算所需的基础数据是消防用水量和所需水压。根据选定的消防用水量和水压要求才能进行水力计算。

进行室内消火栓给水系统的计算，首先是在布置好平面图，大脑中有了清晰的给水管

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网系统，然后在此基础上一步一步依次进行。

① 室内消防用水量的确定：是根据所设计建筑物的划分等级按规范要求选用； ② 消火栓口所需水压的计算：是在完成了对消火栓水枪喷口所需水压、水枪喷口射流量、消火栓水龙带水头损失的计算基础上进行的；

③ 给水管网管径和水头损失计算：根据给水管道中的设计流量，先确定流速，然后就可以求得管径，消火栓给水管道中的流速一般为1.4～1.8m/s，但不宜大于2.5m/s。水头损失计算包括沿程水头损失计算和局部水头损失计算。

④ 消火栓给水管道水力计算：消防管网水力计算的主要目的在于确定消防给水管网的管径，计算或校核消防水箱的设置高度，选择消防水泵。

由于建筑物发生火灾地点的随机性，以及水枪充实水柱数量的限制（即水量限定），在进行消防管网水力计算时，枝状管网和环状管网在本质上是一样的。

对于枝状管网首先选择最不利立管和最不利消火栓，依此确定计算管路，并按照消防规范规定的室内消防用水量进行流量分配。在最不利点水枪射流量确定后，以下各层水枪的实际射流量根据消火栓口处的实际压力计算。在确定了消防管网中各管段的流量后，按流量公式Q=πD2v/4计算出各管段管径，从钢管水力计算表中直接查得管径及单位管长沿程水头损失i值。消防管道沿程水头损失的计算方法与给水管网计算相同，其局部水头损失按管道沿程损失的10%计算。

对于环状管网，由于着火点不确定，可假定某管段发生故障，仍按枝状管网进行计算。管网最不利消防竖管和消火栓的流量分配按规范要求进行，具体出水枪数如下表所示：

表1.2

室内消防计算流量(L/s) 40 最不利点消防竖管出水枪数/支 3 相邻竖管出水枪数/支 3 次相邻竖管出水枪数/支 2 计算时每根竖管最小流量值，指的是发生火灾时，每根竖管所保证的上、中、下3层水枪同时使用，以满足扑救工作的需要。

由于本设计采取水泵水箱联合供水，计算管路分两种情况进行。消防水泵供水时，以消防水池最低水面作为起点选择计算管路，计算管径和水头损失，确定消防水泵的扬程；消防水箱供水时，以水箱的最低水位作为起点选择计算管路，计算管径和水头损失，确定水箱的设置高度。

消火栓处的剩余压力就像前面所述，当消防泵工作时，消火栓处的水压超过50 mH2O时应设置减压装置，一般在需要减压的各层设置不同孔径的孔板，以消耗过剩的压力。

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消防水池、水箱的计算根据设计要求直接利用公式进行计算。 3.2自动喷水灭火系统

根据《自动喷水灭火系统设计规范》，该建筑属中危险级（I级），在地下一层至十六层均采用动作温度为68℃（38+30）的标准喷头。

自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动喷水灭火并同时发出火警信号的灭火系统。这种灭火系统具有很高的灵敏度和灭火成功率，是扑灭建筑初期火灾非常有效的一种灭火设备。

经过比较后选择闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统。湿式系统其组成组件如表1.2所示。

湿式喷水灭火系统是由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置和供水设施等组成。该系统在报警阀的前后管道内始终充满着压力水，所以称作湿式喷水灭火系统。

湿式系统工作原理比较简单，整个系统压力平时由高位消防水箱或稳压装置维持，水通过湿式报警阀导向杆中的水压平衡小孔保持阀板前后水压平衡，由于阀芯的自重和阀芯前后所受水的总压力不同，阀芯处于关闭状态（阀芯上面的总压力大于阀芯下面的总压力）。发生火灾时，高温火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感元件炸裂或熔化脱落，喷水灭火。此时，管网中的水由静止变为流动，则水流指示器就被感应送出电信号。在报警控制器上指标某一区域已在喷水，持续喷水造成湿式报警阀的上部水压低于下部水压，原来处于关闭状态的阀片自动开启。此时，压力水通过湿式报警阀，流向干管和配水管，同时水进入延时器，继而压力开关动作、水力警铃发出火警声号。此外，压力开关直接连锁自动启动消防水泵或根据水流指示器和压力开关的信号，控制器自动启动消防水泵向管网加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。

湿式自动喷水灭火系统工作原理流程图如图1.5所示。 选择湿式系统主要考虑到湿式系统有许多优点：

① 系统简单，施工、管理方便。湿式系统与其他自动喷水灭火系统相比较，结构简单，仅有湿式报警阀和必要的报警装置及供水设施即可，因此，施工管理方便，充水后无需更多的管理工作，管道接头和坡度敷设都没有干式系统要求严格；

② 比较经济。由于上述因素决定了湿式系统建设投资低，经常管理费用少，并节约能源；

③ 灭火速度快，控制率高。这是湿式系统最根本的一个特点，也是消防工作最理想的效果。湿式喷水灭火系统管道内充满着压力水，火灾时，气温升高，感温元件受热动作，能立即喷水灭火；

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④ 适用范围广。湿式系统已广泛应用于民用及工农业生产的各个领域，是目前世界上应用范围最广泛的自动喷水灭火系统闭式自动喷水灭火系统主要组件及使用要求

启动水泵 消防控制室 压力开关报警 水力警铃报警 报告与传递指令 湿式报警阀动作 末端实验装置 水流指示器动作 值班室（服务台） 喷头动作喷水 室内发生火情

图1.5 湿式自动喷水灭火系统工作原理流程图

3.2.1 闭式喷头

闭式喷头是闭式自动喷水灭火系统的关键设备，它通过热敏感释放机构的动作而喷水，喷头由喷水口、温感释放器和溅水盘组成。 湿式系统的喷头选型一般遵循以下三条基本原则：

① 喷头能快速有效的探测到初期火灾，并在开放一只喷头后自动启动系统； ② 系统启动后，喷头喷出的水能经过燃烧区域的上空到达起火物品的表面； ③ 在整个控火或灭火进程中能保证在作用面积内按设计选定的喷水强度喷水。 喷头反应速度的快慢取决于其感温元件的灵敏度，通常采用“响应时间指数（RTI）”来衡量喷头的灵敏度，RTI值越小，喷头的反应速度越快。

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表1.3 闭式系统主要组件

编号 1 名称 用途 编号 名称 压力开关 水力警铃 闭式喷头 水流指示器 信号阀 用途 自动报警和自动控制喷淋泵 发出音响报警信号 感知火灾，出水灭火 输出电信号，指示或在区域 能输出启闭状态的阀门 进水管 水源管 贮水1h火灾用水 过滤水中杂质 专用消防增压泵 用于测试喷淋泵 防止异常16 2 水池 17 3 过滤器 18 4 消防水泵 19 5 试验阀 20 6 安全阀 高压破坏系统 21 节流孔板 减压 7 消防水泵接合器 消防车接水口 系统供水22 试验阀 用于水流指示器的测试 8 总控制阀 的总控制阀 系统控制23 末端试水装置 试验系统功能 9 湿式报警阀 阀，输出报警水流 10 放水阀 试警铃阀 检修系统11 放水阀 时，放空用 24 自动排气阀 自动排除系统中的气体，保持压力稳定 高位消防水箱进水管 贮存初期消防用水 25 进水管 26 高位消防水箱 第16页

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指示湿式12 阀前压力表 报警阀前压力 指示湿式13 阀后压力表 报警阀后压力 排走系统的出水量 克服水压15 延迟器 波动引起的误报警

30 28 电动警铃 27 接受电信号，并发控制箱 出指令，控制喷淋泵 电动报警 14 排水管 29 地址码模块 联接主控制盘与被监控的设施，确定其位置和状态 接收报警信号，监视消防设状态 报警总控制盘 表1.4自动洒水喷头响应时间指数实验数据 喷头类别 8mm玻璃球（68℃）喷头 5mm玻璃球（68℃）喷头 3mm玻璃球（68℃）快速喷头 开放时间/s 36.70～43.00 21.80～23.10 5.83～6.27 RTI/(m.s)0.5 185.6～217.5 110.4～116.8 29.5～31.7 第17页

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喷头的选用，根据被保护建筑物或场所的实际情况和要求来决定，如

安装地点的几何形状、结构特点、最高环境温度、腐蚀情况、美观要求等。但是有一点我们必须严格按环境温度来选用喷头的温级，选用的喷头公称 动作温度比安装环境的最高温度高30℃左右。

喷头选用能够安装于旅馆、客厅、餐厅、办公室等建筑，且适用范围较广泛的下垂型玻璃球喷头。

玻璃球喷头是由喷水口、玻璃球、框架、溅水盘、密封垫等组成。这种喷头释放机构中的热敏元件是一个内装一定量的彩色膨胀液体的玻璃球，球内有一个小的气泡。用它顶住喷水口的密封垫。当室内发生火灾时，球内的液体因受热而膨胀，瓶内压力升高，当达到规定温度时，液体就完全充满了瓶内全部空间，当压力达到规定值时，玻璃球便炸裂，这样使喷水口的密封垫失去支撑，压力便喷出灭火。

这种闭式喷头其公称动作温度一般高于环境最高温度30℃，适合湿式系统对环境温度的一般要求：不低于4℃，不高于70℃。

下垂型玻璃球喷头向下安装在配水支管上，溅水盘位于喷头下方，溅水盘呈平板行，喷水形状为抛物线形，水量的80﹪—100﹪喷向下方。喷水量分布均匀，灭火性能较好。

玻璃球喷头的技术性能参数见表1.5

表1.5 玻璃球喷头的技术性能参数

喷头类别 玻璃球喷头 喷头公称口径（mm） 公称动作温度（℃） 工作液色标 10，15，20 57 68 79 93 141

3.2.2报警阀门

报警阀又称检查信号阀或控制信号阀，是自动喷水灭火系统的重要部件之一，平时用于检查火警信号，发生火灾后发出火警信号，不同类型的自动喷水灭火系统，安装不同结构的报警阀。

湿式报警阀安装在湿式自动喷水灭火系统的立管上，选择导阀型湿式报警阀。

橙 红 黄 绿 蓝 第1页

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湿式报警阀是一种直立式的单向阀。圆形铸铁阀体外壳的内部，装配圆形阀片，阀片中央有导杆，致使阀片能上下移动，在外壳阀座内，开有环形槽，由细管与声号涡轮连接，借水力冲击，敲击火警声号铃，发出火警声号。

为了检查阀片的作用，装配有两个压力表，一个压力表检查总干管内的压力，另一个压力表检查配水干管内的压力。

湿式报警阀平时阀芯前后水压相等（水通过导向杆中的水压平衡小孔保持阀板前后水压平衡），由于阀芯的自重和阀芯前后所受水的总压力不同，阀芯处于关闭状态（阀芯上面的总压力大于阀芯下面的总压力）。发生火灾时，闭式喷头喷水，由于水压平衡小孔来不及补水，报警阀上面的水压下降，此时阀下水压大于阀上水压，于是阀板开启，向洒水管网及洒水喷头供水，同时水沿着报警阀的环形槽进入延迟器、压力继电器及水力警铃等设施，发出火警信号并启动消防水泵等设施。

报警阀设在易操作的地方，每一湿式报警阀组所控制的喷头数不超过800个。 报警阀其后配水管上禁止设置任何阀门，且工作压力不能大于1.2MPa。每个报警阀组供水的最高最低喷头之间的高程小于50m。

设计中所选用的报警阀产品规格型号见表1.6所示。

表1.6湿式报警阀型号规格

型号 形式 公称直径(mm) 100 高度(mm) 900 工作压力(MPa) 最大1.6 报警接管(mm) / 试验接管(mm) / ZSS100 导阀型 3.2.3水流指示器 水流指示器是一种监测器，用它来监测系统所处的工作状态，减少失败率，提高系统灭火能力。

当喷头喷水时，管道中的水产生流动，引起桨片随水流而动作，接通延时电路，大约20-30s，继电器触点吸合，向消防控制室发出电信号，或自动开泵，水流指示器安装在喷水管网的每层水平分支管上或某一区域的分支管上，根据需要确定，可以直接报知建筑物的哪一层，哪一部分闭式喷头已开启喷水。水流指示器型号规格见表1.7所示。

为了便于检修分区管网和保证供水安全，水流指示器前设计装设了信号阀，其信号线与消防控制室相连，在消防控制室可以监视信号阀启闭状态，防止维修后忘记将其打开。信号阀规格与尺寸见表1.8所示。

表1.7 水流指示器型号规格

型号 接管直工作压延时(s) 外形尺寸第18页

最低动作触点容量 皖西学院本科毕业设计

径(mm) 力(MPa) (高3长)(mm) 流量(L/min) 15-40 DC24V、3A ZSJZ 100 1.2 2-120 2453120 表1.8 XZF型号闸阀规格与尺寸

公称直径DN(mm) 100 3.2.4水力警铃 水力警铃是一个机械装置，当自动喷水系统动作时，流经信号管的水，通过叶轮驱动铃捶击铃报警。

水力警铃与报警阀配套使用。

水力警铃设在公共通道或值班室的外墙上。与报警阀组连接的管道采用管径为20mm的镀锌钢管，总长度小于20m，工作压力大于0.05MPa。电动报警器不得代替水力警铃。水力警铃型号规格见表1.9所示。

表1.9水力警铃型号规格

型号 ZSJL 工作流量(L/min) / 工作压力(MPa) 0.035～1.2 系数K / 外形尺寸 重量(kg) / / L H 外形尺寸(mm) D D1 D2 D0 b f 8-18 n-Φd 参考重量(kg) 35 230 370 215 180 155 240 24 3 压力开关垂直安装在延迟器后，水力警铃入口前的管道上。在水力警铃报警的同时，警铃管道水压升高使压力开关的触点接通，向消防控制室报警和启动消防水泵。 3.2.5 延迟器

设计设置了延迟器防误报警设施。延迟器安装在报警阀与水力警铃之间的信号管道上，是一个罐式容器，用以防止由于水压突然发生变化、水源发生水锤而引起水力警铃的误动作。当发生水锤现象时，报警阀往往会发出短暂开启或局部渗漏而引起水力警铃动作，此时，若使水流先进入延迟器，只有当水流充满延迟器后才能进入水力警铃。如果由于水锤现象而使报警阀开启，则时间极为短暂。因此延迟器容纳了报警阀误动作的水流，从而避免了水力警铃的误动作。只有当火灾真正发生时，喷头和报警阀相继打开，水流源源不断地大量流入延迟器，经30s左右充满整个容器，然后冲入水力警铃准确的发出火警信号。 3.2.6末端试水装置

末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头组成。

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为了检验系统地可靠性，测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并正常启动，在每个报警阀组控制的最不利点喷头处，设计了末端试水装置，其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均设置了直径为25mm的试水阀。试水接头出水口的流量系数，等于同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头。

末端试水装置测试的内容，包括水流指示器、报警阀、压力开关、水力警铃的动作是否正常，配水管道是否畅通，以及最不利点处的喷头工作压力等。

末端试水装置的出水，采取孔口出流的方式排入排水管道。

连接管道采用镀锌钢管，根据实际需要按下列标准选择：长度不超过6m时，管径选用DN=15mm；长度不超过20m时，管径选用DN=20mm。但是，连接水力警铃管道的总长度不能超过20m。

3.2.7自动排气阀

自动喷水灭火系统的最高处设置自动排气阀，排除系统内积存的气体，保证系统正常工作。

选用立式结构P724W-4T自动排气阀。当管网中的气体进入自动排气阀腔体时，汇集于腔 体上部的气体将迫使阀内水位逐渐下降，水位下降到一定高度后，浮球阀通过杠杆作用，打开排气阀进行排气。随着积聚气体的排除，管网中的有压水不断进入阀腔，使腔内水位逐渐上升，直至浮球的浮力通过杠杆作用再次将排气阀关闭为止。

自动排气阀前设有检修阀门，以便维护检修。连接管朝阀体保持向上的坡度。 3.2.8自动喷水灭火系统给水分区和系统图式

自动喷水灭火系统给水平面分区原则上平面布置宜于建筑物防火分区一致，尽量做到区界内不出现两个以上的系统交叉。有关防火分区的规定见《高层民用建筑设计防火规范》。系统管道敷设设有一定的坡度坡向排水口，管道坡降值一般不超过0.3m（根据工程具体情况，与其他相关专业协调确定）。

自动喷水灭火系统竖向分区原则上系统管网内的工作压力不大于1.2MPa，但适当降低管网内的工作压力可减少维修工作量和避免发生渗漏，自动喷水灭火系统的竖向分区压力可与消火栓给水系统相近。通常将每一分区内的最高喷头与最低喷头之间的高程控制在50m以内。为保证同一竖向分区内的供水均匀性，在分区低层部分的入口处设置了减压孔板，尽量将入口压力控制在0.40MPa以内。屋顶高位水箱的设置高度，满足各分区最高层喷头的最低供水压力要求。

自动喷水灭火系统采用分区并联给水方式。分区并联给水有许多优点：

（1） 屋顶消防水箱储存10min的消防用水，消防储水量大，水压稳定，设在底层的消防

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转输泵能满足系统的供水要求；

（2）设备集中设置，便于维护和管理；

（3） 采用减压阀替代中间水箱，节省上层使用面积，防止噪声和二次污染，简化系统。 不足之处就是屋顶水箱荷载大，结构设计比较困难。 3.2.9自动喷水灭火系统的设计和计算

自动喷水灭火系统的设计，首先根据不同用途的建筑物火灾时的燃烧特性，确定其火灾危险等级，再根据建筑物的重要性、环境影响因素及装修要求等，选择不同的自动喷水灭火系统类型和组件，使系统的设计做到安全可靠、经济合理、技术先进。 （1）建筑物火灾危险等级的划分

自动喷水灭火系统消防用水量根据设置场所火灾危险等级来确定。设置自动喷水灭火系统的建筑物，根据各个场所的面积、高度、内部可燃物品的性质、火灾荷载密度及分布状况，分析发生火灾时的蔓延趋势，以及热气流驱动喷头开放和喷水灭火的难易程度等因素，参照规范，确定其火灾危险等级。

本综合楼属于中危险级（Ⅰ级）。 (2)基本设计参数的确定

建筑物的火灾危险等级划分确定以后，就要确定该建筑物喷水灭火系统的基本设计参数。基本设计参数通常包括喷水强度、作用面积、喷头动作数、每只喷头保护面积、最不利点处喷头压力以及理论供水量等。

喷水强度，即单位保护面积的喷水量，是喷水灭火系统设计最重要的控制数据，因为不同火灾危险等级的建筑物，万一发生火灾，要达到控火、灭火效果，必须要有足够的喷水强度。

系统作用面积，即一次火灾中系统按喷水强度保护的最大面积。

喷水强度和系统作用面积的大小取决于建筑物的燃烧性（包括建筑物内储存的可燃物）、可燃物多少及燃烧时间等因素，一般根据建筑物的火灾危险等级查表确定。

该系统由闭式喷头、报警装置（水力警铃和压力开关）、湿式报警阀、火灾探测器等。其优点是：结构简单，使用可靠；施工较简单，容易管理；灭火速度快，控火效率高；比较经济，适用范围广等。

自喷系统消防用水量为20L/s，设计喷水强度为6L/(min2m2)，作用面积为160m2，设计火灾延续时间为1h，喷头作用压力为0.10Mpa。

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设计计算书

1.给水系统

生活用水量可根据国家制定的用水定额（根据多年的实测数据统计得出）、小时变化系数和用水单位数，按下式确定：

Qd=mqd ∵Qp=Kh=

Qd TQh Qp∴Qh=Qp2Kh

式中：

Qd——最高日用水量，L/d；

m.——用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数； qd——最高日生活用水定额，L/人2d、L/床2d或L/人2班； Qp——平均小时用水量，L/h；

T——建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h； Kh——小时变化系数； Qh——最大小时用水量，L/h。

1.1给水用水定额及时变化系数

查《集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及消时变化系数表》和《住宅最高日生活用水定额及消时变化系数表》得：本建筑中的用水定额：

1. 对于办公区有：用水定额为q=50L/人?d, 时变化系数为K=1.5，用水时间T=10h,按15㎡/人办公，

2. 对于商铺有：用水定额为q=6L/㎡?d, 时变化系数为K=1.5，用水时间T=12h,

3. 对于住宅有：用水定额为q=250L/人?d, 时变化系数为K=2.8，用水时间T=24h,按每户4人计算，其中住宅部分共13层，每层有14户住宅。 1.2最高日用水量计算

一至六层为商铺和办公室，则最高日用水量为：

Q1= m3qd =54636+503（59+795+500）/15=7789（L/d）

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Q2?m*qd?250*14*4*12?168000(L/d) Qd?Q1?Q2?7789?168000?175789(L/d)

1.3最高日最大时用水量计算

根据公式：

Qh=Qp2Kh Qp=

平均时用水量： Qp1= Qp2=

Qd TQd546?6== 0.273 m3/h（T取12小时） T12?1000Qd1354?50==0.45 m3/h(T取10小时） T15?1000?10Qd168000==7 m3/h（T取24小时） T24?1000Qp3=

最大小时用水量：Qh=Kh13Qp1+Kh33Qp3+Kh23Qp2=20.68 m3/h 1.4设计秒流量计算

建筑内的生活用水量在1昼夜、1小时里都是不均匀的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内，卫生器具按配水最不利情况组合出；出流时的最大瞬时流量又称设计秒流量。

当前我国生活给水管网设计秒流量的计算方法，按建筑的用水特点分为两种：

一是用水时间集中，用水设备使用集中，同时给水百分数高的建筑，如工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等，可采用经验法，直接以卫生器具数量、额定流量和同时给水百分数计算设计秒流量，公式如下：

qg=∑q0n0b

式中：

qg——计算管段的设计秒流量，L/s；

q0——同一类型的卫生器具给水额定流量，L/s； n0——同类型卫生器具数； b.——卫生器具同时给水百分数；

二是用水时间长，用水设备使用不集中，同时给水百分数随卫生器具数量增加而减少的建筑，如住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等。因生活用水量是通过室内各类卫生器具的配水装置使用放水来反映的，所以设计秒流量应按管段上所设卫生

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器具的数量，用统计学、概率理论来进行计算，但卫生器具种类多，且各种卫生器具的额定流量又不尽相同，为简化计算，将安装在污水盆上，支管管径为15mm的配水龙头的额定流量0.2L/s作为1个当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值。这样便可把管段上不同卫生器具的流量，统一换算成当量总数，便于各管段设计秒流量的计算。适用于以上建筑的设计秒流量公式如下：

qg=0.22α

式中：

qg——计算管段的设计秒流量，L/s； Ng——计算管段卫生器具给水当量总数； α、k—根据建筑用途而定的系数，按下表：

表2.1

建 筑 物 名 称 办公楼 商铺 α值 1.5 1.5 k值 0 0 Ng+ k Ng 用以上公式计算连接卫生器具较少的管段时，由于α和Ng值不同，其计算结果有时会小于该管段上1个最大卫生器具的额定流量，有时又会大于该管段上卫生器具给水额定流量的累加值，则应分别以该管段上1个最大卫生器具的给水额定流量和卫生器具的给水额定流量的累加值，作为管段的设计秒流量。

建筑内含有两种或两种以上不同用途建筑的综合性建筑，应用加权平均法确定总引入管的α值；含有两种或两种以上卫生器具标准不同的住宅，也应用加权平均法确定总引入管的k值，即：

α=

?1N1??2N2??????nNn?N

k=

式中：

k1N1?k2N2?????knNn

?Nα——综合性建筑或住宅总引入管的α值； k——综合性住宅总引入管的k值； ∑N—综合性建筑或住宅给水当量总数；

N1、?Nn—综合性建筑内不同用途部分的卫生器具给水当量总数，或综合性住宅卫生器具标准不同部分的卫生器具给水当量总数；

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α1、?αn—综合性建筑内或住宅内不同用途部分或卫生器具标准不同部分的α值； k1、?kn—综合性住宅内不同卫生器具标准部分的k值； 本设计中的建筑为综合楼，查以上α、k值系数表，得：

qg = 0.22α Ng+ k Ng (取K = 0,α =1.5 ) qg = 0.22U2Ng(住宅设计秒流量,U-同时出流概率,％)

1.5高位水箱容积计算

高位水箱消防贮水量的容积按贮存10min的室内消防用水量计算。 消火栓用水量为40L/s，

qxb=40=40 L/s

Vx = qxb2Tx260 / 1000 =40310360/1000=24 m3

自喷系统储水量的容积计算：

由《自喷设计规范》知本建筑属于中危险Ⅰ级，自喷强度为6L/min2m2 喷头工作压力为0.10MPa，作用面积为160m2 。 所以，Vzp=

PZP?FZP?S?606?160?10==9.6 m3

100010003

水箱净容积 V =Vx＋Vs+Vzp=1.00＋24+9.6=34.6 m

Vs为生产事故备用水量，取1.0 m

当室内消防用水量大于25L/s,计算出的消防水箱储水量大于18m3时，仍采用18m3。本设计水箱形状选用矩形玻璃钢保温水箱，根据水箱的有效容积18 m3，其构造尺寸定为 L3B3H = 3.0m33.0m32.0m =18m3。

水箱的附件有进水管、出水管、溢流水管、泄水管、通气管、水位信号装置、人孔、仪表孔。本设计中，水箱供给消火栓和自动喷水灭火系统在火灾初期10min的消防用水量，因此要有消火栓和自动喷水灭火系统两个出水管，均从箱底接出，如下图所示：

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入孔进水管 仪表孔 通气管防虫网信号管

溢流管 消火栓出水管自喷系统出水管泄水管 受水器 图2.1

a、进水管：进水管从箱壁接入，在进水管应设进水阀门，水箱利用水泵加压供水并利用水箱水位信号装置自动控制水泵运行，因此不需要设置浮球阀。

b、 出水管及止回阀：出水管有两条，一根是消火栓用水出水管，另一根是自动喷水灭火系统用水出水管，均从箱底接出，出水管上均装设阀门和止回阀。

c、溢流管：溢流管从箱底接出，管径比进水管大一级，溢流管上不允许设置阀门，沿口比最高水位高出30mm，其出口设置网罩，并采取间接排水方式。

d、通气管：通气管伸至室内，管口有防止灰尘、蚊蝇和昆虫进入的滤网，且管口朝下。 e、泄水管：从箱底接出，并装设阀门，泄水管与溢流管相连，但不能与排水系统直接相连。

f、水位信号装置：因为水箱液位与水泵连锁，故在水箱内设液位计，液位计采用浮球式，

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液位计停泵液位比溢流水位低100mm，起泵液位比最低水位高200mm。 ③水箱的设置

a、水箱放置在混凝土的支墩上，其间垫以500 mm3500mm的油浸枕木3根。支墩高度为2.0m，以便于管道安装和维修。

b、水箱设人孔密封盖，并设保护其不受污染的防护措施。 1.6贮水池计算

因为市政给水管不允许水泵直接从管网抽水，故设生活消防共用贮水池，其容积为：

V=Vt＋Vx+Vzp

Vt——生活调节水量 Vx——消防贮备水量 Vzp——自喷贮备水量

生活调节水量按建筑最高日用水量的25%估算。

Vt=174.08325%=43.52 m3

消防贮水按满足火灾延续时间二小时内的室内消防用水量来计算即：

Vx =

40?120?60?288.0m3

1000自喷贮备水量按满足火灾延续时间一小时内的室内消防用水量来计 即：

Vzp =

贮水池的有效容积为：

V=43.52＋288.00+57.60=389.12m3

取贮水池总容积为400m3。

由计算出来的贮水池有效容积较大，可以将贮水池的格数定为四格，每格有效容积为100m3，由此将贮水池的尺寸定义为：L3B3H =163833.5=448m3 每格的尺寸定为：L3B3H =83433.5 =112m3

a、贮水池的总容积包括：有效容积、被结构体（梁、柱、隔墙）所占用的体积及水面的上空间的容积。贮水池由钢筋混凝土制成，所采用的材料不能对水质造成污染，池内壁防止对水质污染，刷饮用水油漆或贴食品级玻璃钢和贴瓷砖等。

b、贮水池设进水管、出水管、通气管、溢流管、泄水管、人孔（加盖加锁）、爬梯和液位计。溢流管排水应设有断流措施和防虫网，溢流管口径应比进水管口径大一级。

c、贮水池亦作吸水井，以充分利用其有效容积。

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6?160?60=57.60 m3

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d、贮水池应设计成保证池内水经常流动，防止死角，进水管和出水管在相对的位置不宜靠近。

e、因该设计生活和消防合用一个贮水池，故应有消防水平时不被动用的措施，如图所示，在吸水管上设一个小孔，小孔距池底为3.6m，吸水管的最低水位标高为－4.60m。

f、贮水池设溢流液位和最低报液位警信号，利用管网压力进水，其进水管上装设浮球阀，不少且于两个，其直径与进水管直径同相。

图2.2

1.7生活给水系统水力计算

本设计中的建筑为综合楼，一至六层为商铺和办公楼合用，查以上α、k值系数表，得：

qg = 0.22α Ng+ k Ng (取K = 0 , α =1.5 )

其中Ng为计算管段的卫生器具的当量总数，在计算总应注意以下几点：

a、如果计算值小于该管段上最大一卫生器具的额定流量时，应采用最大一个卫生器具的额定流量作为设计流量。

b、如果计算值大于该管段上所有卫生器具给水额定流量叠加值时，应以叠加流量作为设计流量。

该建筑给水系统采用下行上给式给水方式，JL-1,JL-4分别接1和2号标准卫生间；JL-2，JL-5接七至十二层的住宅用户，JL-3，JL-6接十三至十九层的住宅用户，按照对称性只需计算JL-2和JL-3立管既可。

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图2.3(1号卫生间给水系统计算草图)

图2.4（十三至十九层标准卫生间给水系统计算草图）

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图2.5（七至十二层标准卫生间给水系统计算草图）

图2.6（配水管网水力计算草图）

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低区管网水力计算表

卫生器具数量、当量 洗 污脸 水坐蹲小便便便管水头损失hy=iL 管段秒流量L/s 径坡降i 编号 浴 数∑Ng v L 盆 盆 器 器 器 DN 0.75 1 0.75 0.5 0.5 0.5 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 3 9-10 3 10-11 3 11-12 3 12-13 3 13-14 3 14-15 3 1 1 1.5 2 2.5 5 0.3 0.37 0.42 0.47 0.67 0.70 0.73 0.76 淋 当量总流速管长水头损失∑hy 20 0.79 0.422 0.845 0.356 0.356 20 0.96 0.61 0.9 0.549 0.905 25 0.64 0.21 1.415 0.297 1.202 25 0.72 0.255 0.265 0.067 1.270 25 1.02 0.472 10.89 5.140 6.410 25 1.07 0.512 0.7 0.358 6.768 25 1.11 0.555 0.9 0.499 7.268 25 1.16 0.595 1.24 0.737 8.006 32 0.87 0.275 0.68 0.187 8.193 40 0.77 0.167 3.9 0.651 8.844 40 0.92 0.228 3.6 0.820 9.665 40 1.07 0.296 3.6 1.065 10.730 40 1.19 0.356 3.6 1.281 12.012 50 0.83 0.139 3.6 0.500 12.512 50 0.89 0.139 22.85 3.176 16.145 50 1.07 0.219 22.52 4.931 21.077 1 1 1 1 1 2 1 5.5 1 6 1 6.5 8.75 0.89 2 2 2 2 2 2 2 4 3 17.5 1.25 2 4 3 26.25 1.54 2 4 3 35 1.77 2 4 3 43.75 1.98 2 4 3 52.5 2.17 2 4 3 52.5 2.17 20 15 87.5 2.81 15-16 10 10 第32页

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中区管网水力计算表

计算当量同时出设计秒管段总数流概率流量qg管径流速每米管长沿程水头损失管段长管段沿程水管段沿程水头头损失损失累计∑hyDN(mm) v(m/s) 度L(m） 编号 Ng U(%) （L/s） i（kPa/m） hy=iL(kPa） （kpPa） 0-1 0.75 100 1-2 2.25 71 2-3 3 61 26 19 16 15 14 14 14 0.15 0.3195 0.366 1.092 1.596 2.016 2.52 2.94 2.94 2.94 15 20 20 32 40 50 50 50 50 50 0.75 0.84 0.96 1.07 0.96 0.77 0.96 1.12 1.12 1.12 0.564 0.477 0.607 0.46 0.245 0.121 0.18 0.237 0.237 0.237 4.958 0.869 26.16 5.25 5.25 5.25 5.25 5.25 5.25 47.33 2.796 0.414 15.879 2.796 3.210 19.09 3-4 21 4-5 42 5-6 63 6-7 84 7-8 105 8-9 105 9-10 105

2.415 21.505 1.286 0.635 0.945 1.244 1.244 11.217 22.795 23.435 24.38 25.62 26.864 38.081 第33页

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高区管网水力计算表

计算管当量总段编号 数Ng 同时出设计秒流概率流量qgU(%) （L/s） 每米管长管径流速沿程水头管段长管段沿程水头损失管段沿程水头损失DN(mm) v(m/s) 损失i度L(m） 累计∑hyhy=iL(kPa） （kPa/m） （kpPa） 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11

0.75 2.25 3 21 42 63 84 105 126 126 126 100 71 61 26 19 16 15 14 13 13 13 0.15 0.3195 0.366 1.092 1.596 2.016 2.52 2.94 3.276 3.276 3.276 15 20 20 32 40 50 50 50 50 50 50 0.75 0.84 0.96 1.07 0.96 0.77 0.96 1.12 1.24 1.24 1.24 0.564 4.958 2.796 0.477 0.869 0.414 0.607 26.337 15.99 0.46 5.25 0.245 5.25 0.121 5.25 0.18 5.25 0.237 5.25 0.286 5.25 0.286 5.25 2.415 1.286 0.635 0.945 1.244 1.501 1.501 2.796 3.211 19.198 21.613 22.899 23.534 24.479 25.723 27.225 28.726 48.977 0.286 70.808 20.251 第34页

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室内给水系统所需水压计算：

H=H1＋H2＋H3

H——建筑内给水系统所需的水压,mH2O；

H1——引入管起点至配水最不利点的位置高度所要求的静水压，mH2O；

H2——引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，mH2O； H3——配水最不利点所需的流出水头，kPa。 低区:

H=19.4＋1.332.108＋5+0.3=27.44（mH2O）

市政供水网水压为0.30mpa(30mH2O)可以满足低区供水。 中区：

H=50.55＋1.333.808＋5+0.3=60.8（mH2O） 水泵选型

IS65-40-250A单级离心清水泵，流量6.5L/s,扬程70mH2O。 高区：

H=87.3＋1.334.898＋5+0.3=98.97（mH2O） 水泵选型

IS65-40-315A单级离心清水泵，流量6.64L/s,扬程114 mH2O。 本设计中给水系统管材选用给水PPR管材。 给水管道的布置与敷设

保证配水均匀，建筑由变频泵直接供水，其引入管由变频泵直接引入，室外部份敷设在地沟内，室内管道布设详见平面及系统图。为便于安装维修，管道与墙、梁、柱以及设备之间保持一定的距离，详见有关规范。

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2.排水系统

根据《高层建筑给排水设计规范》中的规定，该建筑室内排水系统设秒流量公式为：

qn=0.12α

Np＋qmax

qn——计算管段排水设计秒流量，L/s ；

α——根据建筑物用途而定的系数，因为本建筑为19层综合楼，所以取定α值为

1.5。

Np——计算管段卫生器具排水当量总数 ；

qmax..——计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s ； 在计算时应注意以下两点：

a、当计算流量大于该计算管段上卫生器具累加流量之和时，应以累计排水流量之和作为设计秒流量。

b、当计算流量小于该管段上最大一个卫生器具的额定排水流量时，应以该最大卫生器具的额定排放流量作为设计秒流量。 2.1排水定额

本建筑所采用的卫生器具的流量、当量和排水管的管径、最小坡度列表：

表2.2

序号 1 2 3 4 5 6

2.2污水、废水系统水力计算

为保证管道系统有良好的水力条件，稳定管内气压，防止水封破坏，保证良好的室内环境卫生，在排水管道的设计中，必须满足下列规定： a.横管 充满度

第36页

卫生器具名称 污水盆 小便器 大便器 淋浴器 洗脸盆 浴盆 排水流量(L/s) 0.33 0.1 1.5 0.15 0.25 1.00 当量 1 0.3 4.5 0.45 0.75 3.00 50 排水管 管径（mm） 最小坡度 0.025 0.02 0.012 0.02 0.025 0.025 40～50 100 50 32?50 50 皖西学院本科毕业设计

建筑内部排水横管按非满流设计，以便使污废水释放出的有毒有害气体能自由排出，调节排水管道系统内的压力，排水管道的最大设计充满度见下表：

表2.3

排水管道名称 生活污水排水管 生活废水排水管 自净流速 污水中含有固体杂质，如果流速过小，固体物会在管内沉淀，减小过水断面积，造成排水不畅或堵塞管道，为此规定了一个最小流速，即自净流速，建筑内部排水横管自净流速见下表：

表2.4

污废水类别 自净流速（m/s） 管道坡度 污废水中含有的污染物越多，管道坡度应越大，塑料排水管坡度见下表：

表2.5

管径（mm） 50 75 110 160 最小管径 在本设计中应注意大便器没有十字栅栏，同时排水量大且猛，所以，凡连接大便器的支管，即使仅有1个大便器，其最小管径均为100mm。小便器冲洗不及时，尿垢积聚，堵塞管道，因此，小便器和连接3个及3个以上小便器的排水支管管径不小于75mm。 b.立管

排水立管按通气方式分为：普通伸顶通气、专用通气立管通气、特制配件伸顶通气和不通气四种情况。四种情况的排水立管最大允许通水能力见下表：

第37页

排水管道管径（mm） 150以下 150～200 最大计算充满度 （以管径计） 0.5 0.6 生活污水在下列管径时（mm） D<150 0.6 D=150 0.65 D=200 0.70 通用坡度 0.026 0.026 0.026 0.026 最小坡度 0.012 0.007 0.004 0.002 皖西学院本科毕业设计

表2.6

立管工通气情况 作高度（m） 普通伸顶通气 设有专用通气立管通气 特制配件伸顶通气 - - - ≤2 3 4 无 通 气 5 6 7 ≥8 50 1.0 - - 1.00 0.64 75 2.5 5.0 - 1.70 1.35 管径（mm） 100 4.5 9.0 6.0 3.80 2.40 1.76 1.36 1.00 0.76 0.64 125 7.0 14.0 9.0 150 10.0 25.0 13.0 0.50 0.92 0.40 0.40 0.40 0.40 0.70 0.50 0.50 0.50 在确定立管管径时，还需做到排水立管管径不得小于横支管管径，多层住宅厨房间排水立管管径不应小于75mm。

图2.7（1号卫生间污废水系统计算草图）

第38页

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图2.8（2号卫生间污废水系统计算草图）

图2.9（2号卫生间污废水系统计算草图）

第39页

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图2.10（WL-4污水系统计算草图）

图2.11（WL-5污水系统计算草图）

第40页

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图2.12（WL-12污水系统计算草图）

图2.13（WL-16污水系统计算草图）

第41页

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图2.14（WL-10污水系统计算草图）

图2.15（WL-9污水系统计算草图）

第42页

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一至五层WL-3上的各横支管的水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 污水盆 淋 浴 坐便器 小便器 蹲便器 浴盆 号 盆 当量总设计秒流管数∑Ng 量L/s 径de(mm) 坡度i 0.75 1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-12 9-10 1 1 1 1 1 0.45 4.5 0.3 1 2 3 3 3 3 3 3 4.5 1 2 2 3 4 3 0.3 0.6 0.9 5.4 9.9 10.9 15.4 19.9 0.75 1.5 2.5 0.1 0.2 0.27 1.8 2.07 2.09 2.21 2.3 0.25 0.47 0.53 50 50 75 110 110 110 110 110 50 50 50 0.025 0.025 0.015 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.025 0.025 0.012 10-11 2 11-12 2

第43页

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一至六层WL-1上各横支管水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 号 盆 污水盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 0.75 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 1 2 3 3 3 3 3 一至六层WL-2上各横支管水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编号 洗 脸 盆 0.75 1-2 2-3 3-4 4-5 6-5 7-8 1 1 1 1 污水盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 1 0.45 1 4.5 4.5 1 2 2 3 1 0.3 3 第44页

当量总数∑Ng 设计秒流量L/s 管径de(mm) 坡度i 1 1 1 1 1 0.45 1 4.5 4.5 1 2 2 0.3 3 0.75 1.5 2.25 3.25 7.75 12.25 16.75 0.25 0.47 0.52 0.65 2 2.13 2.24 50 50 50 50 110 110 110 0.025 0.025 0.012 0.02 0.012 0.012 0.012 当量总数设计秒流∑Ng 量L/s 管径de(mm) 坡度i 1 5.5 10 10.9 4.5 0.3 0.33 1.83 2.07 2.09 1.5 0.1 50 110 110 110 110 50 0.025 0.012 0.012 0.012 0.012 0.025 皖西学院本科毕业设计

8-9 9-4 2 3 0.6 0.9 0.2 0.3 50 75 0.025 0.015 七至十九层WL-4的各横支管水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 号 盆 污水盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 0.75 1-2 2-3 4-3 1 1

第45页

设计秒流量L/s 当量总数∑Ng 管径de(mm) 坡度i 1 0.45 4.5 4.5 0.3 3 1 0.75 5.25 3 0.25 1.75 1 50 110 110 0.025 0.012 0.012 1

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七至十九层WL-5上各横支管水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 号 盆 洗涤盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 当量总设计秒管径数∑Ng 流量L/s de(mm) 坡度i 0.75 1-2 1 1 0.45 4.5 4.5 0.3 3 1 0.33 50 0.025 七至十九层WL-12上各横支管水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 号 盆 洗涤盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 0.75 1-2 2-3 3-4

七至十九层WL-16上各横支管水力计算表

第46页

设计秒流量L/s 当量总管径de(mm) 数∑Ng 坡度i 1 0.45 4.5 4.5 0.3 3 0.75 0.25 50 5.25 1.75 110 5.7 1.9 110 0.025 0.012 0.012 1 1 1 1 1 1 皖西学院本科毕业设计

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 号 盆 洗涤盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 0.75 1-2 3-2 4-3

七至十九层WL-10上各横支管水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 号 盆 洗涤盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 0.75 1-2 2-3 3-4 1 1 1

第47页

设计秒流量L/s 当量总数∑Ng 管径de(mm) 坡度i 1 0.45 1 4.5 4.5 0.3 3 1 1 0.75 7.5 3 0.25 50 1.99 110 1 110 0.025 0.012 0.012 1 当量总数设计秒流∑Ng 管径量L/s de(mm) 坡度i 1 0.45 4.5 4.5 0.3 3 0.75 1.2 5.7 0.25 0.4 1.9 50 50 110 0.025 0.025 0.012 1 1 1 皖西学院本科毕业设计

七至十九层WL-9上各横支管水力计算表

卫生器具数量、当量 管段编洗 脸 号 盆 洗涤盆 淋 浴 坐便器 蹲便器 小便器 浴盆 0.75 1-2 2-3 3-4 1 (1)立管水力计算

WL-3：立管接纳的排水当量总数为

NP=（19.9+2.5）35=112 立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.5112+1.5=3.4L/s 查表2.16，选用立管管径de110mm，因设计秒流量3.4L/s小于表2.16中de110mm 排水塑料管最大允许排水流量4.0L/s，所以不需要设专用通气立管。 WL-1：立管接纳的排水当量总数为 NP=16.7536=100.5 立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.5100.5+1.5=3.3L/s 查表2.16，选用立管管径de110mm，因设计秒流量3.3L/s小于表2.16中de110mm 排水塑料管最大允许排水流量4.0L/s，所以不需要设专用通气立管。 WL-2：立管接纳的排水当量总数为

NP=（10.9+4.5）36=92.4

第48页

设计秒流量L/s 当量总数∑Ng 管径de(mm) 坡度i 1 0.45 1 1 1 4.5 4.5 0.3 3 4.5 4.95 5.7 1.5 1.65 1.9 110 110 110 0.012 0.012 0.012 1 1 皖西学院本科毕业设计

立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.592.4+1.5=3.2L/s 查表2.16，选用立管管径de110mm，因设计秒流量3.2L/s小于表2.16中de110mm 排水塑料管最大允许排水流量4.0L/s，所以不需要设专用通气立管。 WL-4：立管接纳的排水当量总数为

NP=（5.25+3）313=107.25 立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.5107.5+1.5=3.4L/s 查表2.16，选用立管管径de110mm，由于属于高层建筑，需要设专用通气立管。 WL-5：立管接纳的排水当量总数为 NP=1313=13 立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.513+0.33 =0.98L/s

查表2.16，选用立管管径de50mm，因设计秒流量0.98L/s小于表2.16中de50mm 排水塑料管最大允许排水流量1.0L/s，所以不需要设专用通气立管。 WL-12：立管接纳的排水当量总数为 NP=5.7313=74.1 立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.574.1+1.5=3.05L/s 查表2.16，选用立管管径de110mm，由于属于高层建筑，需要设专用通气立管。 WL-16：立管接纳的排水当量总数为

NP=（7.5+0.75）313=107.25 立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.5107.25+1.5=3.4L/s 查表2.16，选用立管管径de110mm，由于属于高层建筑，需要设专用通气立管。 WL-10：立管接纳的排水当量总数为 NP=5.7313=74.1 立管最下部管段排水设计秒流量

qp?0.12?Np?qmax?0.1231.574.1+1.5=3.05L/s 第49页

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查表2.16，选用立管管径de110mm，由于属于高层建筑，需要设专用通气立管。 WL-5，WL-6，WL-8，WL-11，WL-13，WL-15，WL-17都是接厨房的，所以只需要计算一个即可。WL-12，WL-14相同只需要计算一个即可。WL-7，WL-16相同只需要计算一个即可。 WL-9，WL-10相同只需要计算一个即可

排出管：排出管管径在立管基础上放大一级，以保证安全排水，采用De125mmUPVC管。 (2)化粪池计算

化粪池的设计主要是计算化粪池容积,按《给排水国家标准图集》选用化粪池标准图。化粪池总容积由有效容积V和保护层容积V0组成，保护高度一般为250mm～450mm。有效容积由污水所占容积V1和污泥所占容积V2组成。

V?V1?V2???N?q?t?N?a?T?(1?b)?K?m24?1000?(1?c)?1000(m3)

式中V ——化粪池有效容积，m3；

V1——污水部分容积，m3； V2——污泥部分容积，m3； N ——化粪池服务总人数；

?——使用卫生器具人数占总人数的百分比，住宅取70％，办公楼取40％，商铺取10％；q——每人每日污泥量，取0.7L/(人2d)； t——污水在化粪池停留时间，本设计取24h； T——污泥清掏周期，d;宜采用90～360d； b——新鲜污泥含水率，取95％；

c——污泥发酵浓缩后的含水率，取90％； K——污泥发酵后体积缩减系数，取0.8；

m——清掏污泥后遗留的熟污泥量容积系数，取1.2。

通过计算得化粪池的有效容积为31.43m3两座，查给排水标准图集03S702,选化粪池的型号为G10-40钢筋混凝土化粪池。 3.消防系统

3.1消火栓系统水力计算

按规范要求，室内消防给水系统应与生活该水系统分开独立设置，室内消防给水管道应布成环状。室内消防给水环状管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要求。

消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内

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