某十三层综合办公楼给排水设计Word下载.docx
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水灭火系统技术将在消防领域进一步发挥其作用,拓展其应用,促进其在我国的深入发展。
建筑消防设计应综合进行设计,水灭火系统是消防设计种的一部分。
故在水灭火系统设计的同时,需要统筹与其他消防措施间的关系。
其目的是消防设计更可靠、更优化。
通过本设计,主要提高独立解决实际工程设计的实践动手能力,培养科学严谨的学习态度和良好的学习习惯,这对以后走上工作岗位有巨大指导意义。
1.2设计任务
(1)方案选择:
针对图纸及任务书中给出的基本设计条件,进行各设计内容的方案比较和选择,确定各专业的设计方案。
(2)设计计算:
针对已选定的设计方案按照设计要求进行各专业的详细计算与说明。
(3)图纸:
按设计规范要求绘制给水、排水、消防各专业的平面图和系统图。
(4)按学校管理要求完成毕业设计文件;
重点:
给水和排水方式的选择,管路的水力计算。
1.3市政给水排水资料
(1)给排水条件
室外管网供水压力0.35~0.4MPa,管径200mm。
室外排水管网管径600mm;
管顶埋深为室外地下4.0m,距建筑物为4.0m;
地下水位为地下6m,室内外高差0.8m,冻土深为0.8m。
(2)卫生设施
综合办公楼每层设公共卫生间,内设蹲式大便器、坐式大便器、立式小便器、污水盆、洗手盆、淋浴器。
另外,在首层的门诊间里还连有四个洗脸盆。
(3)其它
未预见水量:
按日用水量的15%(10%-20%之间)计算。
1.4设计依据
(1)图纸一套及基本资料,包括:
各层平面图、两幅剖面图、南立面图
(2)设计规范:
《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95
《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084--2001
《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001—2001
《给水排水制图标准》GB/T50106—2001
2建筑给水系统设计与计算
2.1设计说明
(1)给水方式选择
市政外网可提供的常年资用水头为0.35MPa,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,室内给水系统拟采用分区给水方式。
可以充分利用市政管网的水压,减少能耗。
同时由水泵抽取的水量较小,可减少水泵、水箱、贮水池、管道等固定设备的投资。
将两区的两根立管相连,在分区处设阀门,和减压设施,可备低区进水管发生故障或外网压力不足时,打开阀门由高区水箱向低区供水,提高供水可靠性。
(2)给水系统分区
本建筑有13层,根据规范规定,办公楼、商业楼等晚间无人住宿和停留的建筑,一般最低处卫生器具给水配件的静水压力应控制在以下0.35-0.45MPa范围内。
因此分区如下:
1-6层为一区。
由市政管网直接供水,给水管网采用下行上给式。
7-12层为二区。
由贮水池、水泵、屋顶水箱等升压贮水设备供水,给水管网采用上行下给式。
为保证供水的安全可靠性,该区的供水干管布置成环状。
(3)管材
根据水的用途(主要是卫生间用水,非生活饮用水)和经济技术比较,各层卫生间的给水管道采用暗装敷设,管材均采用给水塑料管(UPVC)。
管道系统的连接方式由管道的作用、管径、所连接的设备和附件等决定。
(4)给水系统组成
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、水泵与水箱设备等组成。
(5)给水管道布置与安装
横干管管道外壁距墙面不小于100mm,离梁、柱及设备之间的距离不小于50mm;
立管外壁距墙、梁、柱净距不小于60mm;
支管距墙、梁、柱净距为20-30mm。
给水给水横干管与排水管道平行、交时,其距离分别大于500mm和150mm,交叉给水管道在排水管道上面。
给水立管敷设在管道井中,给水横支管和配水支管沿墙敷设在管槽内。
在立管横支管上设阀门,管径DN>
50mm时设闸阀,DN≤50mm时设截止阀。
引入管穿地下室外墙设套管。
给水横干管设0.003的坡度,坡向泄水装置。
贮水池采用钢筋混凝土结构,上部设人孔,基础底部设水泵吸水坑。
生活水泵吸水管在消防水位面上设小孔,保证消防贮备水量不动用。
为保证水质不被污染,水池底板做防水处理,水池内设导流墙。
生活水泵设于地下一层。
所有水泵出水管均设缓闭止回阀,除消防泵外其他水泵均设减震基础,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生活给水系统所需水量
根据建筑设计资料、建筑性质、卫生设备的完善程度,依据建筑给水排水设计规范》GB50015—2003查得相应的用水量标准,如表2-1所示:
表2-1集体宿舍、旅馆等公共建筑的生活用水定额及小时变化系数
建筑物名称及卫生器具设置标准
单位
生活用水量标准(最高日)(L)
小时变化系数
每日使用时间(h)
办公楼
每人每班
30-50
1.5-1.2
8-10
商场
每平方米营业厅面积每天
5-8
12
表2-2公共建筑设计单位数m、生活用水定额的估算
建筑物
使用时间/h
公共建筑设计单位数m估算
办公
普通
高级
8-12
普通办公以总面积计按7-10m2/人
以有效面积计4-5m2/人
高级办公以总面积计按10-14m2/人
以有效面积计5-7m2/人
由图纸上的标注尺寸和说明,地下室和屋顶(13层)均不计入生活给水的用水计算面积,经简单计算可得,办公楼总办公面积为9793.7m2
该办公楼属较高级办公区。
另一方面,机房、资料室、书库、计量等非办公区域(人不常去)占有较大面积,所以设计单位数m取偏上值13m3/人。
最高日生活用水量标准取40L/(每人·
每天)。
小时变化系数取1.5。
每日使用时间取10h。
办公楼服务的人数约为9793.7m2÷
13(m3/人)=754人
办公区最大日用水量:
Qd=
=30.1m3/d
办公区最大时用水量:
Qh=
4.52m3/h
30.1×
0.15=4.52m3/h
表2-3生活给水系统所需水量计算表
项目
用水类别
水量标准
用水单位(总面积)
最大日用水量Qd/(m3/d)
时变化系数Kh
最大时用水量Qmax/(m3/h)
供水时间/h
生活用水
办公区
40L/(每人·
每天)
9793.7m2
30.1
1.5
4.52
10
未预见水量
0.19
总计
34.62
4.71
2.2.2室内给水管网水力计算
(1)根据建筑性质,设计秒秒量按如下公式计算。
=4.71m3/h
对于商场、办公楼,取
=1.5。
(2)地下室贮水池容积
生活贮水池容积取最大日用水量的20%,V≥34.62m3×
20%=7.0m3。
消防用水量参考消防设计算,室内消火栓取28.24L/s。
自动喷水灭火消防用水量取6L/(min·
m2),作用面积为160m2,安全系数取1.30,则流量为6L/(min·
m2)×
160m2×
1.30=20.8L/s。
消防贮水池容积取3h的室内消火栓用水量与1h的自动喷水用水量之和。
贮水池补水量取3h的进水量,进水管选有DN100的PVC管,管道流速取1.0m/s,则进水流量为28.26m3/h。
补水量为28.26m3/h×
3h=84.78m3。
因此贮水池有效容积为:
V=7.0+
200.5m3
贮水池钢制,尺寸取20m×
4m×
2.8m。
有效水深2.5m,有效容积200.5m3。
在计算生活水泵扬程时,偏安全的忽略池底厚度,贮水池最低水位取地下室地面标高-3.9m。
为便于清洗和检修,贮水池分为等容积的两格。
(3)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,由于用水量较小,为减少不必要的水泵启动次数,可适当增加水箱的调节容积,因此取kb=4。
为保证供水安全,取C=2.0(1.5-2.0)。
1-6层的生活用水由市政管网直接供水,7-12由屋顶水箱供给。
但考虑市政给水事故停水,水箱仍应短时供下区用水(立管上下设连通管),故水箱容积按1-12层全部用水确定。
而且水泵直接向水箱供水,不与配水管网直接连接。
故水泵出水量取最大日最大时用水量,即qb=4.71m3/h。
V=Cqb/(4kb)=2.0×
4.71/(4×
4)=0.59m3
因这样算得的水箱容积太小,可假设水泵自动启动装置不可靠,水箱容积取最大时用水量的50%,即V=4.71m3×
0.5=2.36m3。
同时,水箱容积还应贮备不少于10min的消防用水量。
根据规范规定,一类建筑10min内的消火栓消防贮备水量不小于18m3。
自动喷水灭火系统消防贮备水量为18.8×
10×
60=11.3m3。
因此,水箱总容积为V=18m3+11.3m3+2.36m3=31.66m3。
屋顶水箱采用钢制,尺寸取4m×
3m×
2.9m=34.8m3。
有效水深2.64m,有效容积31.68m3。
偏于安全考虑,同时考虑底部放空、安装泄水管的要求,水箱最低水位按屋面标高再加0.5m。
因此,水箱底部标高46.8m+0.5m=47.3m;
消防水位47.3m+18m3/12m2=49.7m;
生活水位49.7m+2.36m3/12m2=49.9m;
水箱顶部47.3m+2.9m=50.2m。
(4)低区所需压力
图2-1低区给水管网水力计算用
A.低区给水管网水力计算成果如表2-4所示。
表2-4低区给水管网水力计算表
管段编号
卫生器具数量/当量
当量总数
∑N
设计秒流量q
(L/s)
DN
v
(m/s)
单阻i
kPa/m
管长
(m)
水头损失hy=iL
(kPa)
自
至
蹲便器
坐便器
小便器
污水盆
洗手盆
挂式洗脸盆
淋浴器
连接污水盆
0’
1’
1/0.75
0.75
0.15
15
0.275
0.41
2’
1/0.5
1.25
0.25
20
0.66
0.206
0.7
3’
2/0.5
2.25
0.45
25
0.69
0.279
3.6
1.00
4’
4/0.5
2/0.75
4.5
0.64
32
0.63
0.159
0.57
5’
6/0.5
3/0.75
3/0.5
6.75
0.78
0.77
0.219
0.79
6’
8/0.5
4/0.75
9.0
0.90
0.88
0.277
7’
10/0.5
5/0.75
5/0.5
11.25
1.01
40
0.60
0.102
0.46
8
12/0.5
6/0.75
13.5
1.10
0.106
9.5
连接门诊洗脸盆
0”
1”
0.23
0.033
—
2”
1.50
0.30
0.113
3”
0.234
7
3.00
0.52
0.300
最不利管
1
0.5
0.10
0.50
2
1.0
0.20
0.53
3
2.75
0.76
4
4.75
0.65
5
6
7/0.5
8.75
0.89
0.87
9/0.5
13.75
1.11
0.67
0.131
0.59
11/0.5
15.75
1.19
0.72
0.148
1.41
9
29.25
1.62
0.98
0.252
11.8
2.97
最不利管∑hy=9.0kPa
六层屋面标高19.8m,配水横支管距室内地坪0.8m,最不利配水点蹲便器高位水箱距室内地坪的计算高度取2.0m,台阶计算高度取0.2m。
因此,建筑高度为:
H1=2.0m+0.2m-0.8m+1.3m+0.8m+19.3m=23.3m=233kPa
总水头损失:
H2=1.3×
∑h=1.3×
9.14kPa=11.9kPa
B.选择水表
考虑到水表应满足向贮水池供水和向低区同时供水时的过流量要求,水表设计流量计算值取(1.62+1.10+1.10+1.58)×
3600/1000=19.5m3/h。
并考虑到消防补水时的用水量要求,水表选用LXS-50N螺翼式水表。
过载流量Qmax=30m3/h,常用流量15m3/h。
水表特性系数:
kb=
90
水表水头损失:
H3=hd=
4.1kPa
满足螺翼式水表正常使用时水头损失小于12.8kPa的要求。
C.校核市政管网的压力
配水点冲洗水箱浮球阀最低工作压力H4=20kPa。
因此室内所需压力
H=H1+H2+H3+H4=233+11.9+20+4.1=269kPa
市政管网常年可保证的工作压力为350kPa,足够满足1-6层供水要求,不必再进行调整计算。
(6)高区所需压力
图2-2高区给水管网水力计算用图
A.根据计算用图,高区管网水力计算成果如表2-5所示。
表2-5高区给水管网水力计算表