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2.3.2室内消火栓消防系统
2.3.3室内消火栓布置
2.4管材
第三章污废水排水工程设计
3.1排水体制确定
3.2污废水排水工程设计方案比较
3.2.1设计方案
3.3污废水排水工程的设计
3.3.1室内污废水排水管道
3.4污废水排水系统的组成
3.5设备及管材
3.5.1设备
3.5.2管材
3.6施工要求
第二篇设计计算书
第五章冷水系统计算
第六章消火栓给水系统计算
6.1基本参数
6.1.1设计参数
6.2消火栓的间距及布置
6.2.1消火栓保护半径
6.3消火栓系统水力计算
6.3.1确定设计参数
6.3.2计算水枪喷嘴所需水压Hq
6.3.3计算水龙带水头损失Hd
6.3.4计算消火栓口处所需水压Hxh
6.3.5校核
6.3.6屋顶消火栓
6.3.7水力计算
6.4消防贮水设备
6.4.1水泵接合器设置
第七章喷淋系统计算
第八章污废水排水系统计算
7.1设计秒流量公式
7.2室内排水系统水力计算
7.2.1基本规定
7.2.2排水系统横支管水力计算
7.2.3排水系统立管水力计算
7.3化粪池的计算
第九章材料一览表
设计参考资料
设计体会
第一篇设计说明书
1.1给水工程设计
（1）基本原则
根据《建筑给水排水规范》（GB50015-2003）（以下简称《建规》）3.3条规定，给水系统选择有如下原则：
①应尽量利用城市市政给水管网的水压直接供水。
当市政给水管网水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置；
②卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.60MPa；
③高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：
各分区最低卫生器具配水点处静水压不宜大于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），宜设减压或调压设施；
各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。
（2）给水方式列举
①直供给水方式
由市政管网直接供水，适用于室外给水管网的水量、水压在一天内均能满足用水要求的建筑。
②单设水箱给水方式
宜在以下两种情况时采用：
室外市政管网供水压力周期性不足时，或在市政管网供水压力过高时作减压稳压用。
根据原始资料管网压力为320~450KPa，属于压力周期性不足的情况，故而采用单设水箱方案。
③水泵直接供水方式
宜在室外给水管网的水压经常不足时采用。
但由于水泵直接供水压力稳定性差，且直接抽水会对周边用水压力产生波动影响用，而本项目中低水量时压力450KPa可以供至9层以上，所以在该项目中不宜且不需要采用设置水泵的方式。
④水池—恒速泵—水箱联合给水方式
水池—恒速泵—水箱联合给水方式的供水设备包括贮水池、离心水泵和水箱。
其主要特点是在各区上层的适当位置（一般高于分区处3~4层）设分区高位水箱，其作用是贮存、调节本区的用水量和稳定水压，水箱内的水由设在底层或地下室的离心水泵输送。
设水泵和水箱的给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不满足建筑内给水管网所需的水压，且室内用水不均匀时采用。
⑤水池—变频泵给水方式
可分为变频泵并联给水、变频泵减压阀给水两种主要方式，
⑥气压罐给水方式
气压罐给水方式的供水设备包括离心水泵和气压罐。
其中气压罐为一钢制密闭容器，供水时利用容器内空气的可压缩性，使气压罐在系统中既可贮存和调节水量，又可将罐内贮存的水压送到一定的高度，可取消给水系统中的高位水箱。
可分为气压罐并联给水、气压罐串联给水两种主要方式。
3）分区方式
①给水系统竖向分区的必要性
当建筑物的高度很大时，如果给水只采用一个区供水，则下层的给水压力过大，将会产生下列后果：
a、水压过大，水龙头开启时，水成射流喷溅，影响使用，水量也浪费；
b、水压过大，水嘴放水时，往往产生水锤，由于压力波动，管道震动，产生噪声，引起管道松动漏水，甚至损坏；
c、水压过大，水嘴、阀门等五金配件容易磨损，缩短使用期限，同时增加了维修工作量。
因此，为了消除或减少上述弊端，高层建筑的高度达到某种程度时，对给水系统须作竖向分区。
②本建筑给水竖向分区情况
由已知给水水源资料，城市给水管网中水的压力位250KPa，在市政管网提供压力长期所能满足的楼层设为低层。
以市政管网能稳定提供的压力250KPa作为低区层数估算的压力标准：
H=4（n+1），所以n取4，1-4层由市政直接供水，5-8层加压供水。
1.1.2室内给水系统
（1）管网布置原则
《建规》3.5节对室内给水管网布置和敷设的相关规定如下：
①室内生活给水管道宜布置成枝状管网，单向供水；
②室内给水管道不应穿越变配电房、电梯机房、通信机房、大中型计算机房、计算机网络中心、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间，并应避免在生产设备上方通过；
室内给水管道的布置，不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用；
③室内给水管道不得布置在遇水会引起燃烧，爆炸的原料、产品和设备的上面；
④给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内，给水管道不宜穿越橱窗、壁柜；
⑤给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝。
如必须穿越时，应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置；
⑥塑料给水管道在室内宜暗设。
明设时立管应布置在不易受撞击处，如不能避免时，应在管外加保护措施；
⑦室内给水管道上的各种阀门，宜装设在便于检修和便于操作的位置；
⑧需要泄空的给水管道，其横管宜设有0.002～0.005的坡度坡向泄水装置。
（2）布置方式
本设计高区室内给水管道采用上行下给方式，低区室内给水管道采用下行上给方式。
1.1.3室外给水系统
（1）管网布置原则
①居住小区的室外给水管网，宜布置成环状网，或与市政给水管连接成环状网；
②该建筑的室外给水管道，应沿居住区内道路平行于建筑物敷设，宜敷设在人行道、慢车道或草地下；
管道外壁距建筑物外墙的净距不宜小于1m，且不得影响建筑物的基础；
③室外给水管道的覆土深度，应根据土壤冰冻深度、车辆荷载、管道材质及管道交叉等因素确定。
管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m，行车道下的管线覆土深度不宜小于0.7m；
④室外给水管道上的阀门，宜设置阀门井或阀门套筒；
⑤根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）7.3.1条规定，室外消防给水管道应布置成环状。
由于本设计考虑室外冷水管道与室外消防给水管道共用，故将该建筑的室外给水管布置成独立成环。
该环状管网与市政给水管网的连接点共2处，同时设置总水表组、倒流污染防止器。
本工程室外给水环网靠墙敷设，不会影响基础。
室外给水管道布置在草坪和人行道下时，覆土深度考虑0.6m，敷设在车行道以下时覆土深度考虑0.7m。
1.2给水系统的组成
本建筑给水系统的组成包括如下部分：
1）引入管；
2）水表节点，包括引入管上的总水表和
3）给水管道，包括总干管、立管、支管和分支管；
4）给水附件，包括各种阀门等管路附件；
5）配水设施，主要指卫生器具的给水配件或配水龙头；
1.3管材
1.3.1管材
（1）基本要求
根据《建规》3.4节规定，给水系统采用的管材和管件，应符合现行产品标准的要求，管道和管件的工作压力不得大于产品标准标称的允许工作压力；
埋地给水管道采用的管材，应具有耐腐蚀和能承受相应地面荷载的能力；
室内的给水管道，应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材。
（2）管材选择
本设计室内给水系统管材采用聚丙烯塑料管（PP-R管），管道工作压力0.90MPa，室外给水环网（包括引入管）采用不锈钢管。
1
2
2.1消火栓消防工程设计基本参数
1、根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）中8.3（室内消火栓等的设置场所）规定，本建筑属于高于七层的单元式住宅，应设置独立的消火栓系统。
2、分区压力：
≤1.0MPa（静压）
3、栓口压力：
≤0.5MPa（动压）
≥满足
和
的压力（动压）
2.2消火栓消防工程设计方案比较
根据本建筑的实际情况，本设计室外给水管网的水压可以周期性满足室内消火栓给水系统的水压要求，因此需要设置高位消防水箱。
火灾前期由高位水箱供水，由于建筑物高度低于50m，因此后期由消防车直接连接水泵接合器向室内加压供水。
2.3消火栓消防系统的设计
2.3.1室内消火栓消防系统
1、消防水量
根据规范规定，建筑消火栓用水量为15L/s，同时使用的水枪数量为3，每只水枪最小流量为5L/s，每根竖管的最小流量为10L/s。
2、设备
主要指高位消防水箱和消火栓给水系统。
3、管网布置原则
1）消火栓给水管道的安装原则与生活给水管道基本相同，不同之处是消火栓给水系统的管网应呈环状管网布置；
2）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到达被保护范围内的任何部位；
3）室内消火栓给水管道应采用阀门分成若干独立段，阀门的布置，应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过一根；
当竖管超过4根时，可关闭不相邻的两根。
阀门应有明显的启闭标志。
本设计拟采用在消火栓竖管两端各设一个阀门。
4、布置方式
消火栓竖管尽量靠近柱或墙，同时满足上述要求，本设计共设3根消火栓主竖管。
2.3.2室内消火栓布置
（1）布置原则
①消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达；
②消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m；
③消火栓栓口离地面高度宜为1.10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直；
④消火栓应采用同一型号规格。
消火栓的栓口直径本设计中采用50mm，水枪喷嘴口径选用16mm，水带长度选用20m。
⑤临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施；
⑥消防电梯间前室应设消火栓；
⑦建筑的屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用消火栓，保护本建筑免受其他建筑火灾的影响。
本设计消火栓布置具体为：
楼梯间出口的右侧以及电梯间出口的左侧，防火门的外面。
根据《高规》7.4.5条规定，水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15～40m。
本设计室内消火栓消防系统设置2个SQ型地上式水泵接合器。
（3）消火栓箱的组成
该住宅为一般的多层建筑，故本设计消火栓箱的组成包括水枪、水带、消火栓和小口径消火栓卷盘，以及消火栓主泵启动按钮。
2.4管材
消火栓给水系统采用的管材和管件，应符合现行产品标准的要求，管道的工作压力和工作温度不得大于产品标准标称的允许工作压力和工作温度。
本设计消火栓给水系统管材采用塑料管（工作压力1.6MPa）。
3
3.1排水体制确定
建筑排水中，生活污水不能与污、雨水合流排除，按污水与废水在排放过程中的关系，排水体制分为合流制和分流制两种。
其中，合流制排水系统适用于城市有完善的污水处理厂或建筑内部污水负荷较小的情况，而分流制排水系统适用于城市没有污水处理厂或污水厂处理规模较小、建筑内部有中水系统、建筑使用性质对卫生要求较高的情况。
故而合流制会使得污水处理厂处理量增加，分流制会使得管网量增加。
具体采用何种方式排除污水和废水，应根据污、废水的性质、污染程度以及回收利用的价值，结合市政排水系统体制，城市污水处理情况，通过技术经济比较，综合考虑确定。
3.2污废水排水工程设计方案
本建筑拟采用粪便污水与生活废水合流排放，经化粪池处理后，再进入市政污废水管道的生活污水排放方式。
3.3污废水排水工程的设计
《建规》4.3节规定，建筑物内排水管道布置应符合下列要求：
1）自卫生器具至排出管的距离应最短，管道转弯应最少；
2）排水立管宜靠近排水量最大的排水点；
3）架空管道不得敷设在对生产工艺或卫生有特殊要求的生产厂房内，以及食品和贵重商品仓库、通风小室、变配电间和电梯机房内；
4）排水管不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝、烟道和风道；
5）排水立管不宜穿越橱窗、壁柜；
6）塑料排水管应避免布置在易受机械撞击处，如不能避免时，应采取保护措施；
7）排水管道外表面如可能结露，应根据建筑物性质和使用要求，采取防结露措施；
8）排水管道宜地下埋设或在地面上、楼板下明设，如建筑有要求时，可在管槽、管道井、管窿、管沟或吊顶内暗设，但应便于安装和检修；
在气温较高、全年不结冻的低区，可沿建筑物外墙敷设。
3.3.2室外污废水排水管道
（1）设备
主要指起连接作用的室外排水检查井以及污水处理设备。
（2）管网布置原则
1）排水埋地管道，不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础；
2）室外排水管道的连接在下列情况下应采用检查井：
a、在管道转弯和连接支管处；
b、在管道的管径、坡度改变处；
3）室外生活排水管道管径≤150mm时，检查井间距不宜大于20m；
管径≥200mm时，检查井间距不宜大于30m；
4）生活排水管道的检查井内应做导流槽；
（3）布置方式
室外排水检查井采用砖砌，井径为0.7m；
排水检查井中心线与建筑物外墙不小于3m。
3.4污废水排水系统的组成
本建筑污废水排水系统组成包括如下部分：
该系统由卫生洁具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井。
通气系统采用伸顶通气管。
3.5设备及管材
（1）设置位置
主要附属构筑物为化粪池，设于室外。
（2）各部分参数及材料
选用11-40B01钢筋混凝土覆土型化粪池，表示11号、有效容积为50m3、隔墙过水孔高孔位、无地下水、地面可过汽车的化粪池。
排水管材选择应符合下列要求：
1）居住小区内排水管道，宜采用埋地排水塑料管、承插式混凝土管或钢筋混凝土管。
当居住小区内设有生活污水处理装置时，生活排水管道应采用埋地排水塑料管；
2）建筑内部排水管道应采用建筑排水塑料管及管件或柔性接口机制排水铸铁管及相应管件；
本设计考虑排水噪声问题，故室内污水排水管均采用HDPE双壁波纹管，厨房排水管及其排出管采用耐热塑料排水管，室外污废水排水系统均采用DN200的高密度聚乙烯排水塑料管。
3.6施工要求
对室内污废水排水管道根据《建规》4.3、4.5以及4.6节相关要求，装设形式如下：
1）排水立管沿墙敷设时，其轴线与墙面距离（L）不得小于如下述规定：
DN=50mm，L=100mm；
DN=75mm，L=150mm；
DN=100mm，L=150mm；
DN=150mm，L=200mm；
2）排水立管上设置检查口，离地面1.0m，每隔层设一个，各横支管起端设置清扫口，以便堵塞时清通；
3）通气管高出屋面不得小于0.3m，在经常有人停留的平屋面上，通气管口应高出屋面2m，本设计取3.0m；
通气管顶端应装设网罩；
4）当污水立管与废水立管合用一根通气立管时，特殊配件可隔层分别与污水立管和废水立管连接，但最低横支管连接点以下应装设结合通气管；
5）在生活排水管道上设置检查口和清扫口应遵循下列规定：
a、塑料排水立管宜每六层设置一个检查口，但在建筑物最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口，当立管水平拐弯或有乙字管时，在该层立管转弯处和乙字管的上部应设检查口；
b、立管上设置检查口，应在地（楼）面以上1.0m，且应高于该层卫生器具上边缘0.15m；
c、埋地横管上设置检查口时，检查口应设在检查井内；
d、地下室立管上设置检查口时，检查口应设置在立管底部之上；
第二篇设计计算书
该建筑室内冷水系统采取分区供水方式，竖向共分两个区：
1~4层依靠市政管网压力直接供水，5~8层采用加压供水方式。
4
1）对卫生间进行水力计算见图5.1和表5.1：
图5.1卫生间计算简图
2）对开水间进行水力计算见图5.2和表5..2：
图5.1开水间计算简图
3）对厨房进行水力计算见图5.3和表5.3：
5
6
6.1基本参数
（1）用水量
根据《高规》表7.2.2，以及第7.3.3、7.4.6条相关规定可得如下数据：
办公楼采用两股水柱，每股水柱最小流量5L/s，每根立管最小流量为10L/s。
（2）消火栓灭火系统火灾延续时间为2h；
（3）消火栓的水枪充实水柱
（建筑高度不超过100m），本建筑取10m；
（4）分区压力：
栓口压力：
的压力（动压）；
6.2消火栓的间距及布置
根据《高规》7.4.6.1条规定，消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
消火栓的保护半径应按下式计算：
式中
——消火栓保护半径，m；
——水带展开时的折减系数，一般为0.8～0.9，本设计取
；
——水带长度，取25m；
——水枪充实水柱倾斜45oC时的水平投影距离，
，其中水枪充实水柱长度
取为10m。
故消火栓的保护半径为
＝
消火栓采用单排布置，其间距为
。
6.3消火栓系统水力计算
由于该建筑为多层住宅，因此消火栓口径选择65mm，水枪喷嘴孔径取19mm，水龙带取直径65mm，长度25m。
水枪喷嘴所需水压Hq计算按下式：
Hq＝
（mH2O）
式中：
Hq——水枪喷嘴造成设计充实水柱长度所需水压（mH2O）；
Hm——充实水柱长度，其确定方法见教材，同时应满足规范规定：
Hm≥7m；
af——系数，见教材；
φ——与水枪喷头口径df有关的系数，见教材。
根据建筑物级别确定水枪充实水柱长度Hm为10m，对应于充实水柱查表可得实验系数
f为1.20，由水枪喷嘴口径19mm确定阻力系数
为0.0097，因此水枪喷嘴所需压力为：
（mH2O）=135.8KPa
水龙带水头损失hd的计算公式如下：
hd＝AzLd
hd——水龙头带水头损失（mH2O）；
Az——水龙带阻力系数，见教材；
Ld——水龙带长度（m）；
——实际通过的消防流量（L/s）.
B——水枪喷嘴的水流特性系数，见教材。
根据水枪喷嘴孔径查表可得水枪喷嘴的水流特性系数为1.577，水带选用65mm衬胶的，水带阻力系数为0.00172，因此实际通过的消防流量为：
L/s
5L/s，取5L/s
故水龙带水头损失为：
mH2O=8.6KPa
消火栓口所处需水压Hxh依据下式计算：
Hxh＝Hq＋hd+Hk=13.58+0.86+2=16.44mH2O=164.4KPa
根据《高规》7.4.7.2条规定，高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。
当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa。
当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。
设置的消防贮水高位水箱最低水位高程为35.60m，最不利点消火栓栓口高程为28.4m，则最不利点消火栓口的静水压力为35.60-28.4=7.2m=72KPa，按照《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）第7.4.7.2条规定，可不设增压设施。
根据《高规》7.4.6.9条规定，高层建筑的屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓。
屋顶消火栓供消防队定期检查室内消火栓给水系统的供水能力使用。
本设计屋顶消火栓每支水枪的充实水柱长度取为10米，水带长25米。
该屋顶试验消火栓设在9层消火栓连接横管上，具体位置见屋顶给排水平面布置图。
对于环状管网，由于着火点不确定，可假定某管段发生故障，仍按枝状网进行计算。
火灾时同时开启的水枪数为3，因此，每个立管开一个消火栓。
8层点消火栓口水压：
13.58+0.86+2=16.44mH2O=164.4KPa
本设计消火栓给水系统采用镀锌钢管，在确定消防管网各管段的流量后，可根据流量
和流速
查《手册第1册常用资料》表11-7及表11-8钢管的
值表查得管径及单位管长沿程水头损失
值。
引入管起点中心至最不利消火栓的几何高差为29.4m，经过计算管径为100mm的热浸镀锌钢管的i=0.036,则进户管处消防给水所需总压力（mH2O）
Hx＝H1＋H2＋Hxh
Hx——进户管处消防给水所需总压力（mH2O）；
H1——引入管起点中心至最不利消火栓的几何高差（m）；
H2——消防给水管网总的水头损失（mH2O），消火栓给水系统局部水头损失为沿程水头损失的10%；
H2=1.1×
0.036×
24.3=0.96m
Hx＝29.4+16.44+0.96=46.80m，取50m。
6.4
按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95规定；
每个水泵接合器的流量应按10~15L/S计算，水泵接合器数量按室内消防用水量计算确定，但不得少于2个。
故采用两个型号为SQ100地上式水泵接合器。
6.4.2消防水箱、消防水箱进水泵、增压设施的选择
1）消防水箱
按照我国建筑设计防火规范规定，消防水箱应贮存10min的室内消防用水总量，以供扑救初期火灾之用。
室内消防用水总量消火栓系统取20L/S,喷淋系统取25L/S。
为避免水箱容积过大，当室内消防用水量大于25L/S，经计算消防水箱所需消防储水量大于18m3时，仍可采用18m3。
由于液位信号仪的液位信号转换为水泵的启、闭有一定的时间差，平时因管路渗漏、消防给水系统测试等因素而导致水箱内液位降低时，为确保平时消防水箱内18
的贮水容积不被动用，将消防水箱的贮水容积
定为22
，即：
消防水箱进水泵的低液位启动、高液位关闭的自动运行控制，以最小贮水量为18
所对应的液位为低液位，以最大贮水量21
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