1、第 1 页1 绪论随着经济的快速发展和科学的不断提高，高层建筑的高度和层数也在不断地增加。进入 21 世纪以来，高层建筑向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展、高层建筑成为现代化大都市的一种标志。高层建筑不同于低层建筑，它具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点。所以必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统的良好情况，满足各类高层建筑的功能要求。高层建筑给排水工程的中心任务是为人们提供方便、卫生、舒适以及安全的生产、生活环境。同仁综合楼是一个集办公、商务等多功能于一体的综合性建筑。建筑面积大，功能分区多，使用时间不统一，目前做的课题主要为多层建筑给水系统
2、，排水系统，消防系统以及屋顶排水系统。本工程给水方式采用分区供水方式,给水管网的布置方式为环状式，这样可减小静水压力，提高供水可靠性。排水系统生活污水与废水一起经化粪处理池处理后排至小区的污水管道，雨水经收集后排入雨水管道。室内消火栓给水系统采用分区给水系统，室内消防给水管网应布置成独立的环状管网系统采用水泵加压给水方式。本次毕业设计过程中，查阅了大量的相关材料，积累和丰富自己的专业知识。在此基础上，根据设计的土建资料和室内外设计参数等初步确定合适的设计方案，翻阅了大量的参考书籍，对设计方案进行反复技术经济分析和论证。最后，依据相关资料和设计规范，完成了设计计算和相关工程图纸的绘制。2 方案设
3、计说明书1、概述1.1 工程概况同仁综合楼经有关部门批准拟于陕西省宝鸡市修建。该建筑占地面积 4500 平方米，建筑高度为 79.15 米，地下三层，地上二十一层。地下室为车库及设备用房。一至五层为商业用房。六至二十一层为办公用房。屋顶设有电梯机房及水箱间。第 2 页生活给水水源为城市管网，水压为 0.40MPa。消防给水为临时高压系统。热水采用集中供热水供应系统。1.2 设计依据已批准的初步设计文件；建设单位提供的本工程有关资料和设计任务书；建筑和有关工种提供的作业图和有关资料；国家现行有关给水、排水、消防和卫生等设计规范及规程。1.3 设计内容本设计包括生活给水系统，排水系统，消火栓系统，
4、自动喷水灭火系统及室外给排水总平面设计。2、设计方案说明2.1 给水系统2.1.1 给水系统选择相关规范摘自(建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)3.3.1 居住小区的室外给水系统，其水量应满足居住小区内全部用水的要求。居住小区的加压给水系统，应尽量利用城市市政给水管网的水压直接供水。当市政给水管网的水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置。3.3.4 卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。3.3.5 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：1 各分区最低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；第 3
5、 页2 水压大于 0.35MPa 的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设置；3 各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。3.3.6 建筑高度不超过 100m 的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。建筑高度超过100m 的建筑，宜采用垂直串连供水方式。3.4.17 住宅的分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外；对设置在户内的水表，宜采用远传水表或 IC 卡水表等智能化水表。由建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第 1.0.3 条知：建筑高度小于 24m 的公共建筑或小于 10 层的住宅称为低层建筑；建筑高度高于或等于 24m 的公共建筑或高于或等于
6、 10 层的住宅称为高层建筑。对于高层建筑而言，生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行竖向分区。合理的确定高层建筑给水系统的竖向分区，关系到给水系统的运行、使用、维护、管理、投资节能等情况的效果，是高层建筑给水系统的首要环节。目前，国内外在高层建筑给水设计中，普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据，进行竖向分区的。我国建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第 3.3.5规定：各分区最低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。因城市管网常年可资用水头远不能满足高层用水的要求，故考虑到二
7、次加压，采用分区供水。 1.高层建筑生活给水系统竖向分区应符合下列条件：1）供水压力首先应满足不损坏给水配件的要求，故卫生器具配水点的静水压力不得大于 0.6MPa；2）各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于 0.55MPa；3）水压大于 0.35MPa 的入户管（或配水横管） ，宜设减压或调压设施；4）各分区最不利配水点的水压应满足用水水压要求。入户管或公共建筑的配水横管的水表进口端水压，一般不宜小于0.1MPa（当卫生器具对供水压力有特殊要求时应按产品样品确定） 。2.建筑高度不超过 100m 的建筑物，生活给水系统易采用垂第 4 页直分区并联给水或
8、分区减压的供水方式。3.给水系统中应尽量减少中间储水设施，当压力不足需升压供水是时，在条件允许时，宜优先考虑设吸水井方式；当室外管网不能满足室内的设计和流量时或引入管只有一条而室内有不允许停水时，应设调节水池或调节水箱。根据设计要求，可选用以下两种方案。方案一：下层由外网直接供水，上层设水池、水泵和水箱部分加压的供水方式供水方式说明：下层与外网直连，利用外网水压直接供水，上层利用水泵提升，水箱调节水量供水；优缺点：水池、水箱储备一定水量、停水停电时上层可延时供水，供水较可靠。可利用部分外网水压，能源消耗较少；安装维护较麻烦，投资达，有水泵振动、噪声干扰；适用范围：下列情况下的多层或高层建筑：外
9、网水压经常不足且不允许直接抽水，允许设置高位水箱的建筑。方案二：下层由外网直接供水，上层分区无水箱并联供水方式供水方式说明：分区设置变速水泵或多台并联水泵，根据水泵出水量或水压，调节水泵转速或运行台数；优缺点：供水较可靠，设备布置集中，便于维护与管理，不占用建筑上层使用面积，能源消耗较少；水泵型号、数量比较多，投资较费，水泵控制调节较麻烦，水泵切换过程供水有波动；适用范围：各种类型的高层工业与民用建筑；备注：水泵宜用出水流量或压力控制和调节，最好设流量瞬间调节设施。第 5 页表 2-1 中区、高区给水方案比较表供水方案供水方式说明 优缺点 使用范围 备注变频调速水泵给水方式采用离心式水泵配以变
10、频调速控制装置，通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速，从而使水泵的转速发生变化高效节能，比一般设备节能 10%-40%；设备占地面积小，不设高位水箱，减少了建筑负荷，节省水箱占地面积，又可有效的避免水质的二次污染适用于水量随机变化的的用户为避免系统在小流量或微流量用水情况下，水泵工作效率低，宜为该系统配备小型气压罐高位水箱-减压给水方式屋顶设置高位水箱，水泵统一加压，利用减压阀减压，上区供下区用水供水较可靠，设备与管道较简单，投资较节省，设备布置较集中，维护管道较方便，下区供水受上区的限制，能源消耗较大允许设置高位水箱，电力供应比较充足，电价较低的各类高层建筑比较方案一和方案二，考虑到节
11、能和供水水箱宜受到污染，故采用方案二。2.1.2 给水系统的组成建筑内给水系统由引入管，水表节点，给水管道，配水装置和用水设备和附件，此外包括地下微机变频调速水泵机组。2.1.3 给水管道及设备安装（1）给水管道采用不锈钢管；（2）各层给水管采用暗装敷设，支管以 2%的坡度坡向池水装置；第 6 页（3）给水管与排水管平行、交叉时，其距离分别大于 0.5m 和 0.15m，交叉处给水管道在上；（4）管道穿越墙壁时，需预留孔洞，孔洞尺寸采用：d+50mm-d+100mm，管道穿过楼板时应预埋金属套管；（5）在立管和横管上设闸阀，当 d50mm，设闸阀；（6）水泵基础应高于地面 0.1m，水泵采用自
12、动启动。给水管道与其他管道和建筑结构的最小净距如表 2-2 所示。表 2-2 给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距表排水管给水管道名称 室内地面 (mm) 地沟壁和其它管道(mm)梁、柱、设备(mm)水平净距(mm)垂直净距(mm)备注引入管 1000 150在排水管上方横干管 100 10050 且此处无接头500 150在排水管上方管径32 253250 3575100 50立管125150 602.1.4 给水系统的竖向分区高层建筑内部给水系统的竖向分区应根据使用材料、性能、维护管理条件、建筑层数和室外管网水压等合理确定。本次设计拟将给水系统分为两个区，一区是-3-8 层，采用市政管
13、网直接第 7 页供水，二区 9-21 层，采用微机变频调速泵加压供水。2.1.5 管道布置基本形式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，但管线长、造价高。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。同一栋建筑的给水管网也可同时兼有以上两种布置形式。如表 2-3 所示。表 2-3 给水管道布置形式表布置形式 形式说明 适用范围上行下给干管设在顶层天花板下、吊顶内或技术夹层中，由上向下供水适用于设置高位水箱的居住与公共建筑和地下管线较多的工业厂房下行上给 干管埋地、设
14、在底层或地下室中，由下向上供水 适用于利用室外给水管网水压直接供水的工业与民用建筑中分式水平干管设在中间计算夹层内或某层吊顶内，由中间向上、下两个方向供水适用于层顶用作露天茶座、舞厅或设有中间技术层的高层建筑2.1.6 管道敷设基本要求（1）居住小区的室外给水管道，应沿区内道路平行于建筑敷设，宜敷设在人行道、慢车道或草底下；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。（2）敷设在室外综合管廊（沟）内的给水管道，宜在热水、热力管道下方，冷冻管和排水管的上方。给水管道于各种管道之间的净距，应满足安装操作的要求，且不宜小于 0.3m。室内冷、热水管上、下平行敷设时，冷水管应在热
15、水管下方；垂直平行敷设时，冷水管应在热水管右侧。（3）需要泄空的给水管道，其横管宜设有 0.0020.005的坡度坡向泄水装置。（4）为防止生活饮用水管道被使用过的水回流而造成污染，管道敷设时，应注意配水出口不得被任何杂质所淹没。2.1.7 管道敷设基本形式给水管道敷设有明装、暗装两种形式。明装即管道外露，第 8 页其优点是安装维修方便，造价低，但外露的管道影响美观，表面易结露、灰尘，一般用于对卫生、美观没有特殊要求的建筑。安装即管道隐蔽，如敷设在管道井、技术层、管沟、墙槽或夹壁墙中，直接埋地或埋在楼板的垫层里，其优点是管道不影响室内的美观、整洁，但施工复杂，维修困难，造价高，适用于对卫生、美
16、观要求较高的建筑如宾馆、高级公寓和要求无尘、洁净的车间、实验室、无菌室等。2.1.8 同仁综合楼给水管道的布置与敷设引入管设置两条，分别由建筑的不同侧引入，引入管经水表节点后和室外给水环网连接，再从室外环网引出两条管道分别接入生活贮水池和消防贮水池。低区给水系统利用市政管网压力直接供水，采用下行上给的供水方式，枝状管网、横干管敷设于地下一层的天花板下，主立管置于管道井内，横支管在墙体内暗装。高区同样采用下行上给的供水方式，高区的水平横干管敷设在地下一层的天花板下。主立管置于管道井内，横支管在墙体内暗装。给水管道与其他管道之间留有一定的距离，以防止给水管水质被污染，同时便于安装检修。引入管室外部
17、分管中心标高为-1.0m，引入管穿越地下室外墙处，设防水套管。总水表设在市政管网与室外环网的连接管上，并设置水表井。给水管道穿过承重墙基础时，均进行预留洞口，预留洞尺寸，考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求，其值不小于 0.1m管道在空中敷设时采用支架或托架固定，立管设管卡固定。2.2 消防给水系统2.2.1 相关规范摘自(高层民用建筑设计防火规范(CB50045-95)(2005年版)3.0.1 高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和第 9 页扑救难度等进行分类。并应符合表 3.0.1 的规定。7.1.1 高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。7.2.2 高层建筑室内、外消
18、火栓给水系统的用水量，不应小于表 7.2.2 的规定。7.3.3 商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库，重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按 3.00h 计算，其它高层建筑可按 2.00h 计算。自动喷水灭火系统可按火灾延续时间 1.00h 计算。7.4.6.5 消火栓栓口的静水压力不应大于 1.00MPa，当大于1.00MPa 时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa 时，应采取减压措施。7.4.6.6 消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为 65mm，水带长度不应超过 25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。7.4.6.8 消防
19、电梯间前室应设消火栓。7.4.7.2 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；当建筑高度超过 100m 时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于 0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。7.4.7.5 除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入高位消防水箱。7.6.2 建筑高度不超过 100m 的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于 5.00m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水
20、灭火系统。摘自自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001) (2005 年版)8. 0. 1 配水管道的工作压力不应大于 1.20MPa，并不应设置其他用水设施。8. 0. 5 管道的直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于 0.40MPa。8. 0. 6 配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数，轻危险级、中危险级场所不应超过 8 只，同时在吊顶上下安装喷头的配水支管，上下侧均不应超过 8 只。严重危险级及仓库危险级场所均不应超过 6 只。第 10 页623 一个报警阀组控制的喷头数应符合下列规定：1 湿式系统
21、、预作用系统不宜超过 800 只；干式系统不宜超过500 只。2 当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。624 每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于 50m。10 .1. 4 当自动喷水灭火系统中没有 2 个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。9. 3. 5 减压阀应符合下列规定：1 应设在报警阀组入口前；2 入口前应设过滤器；3 当连接两个及以上报警阀组时，应设置备用减压阀；4 垂直安装的减压阀，水流方向宜向下。2.2.2 建筑物类别和火灾危险等级的确定根据高层民用建筑设计防火规范(CB50045-9
22、5)(2005 年版)第 1.0.3，知新业综合楼属于高层建筑。根据设计资料，参照高层民用建筑设计防火规范(CB50045-95)(2005 年版)第3.0.1 及自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001) (2005 年版)附录 A，确定新业综合楼的建筑物类别为一类，火灾危险等级为中危险级级。根据高层民用建筑设计防火规范(CB50045-95)(2005年版) ，同仁综合楼需要设置室内消火栓给水系统、室外消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。由于建筑内的人口数不超过25000 人，所以新业综合楼同一时间的灭火次数按 1 次计。根据高层民用建筑设计防火规范(CB50045-95)(2005年版) 第 7.3.3 规定，新业综合楼的火灾延续时间按 3.00h 计算，自动喷水灭火系统延续时间按 1.00h 计算。根据高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95)(2005年版) 第 7.2.2 规定，新业综合楼室内消火栓用水量为 40L/s，室外消火栓用水量为 30L/s。根据自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001) (2005 年版 )第 5.0.1 规定，新业综合楼自动喷水系统喷水强度为6L/min.m2，作用面积为 160m2。2.2.3 消火栓给水系统的选择室内消火栓系统可以分为独立、区域集中的室内消防给水
