高层建筑生活给水系统毕业论文
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高层建筑生活给水系统
摘要
本建筑为安徽省环保局、地税局办公楼，为一类高层建筑。建筑给排水设计包括给水、排水、消防、自喷和雨水系统。
建筑生活给水系统分为低区、中区和高区。低区由市政管网直接供水；中区和高区由泵房内无负压泵供水。排水系统采用合流制，设置专用通气立管；建筑消防系统包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，消火栓系统采用水池、水箱和水泵联合供水，同时室外设水泵接合器。自动喷水灭火系统也采用联合供水方式，共分为五个区。屋顶水箱的消防水量仅供火灾初期10分钟用水。雨水管沿墙布置，排至雨水检查井。
关键词：给水系统；排水系统；消火栓系统；自动喷水灭火系统；雨水系统
Abstract
The building is a Comprehensive Building of Anhui province and it is a first-class
The water supply system is divided into two areas: ⅠandⅡ.Water for the Ⅰ area is directedly provided by the municipal pipeline network;and the pumps to supply water for the Ⅱ areas.The sewerage system is a combined one with two vertical pipes.Sanitary waste is drained into the municipal pipes after treated in the septic tanks. The fire control system comprises the indoor fire hydrant and automatic sprinkler system.The fire hydrant system bases on the district-concentrated pressure increase,with the water basins,pumps and water tanks combining to supply water.With a pump oconnector set up outdors.The automatic sprinkler system is also supported by the combined water supply. The water tank on the toof only provides the first 10 minutes water supply in case of fire.rainwater is released to the inspection pit through drainage pipes on the wall.
Key words：water supply system；drainage system；fire hydrant system；
automatic sprinkler system；rainwater system
目录
第一章设计说明 (1)
1.1工程概况 (1)
1.2室内生活给水（冷水）系统 (1)
1.2.1生活给水系统的选择 (1)
1.2.2生活给水系统的组成 (2)
1.2.3设计参数及水量 (2)
1.2.4加压设备及构筑物 (2)
1.2.5管道布置及设备安装要求 (2)
1.3室内排水系统 (3)
1.3.1室内排水系统的选择 (3)
1.3.2系统的组成 (3)
1.3.3管道布置及设备安装要求 (4)
1.4室内消火栓系统 (4)
1.4.1室内消火栓系统的选择 (4)
1.4.2系统组成 (5)
1.4.3设计参数 (5)
1.4.4主要设备 (5)
1.4.5消火栓系统的管道及设备的安装 (6)
1.5室内自动喷水灭火系统 (6)
1.5.1室内自动喷水灭火系统的选择 (6)
1.5.2系统的组成 (6)
1.5.3加压设备 (6)
1.5.4自动喷水灭火系统的安装 (7)
1.6屋面雨水系统 (7)
第二章设计水力计算 (7)
2.1给水（冷水）系统的计算 (8)
2.1.1 系统分区 (8)
2.1.2用水量标准及用水量计算 (8)
2.1.3设计秒流量给水系统计算 (8)
2.1.4中区给水系统计算 (10)
2.1.5 高区给水系统计算 (11)
2.1.6 水表的选择 (14)
2.1.7 地下室加压水泵的选择 (15)
2.2生活排水系统的计算 (16)
2.2.1计算公式及基本参数 (16)
2.2.2排水立管计算 (17)
2.2.3排水横干管计算 (17)
2.2.4管材 (27)
2.3消火栓消防给水系统的计算 (28)
2.3.1室内消火栓的布置 (28)
2.3.2水枪喷嘴处所需的压力 (29)
2.3.3水力计算 (30)
2.3.4其他设施的设计 (37)
2.4自动喷水灭火系统的有关计算 (38)
2.4.1自动喷水灭火系统水力计算及喷淋泵的选择 (38)
2.4.2消防水箱容积计算 (41)
2.4.3地下室贮水池容积计算 (41)
2.4.4减压计算 (41)
2.4.5自喷增压设备选择 (42)
2.5屋面雨水系统计算 (43)
2.5.1建筑雨水的排放方式 (43)
2.5.2雨水系统的水力计算 (43)
2.5.3雨水流量 (43)
2.5.4雨水量计算 (44)
2.5.5管道的布置与敷设 (47)
致谢........................................... 错误!未定义书签。参考文献. (48)
附录
1.毕业设计计算说明书
2.英文原文
3.译文
4.附图
附图一给排水设计说明
附图二负一层给排水平面图
附图三一层给排水平面图
附图四二层给排水平面图
附图五三层给排水平面图
附图六四至十六层给排水平面图
附图七十七层给排水平面图
附图八十八层给排水、雨水平面图
附图九十九层给排水、雨水平面图水泵平面布置图、剖面图
附图十负一层自动喷淋平面布置图
附图十一一层自动喷淋平面布置图
附图十二二层自动喷淋平面布置图
附图十三三层自动喷淋平面布置图
附图十四四至十六层自动喷淋平面布置图
附图十五十七层自动喷淋平面布置图
附图十六十八层自动喷淋、雨水平面布置图
附图十七卫生器具大样图
附图十八给水系统透视图
附图十九排水系统透视图
附图二十废水排水透视图
附图二十一消防系统透视图
附图二十二自动喷淋系统原理图附图二十三雨水系统透视图
第一章设计说明
1.1工程概况
本工程是安徽省环保局、地税局办公楼为一幢地上十八层，地下一层，建筑高度67.5m；建筑给水系统采用无负压变频泵给水方式；室内外地坪高差为0.45m，冻土深度0.6m。该建筑负一层层高为4.5米，第一层至第二层层高4.50m，顶层层高为4.50米，其它层层高3.60 m。城市给排水管道现状：本建筑物周围城市给水管可作为该建筑物的水源，其直径200 mm，常年可提供的工作压力为0.30兆帕，管顶埋深为地面以下1.0 m。
由原始资料可知，本建筑高67.5米，属于一类高层建筑，所有给水排水设计要求均按高层建筑要求进行。根据建筑物的性质、用途，室内设有完善的给水排水卫生设备及自动消防设备，每个消火栓内设自动报警电动按钮，消火栓工作时，打破玻璃直接启动消火栓泵；自动喷水系统通过温感自动工作。管道中的立管多数设在管井内，其余根据情况而定；水平管根据情况可明敷也可暗敷。
本建筑1F～5F由室外市政管网直接供水，为低区；6F～12F由无负压变频泵加压供水，为中区；13F～18F也由无负压变频泵加压供水，为高区。
本建筑排水系统采用的是污、废合流制，高层办公楼排水立管设专用通气管，在一层地面以下排出后排置室外排水管网。
本建筑消火栓供水系统不分区，在地下室设置两台消火栓泵（一用一备），直接加压供水。
本建筑自喷系统采用湿式自动喷水灭火系统，除消防控制中心、配线中心、地下室部分设备机房不设喷头，其它场所均设置喷头，在地下泵房内设置两台喷淋泵（一用一备），消防时由加压泵直接加压供水。
1.2室内生活给水（冷水）系统
1.2.1生活给水系统的选择
由于高层建筑对消防给水的安全可靠性能要求较高，故高层建筑应独立设计生活给水系统、消防给水系统。高层建筑，若只采用一个给水系统供水，建筑低层的配水点所受的静水压力过大，易产生水锤，损坏管道及附件，流速过大产生
水流噪音；低层压力过大，开启水龙头时，水流喷溅严重，使用不便且造成水量的严重浪费。根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）上规定，办公楼的卫生器具的最大静水压力不得超过0.45MPa，因此高层建筑给水系统分区。
根据原始资料，本建筑屋顶层标高67.5m，市政提供常年可靠水压为0.30Mpa，在外部供水压力不能满足建筑物水压要求时，则建筑物底部几层，应尽利用外部水压供水，而建筑物高层则采取加压或流量调节装置供水。本建筑采用无负压变频供水方式，以建筑物周围城市给水管可作为该建筑物的水源，其直径200 mm，常年可提供的工作压力为0.30兆帕，管顶埋深为地面以下1.0 m。由计算公式知：
H=H1+H2+H3+H4
给水管网水压满足1至5层供水压力要求，故本设计可分为三个区，分别为高，中，低三区。低区：负一层至五层,由市政管网直接供水;中区：六层至十二层；高区：十三层至十八层，均采用无负压变频泵调速供水并采用上行下给的供水方式。
1.2.2生活给水系统的组成
本建筑的给水系统由引入管、给水管道、给水设备、给水附件、配水设施和计量仪器组成。
其中给水管立管采用钢衬塑复合管，支管采用PP-R管，采用热熔和丝扣连接。嵌墙敷设的管道预留管槽，管道穿越楼板、屋顶、墙壁时需预留套管。1.2.3设计参数及水量
最高日用水量Q
d1=50×5052=252.6m3/d；最大时用水量Q
h1
=252.6×
1.2/8=37.89m3/h。
1.2.4加压设备及构筑物
1.加压提升水泵
XMWⅡ-12-0.6和XMWⅡ-12-0.75各两台，一用一备。
1.2.5管道布置及设备安装要求
1.给水管材采用钢塑复合管，采用螺纹连接。
2.各层给水管道，根据情况而定采用暗装敷设或明装敷设，横向管道在室内
装修前敷设在地板下面或吊顶内。
3. 给水管道不得穿越设备基础、风道、烟道等。不得敷设在污水沟内，不得穿过伸缩缝、沉降缝。
4.给水管与排水管平行、交叉时，其距离应分别大于0.5m和0.15m。交叉处给水管在上。
5.管道穿越墙壁时，应预留孔洞，尺寸一般采用d+50mm~d+100mm,穿越楼板时需预埋金属套管。
6.在立管和横管上应设闸阀，当管径小于等于50mm时采用截止阀，管径大于50mm时采用闸阀。
7.给水管道和设备必须做防腐处理（除锈、刷防腐漆处理）。
8.加压泵的基础应高出地面0.1米，水泵自动启动。
1.3室内排水系统
1.3.1室内排水系统的选择
根据《建筑给水排水工程》（第五版），排水系统划分为合流制和分流制两种。分流制是指粪便污水与生活废水，生产污水与生产废水在建筑物内部分开用管道排至室外。合流制是指粪便污水与生活废水，生产污水与生产废水在建筑物内部混合用同一根管道排到室外。
排水系统的选择要根据污水性质、污染程度、结合室外排水制度和有利于综合利用及处理要求等确定。室外为合流制，而生活污水必须经过局部处理（化粪池）后才能排入室外合流制下水道，有条件将生活废水与生活污水分别设置管道采用分流制排出。
基于上述条件，结合本设计的具体情况拟定本设计的排水系统排水方式为合流制。
为了保护存水弯水封，使排水系统内的空气压力与大气压取得平衡，使排水管内排水畅通，形成良好的水流条件，减少排水系统的噪声，排水系统应设置通气管。
1.3.2系统的组成
排水系统的组成包括卫生器具、排水管道、专用通气管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井等。
1.3.3管道布置及设备安装要求
1.管材采用硬聚氯乙烯管，联结方法采用胶粘剂粘接。
2.排水立管在垂直方向转弯处，采用两个45°弯头连接。
3.排水立管穿越楼板应预留孔洞，安装时应设金属防水套管。
4.立管沿墙敷设时，其轴线与墙面距离（L）不得小于下述规定：DN=50mm,L=100mm;DN=75mm,L=150mm;DN=100mm,L=150mm;DN=150mm,L=200mm。
5.排水管与室外排水管连接处设置检查井，检查井中心线距离建筑物的距离不小于3m，并与给水管引入管外壁的水平距离不得小于1.0m。
6.排水检查井为圆形检查井,直径D=700mm。
7.排水立管宜每6层设1个检查口，离地面1m。在水流转角小于135°的横干管上应设检查口或清扫。此外，在排水横干管起始端设管堵，以便清通。
8.通气管在不上人屋面的高度不得小于300mm，但必须大于最大积雪厚度；屋顶有人停留时，高度应高出屋面2m，并应根据防雷要求考虑防雷装置；通气管不宜设在建筑物挑出部分的下面。通气管顶端应装设风帽或网罩。
9.专用通气立管每隔两层与排水立管连接，采用H管件连接，并且H管与通气管的连接点应在卫生器具上边缘以上不小于0.15 m。
10.污水立管和通气立管应每层设一伸缩节（一层设两个）；排水横支管、横干管和汇合通气管上无汇合管件的直线管段大于2 m时，应设伸缩节，且排水横管应设置专用伸缩节；伸缩节之间最大间距不得大于4m。
1.4室内消火栓系统
1.4.1室内消火栓系统的选择
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB5004—95（2005年版）消火栓栓口的静水压力不应大于1.0Mpa，当大于1.0Mpa应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.5Mpa时，消火栓处应设减压装置。
本设计消火栓系统不分区方式：为了保证消防供水的可靠性，在消火栓栓口
的动水压力超过0.5Mpa的消火栓横支管上设置减压孔板。
本楼总共高差为67.5m，《高规》中规定：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，当建筑物高度不超过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。
本建筑水箱底标高为68.5m（建筑最高处为67.5m，水箱价高1m），不满足高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07Mpa，故采用增压设施。
此建筑为一类建筑，根据《高规》要求：必须有两股水枪的充实水柱到达同层的任何位置。建筑物每层均设消火栓，布置在易于取用的地方。室内消防流量取40L/S,室外消防流量取30L/S，每支水枪最小流量5L/S。消防支管管径为DN80。采用消火栓口径为65mm的单栓口，栓口离地高度为1.1m，水枪喷嘴口径为19mm，采用衬胶水带直径为65mm，长度为25m。
为了定期检查室内消火栓给水的能力，在屋顶设实验消火栓一个，应满足其有10m的充实水柱。室内消火栓箱内均设远距离启动消防泵的按扭。以便在使用消火栓灭火的同时启动消防泵。
屋顶水箱贮存有10min的消防水量。室内消火栓系统设有3个水泵结合器,型号（SQS150-A），以便消防车向室内管网供水。
1.4.2系统组成
由消火栓泵、消火栓管网、消火栓、水泵接合器、消防水箱和消防水池组成。
1.4.3设计参数
室内消防用水量：44.53L/s；
1.4.4主要设备
1.消火栓泵
按消火栓总用水量Q
=44.53 L/s，XBD 10/45-150L,两台，一用一备，流量
x
O,N=75Kw，重量0.45L/s，扬程100m，配套电机功率为75kw。(Q=45L/,H=100mH
2
为820kg，高度为2207mm，转速为2900r/min)
口径为65mm，水枪喷嘴口径为19mm，水龙带为衬胶，直径65mm，长25米；
1.4.5消火栓系统的管道及设备的安装
1.消火栓系统的给水管道的安装采用明设。
2.管材采用热浸镀锌钢管，沟槽式卡箍连接；
3..消火栓口离地面高度1.1米。
1.5室内自动喷水灭火系统
1.5.1室内自动喷水灭火系统的选择
本建筑危险等级为中危险级Ⅰ级,环境温度在不低于4℃，且不高于70℃，宜采用湿式自动喷水灭火系统。
根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）规定：自动喷水灭火系统中管网压力超过1.2MPa时，则需分区供水，水箱的设置高度应满足最不利喷头的静水压力为0.05MPa。由于采用水箱供水时，需满足最不利喷头的静水压为10mH2O。
本建筑水箱底标高为68.5m，同时在屋顶设置自喷稳压泵，流量Q=1L/s。
根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定，一个湿式报警阀最多控制800个喷头，而本建筑需设5组报警阀；其危险等级为中危险级Ⅰ级，设计喷水强度为6L/（min·m2），作用面积为160m2，最不利喷头处喷水压力为10mH
O；正方形布
2
置喷头，其间距不大于3.6m；矩形布置喷头时，长边边长不大于4m，距墙不小于0.6m,不大于1.8m。为定期进行安全检查，各层均设水流指示器和信号阀，末端设置试水装置，泄水装置等。
该建筑各层均设自动喷水系统，其动作喷头为68°C。
自喷消防流量Q=20.8L/s,为保证供水安全性，在室外设有2个水泵接合器。
1.5.2系统的组成
湿式喷水灭火系统主要是由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置（水流指示器、电磁阀）、水泵接合器和喷淋泵等组成。
1.5.3加压设备
XBD12.5/20-100G/5’型,一用一备。Q=54～90 m3/h,H=1.02～1.41MP。
1.5.4自动喷水灭火系统的安装
1.自动喷水灭火系统的给水管道安装与消火栓基本相同，立管设在管井内，明设；
2.管材采用热浸镀锌钢管，沟槽式卡箍连接；
3.除地下室采用直立型喷头，其他所有场所均采用吊顶型玻璃球喷头，公称动作温度为68℃，色标为红色；
4.报警阀采用湿式报警阀，离地1.2m直立安装在地下室泵房内；
5.报警器：水力警铃和压力开关，主要安装在每层配水横管上，以便及时发出警报及启动水泵。
6.末段试水装置由试水阀、压力表及试水接头组成，以检验系统的可靠性。安装于每层的配水支管的最不利处。
1.6屋面雨水系统
屋顶上屋面雨水，由室外的立管引到地下室再排到建筑物外雨水检查井，最终排入市政雨水管网，管径DN100mm。该建筑选用外排水，在屋面设雨水斗，建筑外部有雨水管道。降到屋面的雨水，沿屋面流入雨水斗，排水立管流入雨水检查井，或经埋地干管排至室外雨水管道。室内雨水管道采用UPVC管。
第二章设计水力计算
2.1给水（冷水）系统的计算
2.1.1 系统分区
竖向共分为三区，1～5层为低区，直接由市政管网供水；6～12层为中区，13～18层为高区，由泵房无负压变频泵加压供水。
2.1.2用水量标准及用水量计算
根据设计资料，建筑物性质和卫生设备完善程度，依据《建筑给水排水设计规范》，用水量标准及用水量计算如下：
办公用水：
人 数： 建筑物地上面积为20210.65m 2，每人使用面积按4m 2计，总
人数为：20210.65/4=5052人；
用水量标准： 50L/人．班 ；
时变化系数： K=1.2；
使用时间： T=8h ；
最高日用水量：
Q d1=50×5052=252.6m 3/d
最大时用水量：
Q h1=252.6×1.2/8=37.89m 3/h
2.1.3设计秒流量给水系统计算
因为此建筑物的性质为办公楼，根据《建筑给水排水设计规范》选择计算公式，公式为：q q q .20KN N Q +=α(该建筑物的系数α=1.5 )
当有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量以0.5计，计算出的q g 附加1.2L/s 后，作为该管段的给水设计秒流量。
Ⅰ区给水系统由JL-0供水计算为
图2.1.3.1 给水立管水力计算用图
计算管段编号
当量
总数N
设计秒流
量q(L/S)
修正流
量
管径
（mm）
流速
v（m/s）
单阻I
（m/m）
管长
L(m)
沿程水
头损失
累加值
∑h（m）
0--1 0.5 0.2121 1.2000 40 1.4380 0.0772 0.9370 0.0723 1--2 1 0.3000 1.5000 50 1.1470 0.0391 0.8440 0.1053 2--3 1.5 0.3674 1.5674 50 1.1990 0.0424 1.0540 0.1500 3--4 4.5 0.6364 1.8364 50 1.4050 0.0569 2.6005 0.2980 4--5 6 0.7348 1.9348 50 1.4800 0.0626 2.9595 0.4832 5--6 7.5 0.8216 2.0216 50 1.5460 0.0679 0.6400 0.5267 6--7 9.25 0.9124 2.1124 50 1.0760 0.0273 3.6000 0.6250 7--8 18.5 1.2903 2.4903 50 1.2680 0.0371 3.6000 0.7585 8--9 27.75 1.5803 2.7803 50 1.4160 0.0126 4.5000 0.8152 9--10 37 1.8248 3.0248 65 0.9120 0.0148 4.5000 0.8818 10--11 46.5 2.0457 3.2457 65 0.9780 0.0169 46.2480 1.6634 11--12 86.5 2.7902 3.9902 65 1.2020 0.0247 16.0960 2.0610
要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用时所需的水量，给水系统的水压就应保证最不利点配水具有足够的流出水头，其计算公式如下：
H=H
1+H
2
+H
3
+H
4
式中 H ——建筑内给水系统所需的水压，kPa；
H
1
——引入管起点至最不利配水点位置高度所需求的静水压，kPa；
H
2
——引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程
与局部水头损失之和，kPa；
H
3
——水流通过水表时的水头损失，kPa；
H
4
——最不利配水点所需的最低工作压力，kPa；
即：
H
1
=16.24+1.5=17.74m
H 2=2.06×∑h
y
=1.3×2.06=2.678m
H
3
=6.26kPa=0.626m
H
4
=100kPa=10m
室内所需的压力
H=H
1+H
2
+H
3
+H
4
=17.74+2.678+0.626+10=301.44m=300kPa
室内所需的压力小于室内给水管网工作压力300 kPa，可满足低区的供水要求，不再进行调整计算。
2.1.4中区给水系统计算
中区6～12层供水计算为：
图2.1.3.2 给水立管水力计算用图
计算管
段编号
当量
总数N
设计秒流
量q(L/S)
修正流
量
管径
（mm）
流速
v（m/s）
单阻I
（m/m）
管长
L(m)
沿程水
头损失
累加值
∑h（m）0--1 0.5 0.2121 1.2000 40 1.4380 0.0772 0.9370 0.0723 1--2 1 0.3000 1.5000 40 1.7970 0.1167 0.8440 0.1708 2--3 1.5 0.3674 1.5674 40 1.8780 0.1266 1.0540 0.3042 3--4 4.5 0.6364 1.8364 50 1.4050 0.0569 2.6005 0.4522 4--5 6 0.7348 1.9348 50 1.4800 0.0626 2.9595 0.6375 5--6 7.5 0.8216 2.0216 50 1.5460 0.0679 0.6400 0.6809 6--7 9.25 0.9124 2.1124 50 1.0760 0.0273 3.6000 0.7792 7--8 18.5 1.2903 2.4903 50 1.2680 0.0371 3.6000 0.9128 8--9 27.75 1.5803 2.7803 50 1.4160 0.0126 3.6000 0.9581 9--10 37 1.8248 3.0248 65 0.9120 0.0148 3.6000 1.0114 10--11 46.25 2.0402 3.2402 65 0.976 0.0168 3.6000 1.0719 11--12 55.5 2.2349 3.4349 65 1.035 0.0187 3.6000 1.1392 12--13 64.75 2.4140 3.6140 65 1.089 0.0206 65.8150 2.4950 13--14 118 3.2588 4.4588 65 1.344 0.0304 14.271 2.9288
2.1.5 高区给水系统计算
高区13～18层供水计算为：
图2.1.3.3 给水立管水力计算用图