设计说明书、计算书

前言

根据青海省西宁市相关部门批准，拟在该市锦绣家园新建一栋20层的住宅楼，建筑总高为67.4米，建筑面积为12000余平方米。要求设计该建筑给水排水系统，并与土建工程相配套。具体项目为：建筑给水工程，建筑消防工程，建筑热水工程，建筑排水工程，建筑中水工程。

其中，给水系统必须解决底层管道中静水压力过大的问题；消防系统必须切实贯彻“以防为主，防消结合”的消防工作方针，采取有效的技术措施，确保消防安全，满足消防“自救”的要求；热水系统也要解决底层管道中静水压力过大的问题；排水系统必须解决好通气问题，稳定管内气压，以保持系统运行的良好工况；还应确保水流畅通。中水系统也要解决底层管道中静水压力过大的问题，水质达标，必须采取确保使用、维修的安全措施，严禁中水进入生活给水系统。

本设计依据《规范》，设计过程中认真查阅相关《手册》和《图集》，做到设计出来的方案能够达到合理化，技术经济化，能与我国现有的国民经济相适应，做到节能，最大限度的降低能耗。在各种管线的布置上，能最大限度的考虑到整体房屋空间的利用价值，使各管线的走向趋于合理化。同时，也要考虑到供水的安全性，消防的保障性，热水供应的及时性和安全性及排水的畅通性，中水供水的安全性和设备的良好运行性。

设计说明书

1 设计原始资料

本建筑总建筑面积约12000m2，建筑总高度67.4m，地上20层，地下1层。地下室为设备用房，1～2层为办餐饮娱乐用房和公寓，每层卫生间内设冲洗水箱浮球阀蹲式大便器，连体旋涡虹吸式坐便器，自闭式节水水嘴洗手盆，洗涤盆，自闭式冲洗阀小便器。3～20层为住宅用房，每层有4套房间，每套房间有2个卫生间，大卫生间内有带裙边浴盆（自闭式节水水嘴）1个，洗脸盆（混合水嘴台式）1个，连体旋涡虹吸式坐便器1个，小卫生间内有连体旋涡虹吸式坐便器1个，洗手盆（混合水嘴台式）1个，拖布盆一个（单阀水嘴），厨房内有洗涤盆一个（单阀水嘴）市政管网常年可提供的资用水头为0.3Mpa。

本建筑为20层钢砼框架结构（一、二、级耐火等级）底层为地下室，作为设备用房，层高为5米，一至二层为办公餐饮娱乐用房和公寓，层高为4.0米；三层以上为住宅用房，层高为3.3米；技术设备层层高为2.0米，在第3、4层之间和第11、12层之间；最大冻土深度为1.8米。

用水资料：

（1）设计每户人数为5人,人数为4×20×5=400人；

（2）建筑附近有表压0.2Mpa的蒸汽热源。

2给水系统设计说明

2.1 技术要求

整幢高层建筑若采用同一给水系统供水，则垂直方向管线过长，下层管道中的静水压力很大，必然带来以下弊端：需要采用耐高压的管材、附件和配水器材，费用高；启闭龙头、阀门易产生水锤，不但会引起噪声，还可能损坏管道、附件，造成漏水；开启龙头水流喷溅，既浪费水量，又影响使用，同时由于配水龙头前压力过大，水流速度加快，出流量增大，水头损失增加，使设计工况与实际工况不符，不但会产生水流噪声，还将直接影响高层供水的安全可靠性。因此，高层建筑给水系统必须解决低层管道中静水压力过大的问题。

2.2 技术措施

为克服高层建筑同一给水系统供水，低层管道中静水压力过大的弊端，保证建筑供水的安全可靠性，高层建筑给水系统应采取供水竖向分区供水，即在建筑物的垂直方向按层分段，各段为一区，分别组成各自的给水系统。确定分区范围时应充分利用室外给水管网的水压，以节省能量，并要结合其他建筑设备工程的情况综合考虑，尽量将给水分区的设备层与其他相关工程所需设备各层共同设置，以节省土建费用，同时要使各区最低卫生器具或用水设备配水装置处的静水压力小于其工作压力，以免配水装置的零件损坏漏水。

2.3给水系统分区方案的确定

外网常年可提供的资用水头为30m，分区最低卫生器具配水点处的静水压，住宅宜为300-350Kpa。设计提供了四种可供选择的方案如下：

第一方案；分区并联给水方式。由12+4×（n-2）≤30。计算可得n≤6.5，由于3层以上为标准商住，取n=3。分区为：-1—3为低区，4—11层为中区，12—20层为高区。低区利用室外管网水压直接供水，中区和高区分别设置水箱和水泵，中区水箱设置在中间技术层内，高区水箱设置在闷顶内，两区水泵集中设置在地下室内，水泵采用相同型号不同级数的多极水泵。该给水方式的优点是各区独立运行互不干扰，供水可靠，水泵集中布置便于维护管理，能源消耗较小。缺点是管材耗用较多，投资较大。

第二方案：分区减压阀供水方式。分区为：-1—3为低区，4—11为中区，12—20为高区。低区利用外网水压直接供水，地下室水泵集中加压，仅在顶层设置水箱，中区供水利用减压阀或减压孔板供水。其优点是供水可靠，设备与管材较少，投资省，设备布置集中，便于维护管理，不占用建筑上层使用面积。缺点是下区供水压力损失较大，稍浪费电力能源供水不够安全，水泵或屋顶水箱输水管、出水管的局部故障都将影响各区供水。

第三方案：分区水箱减压供水方式。分区为：-1—3为低区，4—11为中区，12—20为高区。低区利用外网水压直接供水，中高区设置水箱，水泵统一加压，利用水箱减压，高区供中区用水。该供水方式的优点是：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，维护管理较方便。缺点是：中区供水受高区的限制。在可能的条件下中间水箱进水管上最好安装减压阀，以防浮球阀损坏并可减缓水锤作用。

第四方案：分区无水箱并联供水方式。分区为：-1—3为低区，4—11为中区，12—20为高区。下区利用外网水压直接供水，中高区设置变频水泵，根据水泵出水量水压，调节水泵转速或运行台数。该供水方式的优点是：供水较可靠，设备布置较集中，维护管理较方便，不占用建筑上层使用面积，能源消耗较小。缺点是投资较大。

综合分析，本设计推荐采用第四方案，该给水方式的优点是：不用设高位水箱，供水简单可靠，设备布置较集中，维护管理较方便，不占用建筑上层使用面积，能源消耗较小。水泵集中布置便于维护管理，充分利用了外网水压，能源消耗较小。缺点是，投资较大。三个区全部采用下行上给的给水方式。

3 排水系统设计说明

3.1 技术要求

高层建筑中卫生器具多，排水量大，且排水立管连接的横支管多，多根横管同时排水，由于水舌的影响和横支管起端产生的强烈冲激流使水跃高度增加，必将引起支管中较大的压力波动，导致水封破坏，室内环境污染。为防止水封破环，保证室内的环境质量，高层建筑排水系统必须解决好通气问题，稳定管内气压，以保证系统运行的良好工况。同时，由于高层建筑体量大，建筑沉降可能引起出户管平坡或倒坡；暗装管段多，建筑吊顶高度有限，横管敷设坡度受到一定的限制；居住人员多，若管理水平低，卫生器具使用不合理，冲洗不及时等，都将影响水流畅通，造成淤积堵塞，一旦排水管道堵塞影响面积大。因此，高层建筑的排水系统应确保水流通畅。

3.2 技术措施

由于建筑内部排水管道内是水气两相流，为防止因气压波动造成的水封破坏，使有毒气体进入室内，而高层建筑由于排水量大，空气的流动过程受排水过程干扰，须将排水管和通气管分开，设专用通气管道。

3.3 排水系统方案的确定

第一方案：单立管排水系统。即由一根立管（污水与废水合流）与节点组合配件组成的单立

管排水系统。（如苏维托排水系统）该系统的优点：1.减少立管内的压力波动，降低正负压绝对值；2.节约大量管材，降低造价；3.有利于提高设计质量，加快施工进度以及有利于施工现代化。

第二方案：三管制排水系统，即由一根污水立管，一根废水立管与一根专用通气立管所组成的排水系统。该系统实用于生活污水和生活废水分别排出室外的各类高层建筑。

第三方案：二管制系统排水系统。即由一根排水立管（污废水合流）与一根专用通气立管所组成的排水系统，该系统实用于污废水合流的各类高层建筑

由于该建筑物排水器具种类多，数量多，位置分散，所以本设计采用第一方案和第二方案和第三方案，三至二十层的卫生间用第二方案，三至二十层的厨房排水用第三方案，一至二层的卫生间用第三方案，一至二层的厨房排水用第一方案。地下室排水利用地下集水池污水提升泵排放。

4 热水系统设计说明

4.1 技术要求

高层建筑热水供应系数与给水系统相同，若采用同一系统供应热水，也会使低层管道中静水压力过大，因而带来一系列弊端，为保证良好的工况，高层建筑供应系统也要解决低层管道中静水压力过大的问题。

4.2 技术措施

与给水系统相同，解决低层管道静水压力过大的问题，可采用竖向分区的供水方式。热水供应系统分区范围与给水系统分区一致，各区的水加热器、贮水器的进水，均由同区的给水系统供应。冷、热水系统分区一致，可使系统内冷、热水压力平衡，便于调节冷、热水混合龙头的出水温度，也便于管理。但因热水系统水加热器、贮水器的进水由同区给水系统供应，水加热后，再经热水配水管送至各配水龙头，故热水在管道中的流程远于同区冷水龙头流出冷水所经历的流程长，所以尽管冷、热水分区范围相同，混合龙头处冷、热水压力仍有差异，为保证良好的供水工况，还应采取相应措施适当增加冷水管道的阻力，减小热水管道的阻力，为保证良好的供水工况。

为防止循环流量在系统中流动时出现短流，影响部分配水点的出水温度，可在回水管上设置阀门，通过调节阀门的开启度，平衡各循环管路的水头损失和循环流量。为提高供水的安全可靠

性，尽量减小管道、附件检修时的停水范围，可充分利用热水循环管路提供的双向供水的有利条件，放大回水管管径，使它与配水管径接近，当管道出现故障时，可临时作配水管使用。

4.3 热水系统方案的确定

为了平衡系统压力，把热水系统进行分区，分区与冷水分区一样，也是三个区。而且各区的热水加热器中的冷水来源于本区的贮水池或市政管网，选用间接加热的热媒为蒸汽有导流装置的热效率较高的容积式加热器，采用下行上给的机械循环供水方式，全日制循环供水。

第一方案：分散式，低区加热设备设在地下室，中区加热设备设在中间技术层，高区加热器设在闷顶内。其优点是供水安全可靠，且加热设备承压均衡，耗钢量少，费用低。缺点是设备分散设置不但要占用一定的建筑面积，维修、管理也不方便，且热媒管线长。

第二方案：集中式，各区热水配水循环管网自成系统，加热设备、循环水泵集中设在地下室设备层，各区加热设备的冷水分别来自各区冷水水源。其优点是各区供水自成系统，互不影响，供水安全、可靠；设备集中设置，便于维修、管理。缺点是高区水加热器需承受高压，耗钢量较多，制作要求和费用高。

综合上述本设计推荐采用第二方案，即集中式，各区热水配水循环管网自成系统，加热设备和循环水泵均设置在地下室。由于中高区范围超过5层，为使各配水点随时得到设计要求的水温，应采用全循环方式（立管、干管循环）。

根据建筑物用途、热源的供给情况、热水用水量和卫生器具的布置情况，选用开式供水方式，三区均采用下行上给的给水方式。该系统优点是各区供水自成系统，互不影响，供水安全、可靠；设备集中设置，便于维修、管理。缺点是高区水加热器需承受高压，耗钢量较多，制作要求和费用高。通过经济技术比较，得出此方案最佳。

5 . 消火栓系统设计说明

5.1 技术要求

高层建筑火灾有如下特点：高层建筑功能复杂、火源多；火源蔓延迅速；人员疏散困难；火灾扑救工作复杂，因此，高层建筑消防设施必须完善、可靠，力求将火灾扑灭在初期阶段。当建

筑高度超过50m，室外消防设备无法向室内消防给水管网供水而发挥作用，室内消防完全靠“自救”，因此，室内消防给水系统应具备独立扑灭室内火灾的能力。

5.2 技术措施

建筑高度超过50m的消火栓给水系统，难以得到一般消防车的供水支持扑灭火灾。为加强给水系统的供水能力，保证供水安全和火灭火用水，应采取分区给水系统。高层建筑竖向分区高度一般宜在45-55m。有黄河牌或交通牌等大型消防车的地区，由于该消防车能协助扑救高度达80m 的建筑的火灾，因此，当建筑高度超过50m而不超过80m时，消防给水系统也可不分区。高层建筑消火栓栓口的静水压力不应超过0.8Mpa。

5.3 消火栓系统方案的确定：

第一方案：并联给水，给水管网竖向分区，每区分别用各自专用水泵提升供水。其优点是水泵布置集中于地下室，管理方便，安全可靠。缺点是高区水泵扬程较高，需用耐高压管材与管件，对于高区超过消防车供水压力的上部楼层消火栓，水泵接合器将失去作用。供水的安全性不如串联的好。

第二方案：由于本建筑高度超过50m未超过80m，采用不分区消火栓给水系统。其优点是系统简单；直接通过消防水泵上层送水灭火。缺点是供水安全可靠性较第一种方案较差。

综上所述两种方案进行济比较，本设计推荐采用第二方案，即采用不分区消火栓给水系统。因为本建筑高度超过50m未超过80m，且该市有黄河牌大型消防车。其优点是系统简单，直接通过消防水泵上层送水灭火。

每层均应设置室内消火栓，消防电梯前室应设消火栓，屋顶水箱间内设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓。整个室内消火栓采用同一型号、规格，消火栓直径采用65mm，水枪喷嘴口径不应小于19mm，水带长度不应超过25m，消火栓栓口距地面高度为1.1m。栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。

室内消防给水管道应布置成环状，保证供水干管和每条竖管都能双向供水，消防竖管的布置，保证同层两相邻两个消火栓水枪的充实水柱，同时到达被保护范围内的任何部位。消防竖管的直径应按通过流量经计算确定，当计算出来的消防竖管直径小于100mm时，应考虑消防车通过水泵接合器往室内管网送水的可能性，仍采用100mm。给水管道采用阀门分成若干独立段。阀门的布

置应使管道在检修时，被关闭的竖管不超过一根，当竖管超过四根时，可关闭不相邻的两根竖管。

为了保证室内消防给水设备扑救初期火灾的水量和水压，屋顶设水箱，由生活给水管道充水，发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入屋顶水箱，故消防水箱的出水管上设置防止消防水泵的供水进入水箱的止回阀。本住宅属于一类建筑，所以屋顶水箱容积不小于18m3，设置高度保证最不利点消火栓静水压力（不低于0.07Mpa）。

6 喷淋系统设计说明

6.1技术要求

高层建筑火灾有如下特点：高层建筑功能复杂、火源多；火源蔓延迅速；人员疏散困难；火灾扑救工作复杂，因此，高层建筑消防设施必须完善、可靠，力求将火灾扑灭在初期阶段。自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火措施。据资料统计，自动喷水灭火系统扑灭初期火灾的效果在97%以上，因此在公共建筑内都要求设置自动喷水灭火系统。

6.2技术措施

自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难得性质重要或火灾危险性较大的场所中设置；自动喷水灭火系统的系统选型，应根据设置场所得火灾特点或环境条件确定，露天场所不宜采用闭式系统。

6.3自动喷水灭火系统方案的确定

第一方案：湿式喷水灭火系统：适用于室内温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物，在喷水管网中经常充满有压水，发生火灾时，闭式喷头的闭锁装置熔化脱落，水即自动喷出灭火，同时也发出火灾报警信号。该系统由灭火及时扑救效率高的优点。但由于管网中充满有压水，当渗漏时会损坏建筑装饰和影响建筑的使用。

第二方案：干式喷水灭火系统。该系统管网中平时不充水，充优有压空气，当建筑物发生火灾温度达到开启闭式喷头时，喷头开启，排气、充水、灭火。由于管网中不充水，对建筑物装饰

无影响，它适用于室内温度低于4℃或高于70℃的建筑物。

第三方案：干湿式喷水灭火系统。冬季闭式喷头中充满有压气体，而在温暖季节则改为充水，喷头也要求响上安装。该系统管理比较复杂。

第四方案：预作用喷水灭火系统。该系统中平时不充水，而是充以有压或无压气体。发生火灾时，由感烟（温、光）火灾探测器接到信号后，自动启动预作用阀而向喷水管网自动充水。当火灾温度继续升高，闭式喷头的闭锁装置脱落，喷头自动喷水。该系统管理比较复杂。

综上四种方案的比较，结合该建筑物的实际情况，从安全的角度出发，本设计采用湿式喷水灭火系统，该系统在喷水管网中经常充满有压力的水。失火时，闭式喷头的闭锁装置熔化脱落，水即自动喷出灭火，同时发出火警信号。湿式喷水灭火系统适用于常年温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物和场所。湿式报警装置最大工作压力为1.20Mpa。其工作原理是在非喷水状态时，阀瓣上下水压平衡，阀瓣在重力的作用下，紧压的瓣槽上。瓣槽下的阀体有一个出管接口，接向延时器和水力警铃。当阀瓣压在瓣槽上时，小孔被阀瓣堵住，没有水流入空腔，因此水力警铃不动作。当火灾发生时，喷头动作喷水，阀瓣上部水压下降，阀瓣下部的水压就大于上部水压，将阀瓣顶起，水流经阀腔向喷头供应，由于阀瓣离开了瓣槽，瓣槽内的小孔就敞开，水经小孔流入空腔，汇集后经接管流向延时器，延时器是一个上、下、侧三个方向有接管口的筒形体。下部接管是用来泄水的，泄水量的大小可用接管上的阀门来调节。当侧向借口由报警阀流来的水很小时，由于泄水量大于入流量，水被泄走，不会发出警报。所以，当管网压力稍有波动，阀瓣有瞬时抬升，少量水流入延时器是不会报警的，从而防止误报警。当火灾发生后，阀瓣抬起，一定量的水流入延时器内，若流入量大于泄水量，则水在延时器中上升并经上方出口涌向水力警铃，推动警铃的水力导杆，使警铃发出敲击警声。同时，压力开关在水压作用下接通电流，发出电讯号报警，并启动供水水泵。这一系列的动作，大约在喷头开始喷水后30秒内即可完成。

由于本建筑为临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，可共用消火栓的高位水箱，但消火栓的高位水箱不能满足最不利点处喷头的最低工作压力，所以要设气压罐和稳压泵。

8 系统管材说明

室内给水、排水、热水及中水立管均设于管道井内。低区给水的横干管、热水的横干管及回水干管、中水的横干管、消防给水的横干管和排水横干管等均设于地下室天花板下面。消防竖管暗装。中、高区的给水（包括冷水，热水，中水）横干管均设于技术设备层之中。

给水管的室外部分采用给水铸铁管，室内部分采用镀锌钢管。排水管的室外部分用混凝土管，室内部分用排水塑料管。生活热水系统的给水管及回水管均采用镀锌钢管。消火栓给水系统均采用镀锌钢管。自动喷淋系统采用镀锌钢管。

设计计算书

1 给水系统设计计算

本建筑总建筑面积约12000m2，建筑总高度67.4m，地上20层，地下1层。地下室为设备用房，1～2层为办餐饮娱乐用房和公寓，每层卫生间内设冲洗水箱浮球阀蹲式大便器，连体旋涡虹吸式坐便器，自闭式节水水嘴洗手盆，洗涤盆，自闭式冲洗阀小便器。3～20层为住宅用房，每层有4套房间，每套房间有2个卫生间，大卫生间内有带裙边浴盆（自闭式节水水嘴）1个，洗脸盆（混合水嘴台式）1个，连体旋涡虹吸式坐便器1个，小卫生间内有连体旋涡虹吸式坐便器1个，洗手盆（混合水嘴台式）1个，拖布盆一个（单阀水嘴），厨房内有洗涤盆一个（单阀水嘴）市政管网常年可提供的资用水头为0.3Mpa。

1.1 给水计算基本数据

1.1.1 设计每户人数为5人,人数为4×20×5=400人

1.1.2 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GB50015-2003》，其计算参数为：用水定额300L/（人.d），时变化系数Kh=

2.4，供水时间24h

1.2 引入管设计

市政建设和环保部门批准文件决定，给水进水管从建设西、南侧市政给水管DN400引入。

1.3 给水系统管网水力计算：

1.3.1 设计秒流量确定

根据建筑物性质，设计秒流量按下式计算：

q g=0.2·U·Ng

q g—计算管断的给水设计秒流量，L/s；

N g—计算管断的卫生器具给水当量数；

U—计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；

0.2—1个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。