某公寓1号楼给排水工程设计计算书(毕业设计)-secret.doc

第一章 绪 论
一、设计题目
XXX公寓1号楼建筑给水排水工程设计
二、设计资料
1． 工程概况
该楼位于济南市区，该地区工程地质条件良好，室外地面标高34.00m。
2．
市政给水管网提供的最小、最大工作压力分别是280kp\500kp。
3．
室外给水管西、北各一条，管径均为200mm，管中心距地面均为1.0m。
4．
其他资料详见设计手册第一册（按济南市）。
二、 设计任务
完成该建筑给水排水工程扩大初步设计和部分施工图设计,具体任务如下:
1. 建筑生活给水系统的设计与计算
2. 建筑消防系统的设计与计算
3. 建筑生活排水的设计与计算
4. 绘设计图纸，包括
① 不同布置的给排水平面图。
② 生活给水系统，消防系统，排水系统，其他系统的轴侧图。
③ 室外给水排水管道平面图。
图纸必须有一张手工绘图，其余用计算机绘图。
⑤ 设计计算书的要求
Ⅰ语言通顺简练，一律用A4纸打印，不少于40页。说明书应包括目录，内容摘要（并附外文翻译，不少于200词），绪论，正文，小结，参考文献。
Ⅱ 绪论主要概述设计任务，设计条件以及设计成果等。亦可简述设计的指导思想的设计特点。
Ⅲ 系统方案比较力求阐述明确，根据充分。要着重说明本设计方案的优点，但亦应指出缺点。
Ⅳ 设计内容要按过程说明，计算要有依据，公式和方法要说明来源，采用数据说明理由。计算要有足够的准确性，并尽量采用表格化。
四． 提交的设计成果
设计图纸和设计说明书。
五．设计时间：第4周至17周，共14周时间（含答辩）
六．指导老师：

第二章 室内给水系统的设计与计算
第一节 室内给水系统的确定
一、设计说明
（一） 给水方式选择
市政外网可提供的常年资用水头为28m，远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减压给水方式，
（二） 给水系统分区
本建筑共15层，所选卫生器具给水配件处的最大静水压力为300～350KPa，
故该建筑供水分2区，地下1～5层为Ⅰ区，6～15层为Ⅱ区。
Ⅰ区由室外市政给水管网直接供水，给水管网采用下行上给式。
Ⅱ区采用变速调节泵直接供水。
（三） 给水系统的组成
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、
水泵等组成。
（四） 给水管道布置与安装
① 各层给水管道采用暗装敷设，管材均采用给水塑料管，采用承插式接口，
用弹簧密封圈连接。
② 管道外壁距墙面不小于150㎜，离梁、柱及设备之间的距离为50㎜，立管外壁距墙、梁、柱净距不小于50㎜，支管距墙、梁、柱净距为20～25㎜。
③ 水管与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管上面。
④ 立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面10～20㎜。
⑤ 在立管横支管上设阀门，管径DN＞50㎜时设闸阀，DN≤50㎜时设截止阀。
⑥ 引入管穿地下室外墙设套管。
⑦ 给水横干管设0.003的坡度，坡向泄水装置。
⑧ 贮水池采用钢筋混凝土，贮水池上部设入孔，基础底部设水泵吸水坑，
为保证水质不被污染，水池底板作防水处理，水池内设导流墙。
⑨ 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
其他水泵均设震基础，并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头.埋地敷设的给水管与排水管平行敷设时，两管的最小净距不得小于0.5米；交叉敷设时，垂直净距不得小于0.15米，且给水管应在排水管的上面。当给水管必须在排水管的下面时，该段排水管应为铸铁管，且给水管宜加套管。两管壁的最小垂直距离不得小于0.25米。
（五）管材和附件
1．管材
近年来，给水塑料管的开发在我国取得很大的进展，有硬聚乙烯塑料管（UPVC）、聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）和聚丁烯管（PB）等。另外还开发了兼有钢管和塑料管优点的钢塑复合管和以铝合金为骨架，管道内外均为聚乙烯的铝塑复合管。这些管道都具有卫生条件好、强度高、寿命长等优点，它们是镀锌钢管的替代管材。
本设计生活给水管道采用硬聚乙烯塑料管。
2．管道附件
从城市给水管道上直接吸水的水泵，其吸水管起端应设倒流防止器。
生活水泵设于地下室内，所以水泵的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均设可曲挠橡胶接头。
根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）3.4.5规定：
给水管道的下列部位应设置阀门：
（1）居住小区给水管道从市政管道的引入管段上；
（2）居住小区室外环状管网的节点处，应按分割要求设置。环状管段过长时，宜设置分段阀门；
（3）居住小区给水干管上接出的支管起端或接户管的起端；
（4）接户管、水表前和各分支立管上；
（5）环状管网的分干管、贯通支状管网的连接管；
（6）室内给水管道向住户、公用卫生间等接出的配水管起端，配水支管上配水点在3个及3个以上时应设置；
（7）泵的出水管。自灌式水泵的吸水管；
（8）水箱的进、出管、泄水管；
（9）设备（如加热器、冷却塔等）的进水补水管；
（10）卫生器具（如大、小便器、洗脸盆、淋浴器等）的配水管上；
（11）某些附件，如自动排气阀、泄压阀、水锤消除器、压力表、洒水栓等前、减压阀与倒流防止器的前后等；
（12）给水管段的最低处宜设置泄水阀；
给水管道上的阀门设置应满足使用要求，并应设置在易操作和方便检修的场所。暗设管道的阀门应留检修门，并保证检修方便和安全；墙槽内支管上的阀门一般不易设在墙内。

第二节 设计参数的确定
一、生活给水设计标准与参数确定
1．高层住宅用水定额：
根据《建筑给排水设计规范》GB50015-2003，按建筑设计资料、建筑物的性质和卫生设备的完善程度，查《新编给排水工程》表，住宅每户按3.5口人计，用水定额选250(L/人·d)，时变化系数为2.5，供水时间为24h。
未预见水量按日用水量的15﹪计算。
2．商场用水定额
商场营业厅两层1766㎡，用水定额为8(L/㎡·d)，供水时间为12小时，时变化系数为1.5。
二、用水量计算
根据以上的参数确定，按Qd = ∑计算最高日用水量，由相应的时变化系数按式Qh = 求出最大时用水量，总用水量为上述之和，计算结果见表2-1和表2-2。

表2-1 高区生活用水量计算表
用水人数
（人）
用水定额(L/人·d)
Qd
(m3 /d)
时变化系数
Qh(m3/h)
供水时间h
10×4×3.5=140
250
35
2.5
3.646
24
未预见水量

5.25

0.547

总计

40.25

4.193

表2-2 低区用水量计算表
项目名称
用水人数
（人）
用水定额(L/人·d)
Qd
(m3 /d)
时变化系数
Qh(m3/h)
供水时间h
四、五层住宅
2×4×3.5=28
250
7
2.5
0.729
24
商场营业厅
1766㎡
8
14.128
1.5
1.766
12
车库冲洗水
3937㎡
3
11.811
1.0
1.476
8
未预见水量
以上总和的15％
4.94

0.596

总计

37.879

4.567

三、设计秒流量的计算
1．因住宅的用水特点为用水时间长，用水设备使用情况比较分散，卫生器具的同时出流率随着卫生器具的增加而减少，故住宅生活给水的设计秒流量计算应采用概率法。
概率法公式为：qg=0.2·U·Ng （L/S）
U0的确定：
查规范3.6.4表1，普通住宅Ⅱ型U0取2.5~3.5之间。本设计取为2.5。
注：为了计算快速、方便，在U0后值确定后，即可根据计算管段的Ng值从附录的计算表中直接查得给水设计秒流量，若为中间值，用内插法；本设计采用该法；
本设计中由各个U0值，查《建筑给排水设计规范》GB50015-2003附录D，得各个当量总数的设计秒流量值，其计算各区的数值见各区给水管网水力计算表。
2．商场营业厅生活给水设计秒流量采用平方根法计算。
其公式为：qg = 0.2·α· ，
式中，qg ——计算管段中的设计秒流量（L/s）；
Ng——计算管段上的卫生器具当量总数；
α——根据建筑物的用途而定的系数，按《建筑给排水设计规范》GB50015-2003表3.6.5选用，其中办公楼及商场取α=1.5。
第三节 给水管网水力计算
一、低区管网水力计算
1．设计秒流量计算
（1）低区给水管道计算草图见图1，该供水系统的最不利点为0点，计算节点编号详见图2-1。图2-1
① 由各管段设计秒流量qg，控制流速在允许流速范围内，查给水管水力计算表，可得计算管段管径D和单位长度沿程水头损失。
② 由hy=iL计算管道的沿程水头损失和总沿程水头损失∑h。
③ 各项计算结果填入表2-3中。

表2-3 低区水力计算表
管段编号
管段长度
m
卫生器具数量/当量
当量总数∑Ng
设计秒流量qg
（L/s）
管径mm
流速m/s
坡降1000i
水头损失（m）
洗手盆
洗涤盆
大便器
小便器
洗衣机
坐便器
淋浴器
浴盆
0.75
0.75
0.5
0.5
1.0
0.5
0.75
1.2
0-1
6.76
1

1
1

2.0
0.29
20
0.77
40
0.27
1-2
2.03
2

2
1
1
4.45
0.43
25
0.66
22
0.045
2-3
3.77
2
2

2
1
1
5.95
0.5
25
0.76
27.9
0.11
3-4
1.02
2
2

1
2
1
1
6.95
0.54
25
0.82
32.2
0.033
4-5
2.90
4
4

2
4
2
2
13.9
0.79
25
1.15
59
0.171
5-6
4.20
8
8

4
8
4
4
27.8
1.06
32
1.14
38
0.16
6-7
7.50
2
2
4
2

6.00
1.79
40
1.08
30
0.225
7-
管网
26.03
4
4
6
2

10.00
2.01
40
1.20
36.1
0.937
∑hi

1.951

由于四层、五层是住宅，一、二、三层为商铺和办公区。设计秒流量按照分开来算。但经分析，住宅区和商业区的用水特点都是比较分散的，且用水高峰期基本吻合，所以设计秒流量为二者之和。
低区的总沿程水头损失为：∑h = 1.3∑hi = 1.3×1.951 = 2.54mH2O
低区压力校核：所需压力
H = Z1＋Z2＋Z3+ Z4 + Z5+∑h =3.6＋3.9＋4.2+2.9+2.9+2.54 = 20.04m
而市政管网常年可用水头为28 m，满足用水水压要求。
二、高区给水管网水力计算
由于系统采用水池—水泵联合供水,供水方式为下行上给式。故最不利点为0点，最不利计算管段给水管道计算草图见图2-2，计算管段编号见图2-2。高区各各立管计算草图见图3,计算管段的节点编号见图3。

查规范3.6.4表1，普通住宅Ⅱ型U0取2.5~3.5之间。本设计取为2.5。
再查表得出设计秒流量,由设计秒流量控制流速在允许范围内，查硬聚氯乙烯塑料给水管水力计算表，可得计算管段管径D和单位长度沿程水头损失及其流速。由hy=iL计算管道的沿程水头损失和总沿程水头损失∑h。水力计算各项计算结果，高区的立管计算列入表2-3。
表2-4 高区给水立管JL-1水力计算表
U0 =2.5
管段编号
管段长度
m
卫生器具数量/当量
当量总数∑Ng
设计秒流量qg
（L/s）
管径mm
流速m/s
坡降1000i
水头损失（m）
淋浴器
脸盆
坐便器
洗涤盆
浴盆
洗衣机
0.75
0.75
0.5
0.75
1.2
1.0
0-1
6.76
1
1

2.00
0.29
20
0.77
40
0.27
1-2
2.03
1
2
2

1

4.45
0.43
25
0.66
22
0.045
2-3
3.77
1
2
2
2
1

5.95
0.5
25
0.76
27.9
0.11
3-4
1.02
1
2
2
2
1
1
6.95
0.54
25
0.82
32.2
0.033
4-5
2.90
2
4
4
4
2
2
13.9
0.79
25
1.20
63
0.183
5-6
2.90
4
8
8
8
4
4
27.8
1.13
32
1.10
42
0.12
6-7
2.90
6
12
12
12
6
6
41.7
1.41
40
0.85
19.6
0.057
7-8
2.90
8
16
16
16
8
8
55.6
1.64
40
1.00
26
0.075
8-9
2.90
10
20
20
20
10
10
69.5
1.86
40
1.10
31
0.09
9-10
2.90
12
24
24
24
12
12
83.4
2.07
50
0.77
20
0.058
10-11
2.90
14
28
28
28
14
14
97.3
2.25
50
0.85
31.8
0.092
11-12
2.90
16
32
32
32
16
16
111.2
2.42
50
0.93
20.5
0.06
12-13
2.90
18
36
36
36
18
18
125.1
2.60
50
1.10
22.2
0.064
13-14
23.30
20
40
40
40
20
20
139
2.76
50
1.10
22.3
0.52
14-15
1.0
40
80
80
80
40
40
278
4.14
70
1.07
17.5
0.018
∑hi

1.795

高区最不利管段的沿程水头损失为：

三、水表选择及计算
1．住宅水表选择与计算
因住宅建筑用水量较小，总水表及分户水表均选用LXS湿式水表，分户水表安装在：低区时在3-4管段及支管-6管段上；高区安装在3-4管段上。
（1）低区时3-4管段水表1 设计秒流量qg=0.54L/s=1.944m3/h
选用旋翼式LXS-20C水表，公称直径20mm，最大流量5 m3/h，公称流量2.5 m3/h。
Kb = ==0.25
HB ===15.12KPa=1.51mH2O
水表水头损失HB=15.12 KPa＜24 .5KPa，满足要求。
2.低区支管-6管段水表2 设计秒流量qg=0.51L/s=1.836m3/h
选用旋翼式LXS-20C水表，公称直径20mm，最大流量5 m3/h，公称流量2.5 m3/h。
Kb = ==0.25
HB ===13.48KPa=1.35mH2O
水表水头损失HB=13.48 KPa＜24 .5KPa，满足要求。
3.高区水表水力计算：
由上面计算知，下层底流量为4.567 m3/h，按Qg<Qmax选定水表。查表得，DN32的旋翼湿式水表其最大流量为12m3/h，公称流量为6.0m3/h，则水表的水头损失：
Kb = ==1.44
HB ===14.5KPa=1.45mH2O
水表水头损失HB=14.5 KPa＜24 .5KPa，满足要求。
满足要求，故下层底水表的口径确定为DN32。
四、引入管及水表的选择
本设计从市政给水管网至储水池由一根DN100的镀锌钢管引入，高区和总引入管水表选用LXL—80N型水平螺翼式水表，低区选用LXS-32C旋翼湿式水表。
五、贮水池容积计算：
（一）贮水池的设置
以下情况之一者，应设置贮水池，水泵从贮水池中抽水：
1.当水源不可靠，水量或水压不能满足室内用水要求，又不允许间断供水时
2.水源不能满足最大小时供水量，设置其他设备不可能或不经济时
3.水源为定时供水制度
4.根据消防规范规定设置消防水池的情况市政管理部门不允许水泵直接从城
市给水管网抽水时
根据本建筑物提供的资料，市政部门不允许直接从城市给水管网抽水。故采用贮水池。
（二） 贮水池的设计要求
贮水池一般设置建筑物内，可以设置在地下室，也可以设置在比较高的位置。
贮水池应注意防止在水池中发生水质污染现象，保证供水安全，便于维护管理。
贮水池的设计要求：
1． 应远离化粪池，厕所，厨房等构筑物或场所，与化粪池的净距离 不应小于10米。
2． 在建筑物内时，不应利用建筑物的本底结构作为生活水池的池壁与池底
3． 水池的进水管和出水管应布置在相对位置，以保证池水能循环，避免水流短路而导致的水质恶化
4． 贮水池易分成两格，能独立工作，分别泄空，以便于水池的清洗和事故时检修
5． 溢流管的管径应比进水管大一级，溢水喇叭口的上缘应高出最高水位的30-50mm，溢流管上不得安装阀们。
6． 泄水管管径按2H内池内存水全部泄空计算
7． 溢流管，泄水管不得与污水管直接连接
8． 贮水池易设吸水坑，池底应有不小于0.005的坡度坡向吸水坑。
9． 当水池贮有消防水量时，必须采取有效措施，保证消防用水平时不被动用
10．贮水池在室内时，池顶板距建筑顶板距离应满足检修人员出入孔的要求，不宜小于1.5米。
本次设计共设有两个贮水池，一个供日常生活用水，一个供消防用水。
贮水池有效容积，生活调节水量按建筑日用水量的20﹪计。
建筑高区日用水量为40.25m3/d，故贮水池容积
V=21﹪×Qd=0.20×40.25=8.05m3
选用贮水池有效容积为10m3,取用尺寸为2×2×2.5＝10 m3，其有效水深为2m，池顶超高为0.5 m，池内低标高为－7.7m，最低水位标高－6.5m，水泵吸水管中心标高-7.1m。
六、 生活泵的选择
生活水泵的出水流量按最大时流量选，即：
=（）；
水池最低水位至最高水位的高度为：
=44.6-（-6.5）=51.1( m )
本建筑为高区由变速调节水泵供水，低区为市政管网直接供水。生活水泵出水量按最大时用水量选用Qb=4.193m3/h，水池最低水位至最不利点位置高度为：
H=H1+H2+H3+H4+H5
H——给水系统所需要的水压，mH2O;
H1——最不利点至管网起点的高程差，取51.10m;
H2——计算管路的沿程水头损失和局部水头损失之和，取2.33 mH2O：
H3——水表的水头损失；取1.45 mH2O;
H4——管网最不利点所需的流出水头，取2mH2O;
H5——富裕水头，取2 mH2O;
H=51.10+2.33+1.45+2.0+2.0=58.88 mH2O
所以所选高区供水泵的扬程应≧58.88 mH2O
选用50-250B单级单吸立式离心泵2台，1备一用，转速n=2900r/min,流量Q=6.5, 扬程61.50-60.00m,电机型号KQL220-2，水泵基础尺寸为400mm×400mm。
注：根据《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003）3.6.11规定：
生活给水管道的配水管的局部水头损失，可按管件的连接状况，按管网的沿程水头损失的百分数取值：管件内径略小于管道内径，采用三通分水时，取沿程水头损失的70~80%；

第三章 室内消防系统设计与计算
第一节 室内消防系统的确定

一、 设计说明
本建筑属于二类高层建筑，设计内容包括消火栓和自动喷水灭火系统。
（一） 设计依据
① 《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045—95）
② 《自动喷淋灭火系统设计防火规范》（GB 50084—2001）
③ 《汽车库设计设计防火规范》（GB 67—84）
（二） 设计参数
⒈ 消防用水量标准
① 室外消火栓用水量20L/s。
② 室内消火栓用水量不少于20L/s。
③ 自动喷水灭火用水量20L/s。
⒉ 防水池储水量
① 按2h延续时间的室内外消火栓用水量和1h自动喷水灭火用水量之和计
算。
②室内高位水箱消防储水量按6m3设计。
（三） 消防系统设计
⒈ 室外消火栓给水系统
室外消火栓系统为低压制，消防用水由街道上的消火栓提供。消防水池与生
活水池分开（详见室内给水系统），设在负一层。
⒉ 室内消火栓系统
室内消火栓系统的组成有：水枪，水带，消火栓，消防管道，消防水池，高
位水箱，增压设备，水泵结合器等。
室外消火栓系统为临时高压制。系统由蓄水池-消防水泵-屋顶水箱联合供水。竖向不分区。其管网设置3组水泵结合器。高区设高位水箱1个，贮存不少于6m3的消防用水量。系统分别设消火栓泵3台（其中1台备用）。消防水泵可由消火栓处启泵按钮直接启动同时向消防中心报警，水泵现场及消防中心均可控制起泵。消火栓处设有消防卷盘。主泵停止工作时，备用泵自动投入工作。
消火栓布置范围包括全部各楼层、消防电梯前室和屋顶检验用。消火栓间距不超过30m。
消火栓供水流量，该栋建筑发生火灾时能保证同时供应8股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，同层都有每股流量不少于5L/s充实水柱不少于10m的两股水柱同时到达。
火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供应。火灾10min后消防用水量由地下室消防泵供应。
消火栓箱内均设有远距离启动消火栓的按钮，以便在使用消火栓灭火的同时启动消防泵。
消火栓系统局部增压。与屋顶水箱间设气压给水罐1台和增压泵2台（1台备用），气压给水罐的调节容积为0.45m3,增压泵按两股消火栓水枪出水量考虑，罐内压力变压通过压力继电器自动控制水泵的停启。消火栓启动以后，增压泵自动停止工作。
⒊ 自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统是一种固定形式的在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发生火警信号的消防灭火装置。一般在高层建筑，比较重要的建筑物中，或者在建筑物的某些部位设置自动喷水灭火系统，而其他部位采用消火栓系统。
自动喷水灭火系统一般由喷头，报警设备，管网，加压贮水设备以及水源等部分组成。根据系统中所使用的喷头的常开、常闭形式不同，可分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统。
选择自动喷水灭火系统的类型，应根据可燃物的类型，燃烧速度，气候条件，空间环境以及被护对象的保护目的等因素综合考虑。
自动喷水灭火系统一般设计成独立系统。自动喷水管网系统包括引入管，供水干管，配水立管，配水干管，配水管，配水支管，以及报警阀，阀们，水泵结合器等。
在本次设计中：
自动喷水灭火系统采用湿式灭火系统。系统设湿式报警阀，报警阀后管网为支状网，每层每个防火分区均设有水流指示器。管网接水泵结合器2组。设自动喷水加压泵2台，一备一用；气压罐1个；增压泵2台，一备一用；系统由贮水池-自动喷洒泵-屋顶水箱联合供水。
自动喷洒喷头均采用闭式玻璃球喷头，采用68℃级喷头；地下车库采用直立型喷头，其余均采用吊式喷头。喷头的布置范围包括库房、宴会厅、写字间、公共部分的走廊。每个喷头的保护面积不超过12.5㎡。
各层均设末端试压装置，废水排入污水管道。
火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供应，火灾10min后消防用水由湿式报警阀延时器后的压力开关启动消防水泵供应。
自动喷水灭火系统的配水管道管径应经过水力计算确定，但配水支管以及短立管，末端试装置的连接管的管径一般不宜小于25mm。
自动喷水灭火系统的管道一般采用镀锌管，水平管道应设有坡度，以便泄空。
4. 消防排水
于消防电梯下设集水坑，消防废水经污水提升泵提升后排入室外雨水管网。水泵由集水坑处浮球阀开关自动控制停启，也可手动停启。
5. 消防灭火器的配置
根据建筑内部各部位的使用功能，相应配置手提式干粉灭火器，以配合消防给水灭火系统。
（四） 消防管道安装与布置
① 消火栓给水管道的安装与生活给水管道基本相同。
② 管材采用热浸镀锌钢管，沟槽式机械接头。
③ 消火栓立管直径为100㎜，消火栓口径为65㎜；水枪喷口直径为19㎜；水龙带为麻织，直径65㎜，长25m，水枪充实水柱为12m。
④ 为了使每层消火栓出水流量接近设计值，在栓口静压超过0.5MPa的消火栓前设置减压孔板。
④ 消火栓口离地面高度为1.1m。
⒉ 自动喷水灭火系统
① 管道均采用内外壁热浸镀锌钢管。采用沟槽式连接（卡箍）或丝扣连接。
② 设置吊架和支架位置以不妨喷头喷水的原则，吊架距喷头距离应大于0.3m，距末端喷头的距离小于0.7m。
③ 报警阀应设在距地面1m左右。
④ 供水干管在便于维修的地方设分隔阀门，阀门经常处于开启状态。
⑤ 装置喷头的场所，注意防止腐蚀气体的侵蚀，不受外力的撞击，要定期清除喷头上的尘土。

第二节 室内消火栓给水系统设计计算
一、消火栓系统设计
按规范要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水栓同时到达。
1． 消火栓布置计算
（1）消火栓的保护半径计算：
Rf=Ld+Ls
其中：水龙带敷设长度Ld=0.8L=0.8×25=20m ，
水带有效长度Ld=（0.8～0.9）L，取折减系数为0.8。
水带长度L为25 m。
水枪充实水柱在水平面上的投影长度：Ls=0.71×12=8.52m
则，Rf=Ld+Ls=20＋8.52=28.52m
（2）消火栓间距计算
由各层给排水平面图上可知：
1～15层住宅消火栓最大保护宽度b1=6.7
地下车库消火栓最大保护宽度b2=15m；
则各个消火栓布置间距分别为：
S1===27.72m
S2===24.25m
故地下车库的消火栓间距为25 m，共布置9个，由于首层商铺和二层储藏间为单铺单储藏间，所以每个商铺布置一个消火栓，与二层共用。地下室和3~15层间距均为27 m，每层布置4个，放电梯前室。
二、系统设计计算
1．水压计算
①水枪造成的12 m充实水柱的所需的水压
Hq===16.9mH2O
其中αf、φ均为实验系数，分别查自《新编建筑给排水工程》表5-8、表5-9得。
②水龙带的水头损失，采用下式计算：

=0.0043×20×5.22=2.33mH2O
其中，Ad—水带阻力系数，查表5-12得。
③水枪喷嘴的出流量
qxh=
=5.2L/S＞5.0L/S
故水枪喷嘴出流量为5.2L/S。
式中B为水枪喷嘴出流特性系数，查表5-10。
④消火栓栓口压力按下式计算：
Hxh1=Hq＋hd＋Hk
=16.9＋2.33＋2=21.33 mH2O
式中，Hk—式中，，消火栓栓口水头损失，一般取2 mH2O
2． 最不利消火栓栓口所需水压及最不利竖管上消火栓流量的计算
计算草图如图3-1，最不利消火栓水枪的出流量。
图3-1
由十四层2号消火栓的压力Hxh2应等于Hxh1＋（层高2.9m）+（十四~十五层的消火栓竖管的水头损失）。
Hxh2=Hxh1＋∑h＋Z=21.23＋1.1hf＋2.9=24.26mH2O
其中，当DN100钢管。q=5.2L/s时，查表水力坡降i=0.00800，则十四层消火栓的消防出水量为：
Hxh2=qxh22/B＋AdLqxh2+2.0
qxh2=6.14L/S
2点和3点之间的流量：q= q1 + q2=5.2+6.14=11.34L/s
DN100的钢管，水力坡降i=0.0344，管道长43.30m.
其余计算见表3-1
3． 消火栓系统的水力计算
（1）管径的确定及水头损失的计算（见表3-1）
根据规范查取该建筑物室内消火栓用水量为20L/s，最不利，次不利管段各分配10L/s。进行消火栓给水系统水力计算时，按图2-1以枝状管路计算，配管水力计算成果见表2-1，采用镀锌钢管。

表3-1 消火栓最不利管段水力计算表
序号
计算管段
流量L/s
管径mm
流速m/s
1000i
mH2O
管长m
hf
mH2O
栓口水压mH2O
减压后栓口压力mH2O
1
1-2
5.2
100
0.6
8.04
2.9
0.026
21.33
25.00
2
2-3
11.34
100
1.30
34.40
43.30
1.45
66.13
3
3-4
11.34
100
1.30
34.40
6.2
0.214
66.35
4
4-5
22.70
100
2.58
135.2
10.7
1.45
71.30
5
接户管
22.70
100
2.58
135.2
3.5
0.473
72.773
∑hf

3.613

（2）消火栓系统所需水压的计算：
H=Hz＋Hxh1＋∑h
其中，∑h=1.1∑hf=1.1×3.613=3.974mH2O
Hz=43.60－（－6.2）=49.80mH2O
∴ H=49.80＋21.33＋3.974=75.10 mH2O
根据消火栓用水量22.7L/s和所需水压75.10 mH2O，查水泵样本，选定水泵型号为IS-100-65-250，两套，一用一备，（H=87.00-80.00mH2O，Q=16.7～27.8L/s，电机功率为37KW，转速n=2900）。
（3）减压计算
表3-2 消火栓减压计算表
层数
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
压力mH2O
21.33
24.26
27.19
30.12
33.05
35.98
38.91
41.84
44.77
47.70
过剩压力mH2O
0
0
2.19
5.12
8.05
10.98
13.91
16.84
19.77
22.70

层数
5
4
3
2
1
地下室
地下车库
压力mH2O
50.63
53.56
57.81
61.45
65.40
68.15
70.85
过剩压力mH2O
25.63
28.56
32.81
36.45
40.40
43.15
45.85

地下室、地下车库至地上13层消火栓采用减压稳压消火栓，减压后栓口压力为25mH2O。
三、屋顶水箱的计算
1．水箱高度计算
水箱最低水位标高48.55m,最不利消火栓几何高度为44.7m.，水箱出水管至最不利消火栓栓口的总水头损失为1.00m估计，再考虑水箱底比出水管管口低0.05m，则水箱满足最不利点最不利消火栓用水要求的最低水位为：
44.70＋1.00＋5.00=50.70m
水箱安装 高度不能满足消火栓系统的水压，考虑设置气压罐增压.
2． 水箱容积计算
水箱容积按10min消防用水量计算：
经计算，消火栓系统的设计用水量按22.7L/s计算，自动喷水灭火系统设计用水量按27.93L/s计算。则，
水箱容积V = （22.7＋27.93）×60×10/1000 = 30.378 m3﹥18 m3
故水箱容积采用18 m3。
四、水泵接合器的选定
根据消火栓系统流量为22.7 L/S，每个水泵接合器的流量为10～15L/S，所以选用2个DN150的SQS150-A型地上式水泵接合器。

第三节 室内自动喷水灭火系统计算
该工程所在地有冬季供暖设施，室内的温度满足4-70℃，因而采用湿式自动喷水灭火系统，系统中的报警阀设在地下室,因喷头总数较多，根据要求设两套湿式报警装置，设在地下一层。自动喷水灭火系统共一个区，因为只有在一层二层三层全部布置喷头，喷头总数量不超过800个，所以不用分区。
一、设计参数的确定
地下车库按中危险级Ⅱ级,喷头强度为8L/（min﹒m2）,一、二层商场营业厅及三层办公室为中危险级Ⅰ级，作用面积均为160m2,喷头强度为6L/（min﹒m2）。
喷头间间距及相邻配水支管的间距按规范规定为：
喷水强度8L/（min﹒m2）
正方形布置的边长（m）
长方形布置的边长（m）
一只喷头的最大保护面积㎡
喷头与墙的最大距离（m）
6
3.6
4.0
12.5
1.8
8
3.4
3.6
11.5
1.7
喷头布置按以上规定,在各个平面图上布置喷头,每层的喷洒见各层的自动喷水灭火系统的平面图。
1．设计流量的确定:
因采用作用面积法，而最不利作用面积处不满足使用作用面积法,故设计流量选取地下车库的末端为最不利作用面积来计算。
（1） 作用面积内喷头的数量：
作用面积的长边为：L=1.2=1.2×=15.18≈16m
短边为：F/L=160/16=10m,实际作用面积160m2
由地下车库自动喷洒平面图查出，作用面积内布置21个喷头。
（2） 每个喷头的计算流量：
根据公式 q=K，K=0.133，P=100KPa
故 Q=0.133=1.33L/s =80L/min
（3） 作用面积内的设计流量：
Q = 21×1.33 =27.93L/s
作用面积内的理论流量：
QL = = 21.33 L/s
设计流量为理论流量的27.93/21.33=1.30倍,满足自洒系统中设计流量按理论流量的1.15～1.30倍的要求。
（4） 作用面积内平均喷水强度：
qp = =10.5 L/min﹒m2＞8.00 L/min﹒m2
均满足规范中规定的中危险级、Ⅱ级的喷水强度。
二、 自洒系统管道水力计算

图3－8
自动喷水灭火系统管道水力计算表
管段编号
流量L/s
管长m
管径mm
流速m/s
坡度MPa/m
管件当量m
计算管长m
水头损失MPa
1-2
1.33
0.28
25
2.50
0.