超高层设计.doc

建筑给排水工程毕业设计-江苏建委综合楼 中文摘要本文主要为超高层办公楼给水排水设施和消防系统的设计。其中，给水系统为分区供水，高区采用水箱供水，为上行下给式，中区采用水泵直接加压供水，低区由市政管网直接供水；建筑内部生活污水采用合流制排出；室内消防设计按一类高层建筑设计，自喷采用面积作用法计算，按中危险级设计；屋面雨水采用外排水方式。关键词办公楼给排水 消防系统设计毕业设计ABSTRACTThis article mainly shows design water supply and drainage design in a official occupancy building. In this water supply system supplies water to high region and low part ,the high level tank supply system of high region ,submit to higher author it all the high region , municipal water distribution system direct supply low part ;live drainage discharge adopt flow together in a building ;according to the high-rise type designing the interior fire prevention system; automatic water sprinkler system calculate of area, adopt medium perilous ;The rainfall pipes are provided to allow rain water to run away from the house.KEY WORDS:A official building water supply and drainage firefight system desi共 页 第 页 第一章 设计说明书第一节给排水系统总体规划设计及方案比较1给水系统该建筑给水水源来自城市自来水，建筑外有市政给水干管。从该给水干管上引两条引入管，一条引向住宅地下层贮水池；另一条引向低区，引入管上均设置水表。2消防系统 消防贮水池设置在地下设备层，供给消火栓和自动喷水灭火系统的用水。由高层民用建筑设计防火规范规定，应确保消防用水量的技术措施，如在设计中采用屋顶消防水箱和楼中间消防水箱供给消防时前10分钟的用水量，10分钟后由消防水泵启动供水。3排水系统 （1）市政排水管网为雨水和污水分流制，所以建筑也采用分流制，雨水由雨水口收集后，有组织地排向城市雨水管网。 （2）办公楼的污水立管不能直接通向底层，所以立管均在设备层和一层地下内汇集到几根立管内再通向一层地下排出室外。污水排出室外后，直接排入市政污水管。4热水系统 该建筑内设置集中供热设施，七层以上设有开水房为办公人员提供饮用水，在五层与二十二层设有淋浴间。5.设计方案比较5.1给水系统方案比较及确定5.1.1不同方案的列举方案一：由于城市的市政管网压力在该处的压力为28米水柱，地下二层至四层的给水系统可以由市政管网直接供水，作为给水系统的低区。五层至二十二层通过二十二层设备层的水箱，采用上行下引的方式供水，作为给水系统的中区,但由于在此高度下，第四层的静水压力超出了0.45Mpa，所以在第六层的楼顶设置减压阀，以减小下面几层的用水水压，作为给水系统的中区。二十三层至三十二层通过三十三层的设备层水箱，采用上行下给的方式供水，作为给水系统的高区。其给水的系统图见图1.1.1。方案二：地下二层四层由城市市政管网直接供水，五层十六层由变频泵供水，并采用上行下给的供水方式。在第八层设置减压阀，用来减小下面几层的用水压力，达到用水舒适的目的。十七层三十二层由水箱供水，二十八层设置减压阀。其给水的系统图见图1.1.2。图1.1.11.1.2。方案三：地下二层四层由城市市政管网直接供水，作为系统的低区。五层十一层由变频泵供水，十二层十八层由变频泵供水，这两个区作为系统的中区，分为A，B两个小区。十九层二十五层由二十六层的水箱供水，采用上行下给式。二十六层三十二层由三十三层的水箱供水，采用上行下给式。该系统的给水系统见图1.1.3A，B，C。图1.1.3A图1.1.3B图1.1.3C5.1.2方案的比较根据以上列举的各个方案进行技术上和经济上的比较，选出一个相对比较优化的方案作为该综合楼给水系统的设计方案。6.方案确定综合上述三种方案在技术上和经济上的优点和缺点及本地区的实际情况，现确定方案三为该综合楼的给水系统的设计方案。表2.1.1 给水系统方案比较 比较方案优点缺点方案一1 一四层由市政管网直接供水，节能；2 建设费用和维修费用较小。四至二十一层和二十二层至三十二层由泵一次提升，减压阀减压供水，比较浪费电能，但水质不好。方案二1 采用水箱供水和水泵供水；2 设备与管材较少，布置集中，不占用水箱间的面积；3 投资建设费用小。1 通过变频泵提升的水经减压阀减压，浪费能源；2 泵的启动比较频繁。方案三1 高中区均采用水箱供水，水压稳定；2 在短时间断电的情况下，不会发生缺水现象。由于是超高层应保证水量。3 供水可靠性强、安全；1 全楼的供水均经过泵的提升，浪费能源。2 在设备层内设置水箱，对该层的结构提出了一定的要求。第二节消火栓系统方案比较及确定该综合楼的总高度为128m，其中三十三层楼顶的高度为123m。按照规范的要求，消防系统中的最大静水压力为0.8MPa。因此，该楼的消火栓给水系统要分区。连接系统中立管的横管可分别在地下一层，二十二层和三十三层的楼内。屋顶和二十二层设备层内设置一个消防水箱，储存前十分钟的用水量。该消防的系统图见图1.3.1。 图1.3.11 系统分为两个区，有高区和低区。高区和低区都采用水箱，上行下给式。如图1.3.1，高区和低区大致相同。高区：19层33层；低区：地下二层18层。由于离水箱近的消火栓压力不够，所以在水箱出水管上设置水泵和气压罐，保证出水压力。供水方法：地下二层设有消防泵组，供给二十二层的消防水箱。在二十二层设置另一组消防泵，从二十二层水箱取水，供给三十三层的消防水箱。这样串联供水方式，比较节能，由于消防泵只在产生火灾时启用，所以一般生活时间不会产生噪音。消火栓内应设置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火栓。2 自喷系统方案比较及确定在自喷系统中，一个报警阀控制的最高和最低的喷头的静水压力为0.5Ma。而且，一个湿式报警阀控制的喷头数为800个，干式为500个。按照上述的要求，可以将其分成若干个区分别进行控制，而且要满足以上要求。屋顶的消防水箱同时满足消火栓和自喷前十分钟的用水量。十分钟后，其用水量由系统的消防泵供给。所以共分7个区，每个分区一个报警阀，低层六个区和高层一个区分别设置一个消防喷淋泵，保证高区喷淋出水安全。底区消防喷淋泵设置在地下二层消防泵房内，高区消防喷淋泵设置在二十二层设备层上。 第三节 排水系统方案比较及确定一层的污水先收集到集水坑中，然后用污水泵将其抽至室外排水管网中。每一层的公共卫生间的排水采用两根立管排放，为增加排水的安全性，群楼和高层的排水单独排放。为使排水顺畅，设置通气立管。各层的排水先汇合到地下一层的排水横管中，最后单独排放至室外的排水管网中。第四节各系统具体说明4.1给水系统说明 该建筑主体33层，建筑高度129.8m，属一类建筑。由于建筑设计中，已有设置高位水箱的设备层，所以由水箱供水和水泵直接供水都予以考虑。其生活给水系统应分区，因为当建筑物高度很高时，如果给水系统只采用一个区供水，则下层的给水压力过大，会带来许多不利之处：1）龙头开启，水成射流喷溅，影响使用；2）必须采用耐高压管材、零件及配水器材，否则容易破裂；3）由于压力过高，龙头、阀门、浮球阀等器材磨损迅速，寿命缩短，漏水增加，检修频繁，增大工作量；4）下层龙头的流出水头过大，如果不采取减压措施，其流出量比设计流量大得多，使管道内流速增加，以至产生流水噪音，并使顶层龙头产生负压抽吸现象，形成回流污染；5）由于压力过大，容易产生水锤及水锤噪音；6）维修管理费用和水泵运转电费增高。综合以上因素，结合本建筑的实际情况，采取竖向分区，采用方案三。具体形式如下：D、E区采用水泵-水箱联合供水方式，通过减压阀垂直串联分区供水；B、C区采用变频水泵（气压罐辅助）供水；地下区A采用市政管网直接供水。高区E区，三十三层设备间设置水箱，二十六层至三十二层高差25.6米，区域最高压力点处的压力0.32MPa,静水压力小于35米。高区D区，二十六层备用间内设置水箱，二十五层至十九层高差25.2米，区域最高压力点处的压力0.32MPa,静水压力小于35米。中区C区，十二层至十八层高差25.2米，区域最高压力点处的压力0.35MPa。中区B区，五层至十一层高差25.6米，区域最高压力点处的压力0.40MPa。低区，地下负二层至地上四层，市政管网供水28m，采用市政管网直接供水。分区特点：1）水质保证：城市管网供水水质符合饮用水标准，由屋顶和设备层的水箱供水，设计水在水箱内停留时间不超过24小时，故可以满足水质要求；采用水泵输送，也可以满足要求。2）水压保证：水泵水箱联合供水可以保证水压及用户用水的舒适度，由于高差不大，所以水泵直接供水也可保证水压。3）可靠性：楼内的给水系统相互独立，如果某一个分区出现故障不会影响其他分区的用水，可靠性较高。4）技术经济：运行维护方便，节省运营费用及电费。4.2消防给水系统说明根据高层民用建筑设计防火规范规定：消火栓处的静水压不应大于80米水柱，如超过80米水柱时，应采取分区给水或在消火栓处设减压设施。本建筑消火栓处的静水压力超过80米，为安全起见采取分区给水形式，具体如下：高区：19层至33层，由地下消防贮水池消防水泵消防水箱联合供水，消防水泵启动前由屋顶水箱供水低区：地下二层到18层，由二十二层的设备层内的水箱供水，但由于高差较大，所以在十层以下采用减压后供给。供水方式是上行下给，消防水泵串联供水，如图4.2.1。 自动喷淋分区根据喷头数量。设置地下二层为一区，由于地下为人防和车库，是火灾的重要发生地点，所以地下二层为一区。地下一层与二层为一区；三层至五层为一区；六层至十二层为一区；十三区至十八层为一区；十九层至二十四层为一区;以上六区用一个消防自喷泵，设置在地下二层的消防泵房。二十四层至三十三层为一区，这个区用一个自喷泵，辅泵设置在二十二层一个，主泵设置在地下二层。由于二十四层以上比较高，一般室内外消防设施要求很高，在外界灭火困难时，楼内自救很重要，所以为了保证自喷水量和水压的充足，我单独设高区一个自喷系统。和消火栓系统一样水泵串联供水。4.3排水系统说明 4.3.1污水系统由于该建筑地处江苏省，污水管网较为完善，故污水可方便的排入市政污水干管。办公楼内的卫生间原则上是分别设置一根排水立管，但是在20-21层个别办公室内的套间里的卫生间，可以只由横贯管引到公共卫生间的立管排除即可，具体见办公楼卫生间给排水详图。楼内的排水立管向上伸出屋面作伸顶通气，由于屋顶上要上人，故伸顶通气管比屋面高2米。住宅的污水立管不能直接通向底层，所以立管均在一层地下由横干管汇集到几根立管内再通向地下一层排出室外，高区的排水立管需要设置专用伸顶通气。地下室内的污水汇集至集水坑内（其中消防电梯下和水泵间的集水坑设计流量较大），然后由潜污泵提升后排入排水干管内，再汇入城市污水管网内图4.2.14.3.2雨水系统屋面雨水排水系统采用重力流普通外排水。楼屋面的雨水通过雨水斗收集后由雨水立管在地下一层吊顶内汇集到几根排出管内从一层排至室外散水。顶层屋顶和裙楼屋顶的雨水分别设置几个雨水斗及雨水立管排除。图4.3.14.4 热水系统说明 该建筑没有设置集中供热设施，故住宅用热水由住户设热水器或壁挂锅炉自行解决。设计中预留出热水器位置，以及热水管道，详见卫生间及开水间详图。第二章 设计计算书第一节给水系统计算书2.1给水系统设计计算2.1.1总用水量的计算依建筑物的性质和室内卫生设备的完善程度，确定办公楼类型为I类，每6平方米按1人计。因办公楼内的户型较小，用水定额取50 L/人d，时变化系数=1.2。用水时间： T8h。由于1层-4层没有固定的办公室，所以采用办公室占总面积的60%，总人数=452+545+623+566+410.4+184+140+184人。按照建筑给水排水设计规范 （GB 50015-2003）进行计算各用水部位统计结果如下用水部位用水标准单位数量用水时间变化系数最大日最大时平均时办公楼50.00L/人班31048.01.20155.2023.2819.40总计如下未预见水量百分比：20最大日用水量：186.24 （立方米）最大时用水量：27.94（立方米）平均时用水量：23.28（立方米）2.1.2各分区最高日最大时用水量计算最高日用水量高区A （3226层）：各用水部位统计结果如下用水部位用水标准单位数量用水时间变化系数最大日最大时平均时办公楼50.00L/人班4528.01.2022.603.392.83总计如下未预见水量百分比：20最大日用水量：27.12 （立方米）最大时用水量：4.07（立方米）平均时用水量：3.39（立方米）高区B（2519层）各用水部位统计结果如下用水部位用水标准单位数量用水时间变化系数最大日最大时平均时办公楼50.00L/人班5458.01.2027.254.093.41总计如下未预见水量百分比：20最大日用水量：32.70 （立方米）最大时用水量：4.90（立方米）平均时用水量：4.09（立方米）中区B（1218层）各用水部位统计结果如下用水部位用水标准单位数量用水时间变化系数最大日最大时平均时办公楼50.00L/人班6238.01.2031.154.673.89总计如下未预见水量百分比：20最大日用水量：37.38 （立方米）最大时用水量：5.61（立方米）平均时用水量：4.67（立方米）中区A（115层）各用水部位统计结果如下用水部位用水标准单位数量用水时间变化系数最大日最大时平均时办公楼50.00L/人班5668.01.2028.304.253.54总计如下未预见水量百分比：20最大日用水量：33.96 （立方米）最大时用水量：5.09（立方米）平均时用水量：4.25（立方米）低区（14层）各用水部位统计结果如下用水部位用水标准单位数量用水时间变化系数最大日最大时平均时办公楼50.00L/人班9188.01.2045.906.885.74总计如下未预见水量百分比：20最大日用水量：55.08 （立方米）最大时用水量：8.26（立方米）平均时用水量：6.88（立方米）2.1.3各分区给水管网水力计算1、低区水力计算： 地区（地下2层-4层） 由于地下2层没有卫生间，无用水。由技术措施查得，设计秒流量公式为 式中：计算管段的给水设计秒流量，Ls； 根据建筑用途而定的系数，查得商场系数为 1.5； 计算管段的卫生器具给水当量总数。低区计算草图如下：一层;采用当量法计算计算原理参照建筑给水排水设计规范GB50015-2003，采用公共建筑采用当量法 基本计算公式 Q = 0.2 SQRT(Ng) 式中：Q-计算管段的给水设计秒流量（L/s） Ng-计算管段的卫生器具给水当量总数 -根据建筑物用途而定的系数：1.5 建筑类型：办公楼、商场计算结果：管段名称管道流量L/s管长m累计当量公称直径水力坡降mH2O/m流速m/s沿程损失mH2O管材1-20.100.800.50200.0300.540.02PP-R2-30.200.461.00250.0350.680.04PP-R3-40.201.891.00250.0350.680.11PP-R4-50.202.981.00250.0350.680.21PP-R5-60.202.751.00250.0350.680.31PP-R6-70.200.381.00250.0350.680.32PP-R7-81.400.391.50500.0441.180.34PP-R8-91.401.601.50500.0441.180.41PP-R9-101.400.161.50500.0441.180.42PP-R10-111.400.601.50500.0441.180.44PP-R11-121.500.322.00500.0501.270.46PP-R12-131.500.162.00500.0501.270.47PP-R13-141.501.552.00500.0501.270.54PP-R14-151.501.002.00500.0501.270.59PP-R15-161.570.522.50500.0551.330.62PP-R16-171.572.702.50500.0551.330.77PP-R17-181.570.392.50500.0551.330.79PP-R18-191.702.604.00500.0631.440.95PP-R19-201.742.754.50500.0661.471.14PP-R20-211.740.894.50500.0661.471.19PP-R21-221.770.605.00500.0681.501.23PP-R22-231.771.605.00500.0681.501.34PP-R23-241.770.085.00500.0681.501.35PP-R24-251.770.395.00500.0681.501.37PP-R25-261.800.345.50630.0230.961.38PP-R26-271.801.155.50630.0230.961.41PP-R27-281.860.086.50630.0241.001.41PP-R28-291.862.706.50630.0241.001.48PP-R29-301.860.796.50630.0241.001.50PP-R30-311.890.817.00630.0251.011.52PP-R31-321.892.707.00630.0251.011.58PP-R32-331.890.147.00630.0251.011.59PP-R33-341.890.507.00630.0251.011.60PP-R34-351.893.007.00630.0251.011.68PP-R36-371.200.380.50500.0331.010.01PP-R37-381.201.600.50500.0331.010.05PP-R38-391.200.080.50500.0331.010.00PP-R39-401.200.610.50500.0331.010.02PP-R40-411.301.001.00500.0381.100.04PP-R41-421.400.841.50500.0441.180.04PP-R42-181.401.151.50500.0441.180.05PP-R43-440.100.400.50200.0300.540.01PP-R44-450.102.700.50200.0300.540.08PP-R45-190.101.690.50200.0300.540.05PP-R46-260.001.550.0000.0000.000.00PP-R47-480.100.800.50200.0300.540.02PP-R二层：采用当量法计算计算原理参照建筑给水排水设计规范GB50015-2003，采用公共建筑采用当量法 基本计算公式 Q = 0.2 SQRT(Ng) 计算结果：管段名称管道流量L/s管长m累计当量公称直径水力坡降mH2O/m流速m/s沿程损失mH2O管材1-20.100.800.50200.0300.540.02PP-R2-30.200.501.00250.0350.680.04PP-R3-40.301.891.50250.0741.010.18PP-R4-50.302.711.50250.0741.010.38PP-R5-60.470.502.50320.0530.980.41PP-R6-71.700.504.00500.0631.440.44PP-R7-81.703.004.00500.0631.440.63PP-R9-30.100.300.50200.0300.540.01PP-R10-110.100.800.50200.0300.540.02PP-R11-120.200.561.00250.0350.680.02PP-R12-130.202.701.00250.0350.680.09PP-R13-140.200.121.00250.0350.680.00PP-R14-50.200.571.00250.0350.680.02PP-R15-161.200.900.50500.0331.010.03PP-R16-171.300.901.00500.0381.100.03PP-R17-181.400.321.50500.0441.180.01PP-R18-191.401.151.50500.0441.180.05PP-R19-61.400.411.50500.0441.180.02PP-R20-70.000.600.0000.0000.000.00PP-R三层：采用当量法计算计算原理参照建筑给水排水设计规范GB50015-2003，采用公共建筑采用当量法 基本计算公式 Q = 0.2 SQRT(Ng) 式中：Q-计算管段的给水设计秒流量（L/s） Ng-计算管段的卫生器具给水当量总数 -根据建筑物用途而定的系数：1.5 建筑类型：办公楼、商场计算结果：管段名称管道流量L/s管长m累计当量公称直径水力坡降mH2O/m流速m/s沿程损失mH2O管材1-20.100.800.50200.0300.540.02PP-R2-30.200.501.00250.0350.680.04PP-R3-40.301.891.50250.0741.010.18PP-R4-50.302.711.50250.0741.010.38PP-R5-60.470.502.50320.0530.980.41PP-R6-71.700.504.00500.0631.440.44PP-R7-81.703.004.00500.0631.440.63PP-R9-30.100.300.50200.0300.540.01PP-R10-110.100.800.50200.0300.540.02PP-R11-120.200.561.00250.0350.680.02PP-R12-130.202.701.00250.0350.680.09PP-R13-140.200.121.00250.0350.680.00PP-R14-50.200.571.00250.0350.680.02PP-R15-161.200.900.50500.0331.010.03PP-R16-171.300.901.00500.0381.100.03PP-R17-181.400.321.50500.0441.180.01PP-R18-191.401.151.50500.0441.180.05PP-R19-61.400.411.50500.0441.180.02PP-R20-70.000.600.0000.0000.000.00PP-R四层：采用当量法计算计算原理参照建筑给水排水设计规范GB50015-2003，采用公共建筑采用当量法 基本计算公式 Q = 0.2 SQRT(Ng) 计算结果：管段名称管道流量L/s管长m累计当量公称直径水力坡降mH2O/m流速m/s沿程损失mH2O管材1-20.100.800.50200.0300.540.02PP-R2-30.200.611.00250.0350.680.05PP-R3-40.202.701.00250.0350.680.14PP-R4-50.200.101.00250.0350.680.14PP-R5-60.200.471.00250.0350.680.16PP-R6-71.574.102.50500.0551.330.38PP-R7-81.660.473.50500.0601.410.41PP-R8-91.770.455.00500.0681.500.44PP-R9-101.950.538.00630.0271.040.46PP-R11-121.200.900.50500.0331.010.03PP-R12-131.300.901.00500.0381.100.03PP-R13-141.400.351.50500.0441.180.02PP-R14-151.401.151.50500.0441.180.05PP-R15-61.400.071.50500.0441.180.00PP-R16-171.200.900.50500.0331.010.03PP-R17-181.300.351.00500.0381.100.01PP-R18-71.301.151.00500.0381.100.04PP-R19-201.200.900.50500.0331.010.03PP-R20-211.300.901.00500.0381.100.03PP-R21-221.400.351.50500.0441.180.02PP-R22-81.401.151.50500.0441.180.05PP-R23-240.100.800.50200.0300.540.02PP-R24-250.200.801.00250.0350.680.03PP-R25-260.300.341.50250.0741.010.03PP-R26-270.401.892.00320.0380.830.07PP-R27-280.400.182.00320.0380.830.01PP-R28-290.400.202.00320.0380.830.01PP-R29-300.401.822.00320.0380.830.07PP-R30-90.520.603.00320.0621.080.04PP-R31-260.100.460.50200.0300.540.01PP-R32-330.100.800.50200.0300.540.02PP-R33-340.200.701.00250.0350.680.02PP-R34-350.202.701.00250.0350.680.09PP-R35-360.200.201.00250.0350.680.01PP-R36-300.200.391.00250.0350.680.01PP-R计算原则：（1）如果计算值小于该管段上最大的卫生器具额定流量时，按最大的一个卫生器具得额定流量作为设计秒流量；（2）如果计算值大于该管段上所有卫生器具额定流量总和时，按额定流量总和作为设计秒流量。说明：低区四层内用水的地方，全是公用卫生间，采用当量法计算。中区计算：中区（A：5层-11层；B：12层-18层）由技术措施查得，设计秒流量公式为 式中：计算管段的给水设计秒流量，Ls； 根据建筑用途而定的系数，查得商场系数为 1.5； 计算管段的卫生器具给水当量总数。五层：采用当量法计算计算原理参照建筑给水排水设计规范GB50015-2003，采用公共建筑采用当量法 基本计算公式 Q = 0.2 SQRT(Ng) 管段名称管道流量L/s管长m累计当量公称直径水力坡降mH2O/m流速m/s沿程损失mH2O管材1-20.000.580.0000.0000.000.00PP-R2-30.101.000.50200.0300.540.03PP-R3-40.200.771.00250.0350.680.06PP-R4-50.202.101.00250.0350.680.13PP-R5-6