南京综合楼.doc

毕业设计计算说明书

学生姓名： 学 号： 1
所在学院：
专 业：
设计题目：南京某高层综合楼给排水工程
指导教师：

2007 年 6 月 15日

目 录

第一节 设计任务及资料
一、设计题目…………………………………………………………………………2
二、设计任务…………………………………………………………………………2
三、设计原始资料……………………………………………………………………3
第二节 设计说明
一、室内给水系统 ……………………………………………………………………4
二、室内消火栓系统 ……………………………………………………………6
三、自动喷水灭火系统 …………………………………………………………7
四、室内排水系统 ……………………………………………………………………9
五、屋面雨水系统 …………………………………………………………………10
第三节 设计计算
一、室内给水系统 …………………………………………………………………11
二、室内消火栓系统 ………………………………………………………………17
三、自动喷水灭火系统 ……………………………………………………………22
四、室内排水系统 …………………………………………………………………30
五、屋面雨水系统 …………………………………………………………………39
结束语

致谢

第一节 设计任务书和资料
一：设计题目：南京市某高层综合楼给水排水工程设计
二：设计任务：
1、生活给水系统
2、消火栓给水系统
3、自动喷水灭火系统
4、室内排水系统
5、雨水排水系统
注：由于工作量比较大-2~7层自动喷淋系统只要求做部分防火分区，消火栓系统只做与8~21层平面对应的主楼部分。
三：设计原始资料
（一）工程资料：该建筑位于江苏省南京市，为一高层综合楼。建筑面积约120000平方米，共25层，其中地下2层，地下一层为设备用房及商业用房，地下二层为人防工程，建筑总高度86.3米。
楼层
层高（mm）
楼层标高（m）
建筑资料
屋顶

水箱间
4200
86.30

电梯机房
3900
82.40

21
4300
78.10

20
3500
74.60
公寓式酒店
19
3500
71.10
18
3500
67.60
17
3500
64.10
16
3500
60.60
客房
15
3500
57.10
14
3500
53.60
13
3500
50.10
12
3500
46.60
办公
11
3500
43.10
10
3500
39.60
9
3500
36.10
8
3500
32.60
7
4500
28.10
办公、设备房、多功能厅
6
4500
23.60
商场、办公、娱乐、健身、多功能厅
5
4500
19.10
商场、餐厅、娱乐、健身
4
4500
14.60
商场、娱乐
3
4500
10.10
商场、娱乐
2
4500
5.60
商场、宴会厅
1
5600
0.00
商场、办公门厅
-1
5300
-5.30
商场、汽车库
-2
3600
-8.90
水池、泵房、空调机房，变配电室、发电机房
(二) 给排水设计资料
（1）、给水水源
本建筑以城市给水管网作为水源，从位于建筑西侧的DN300的市政管网以及位于南侧道路下DN300的市政管网的取水，干管埋深均为2.0m，供水水压为0.30MPa。
（2）、排水条件
城市排水管网为污、雨分流制排放系统。本建筑污废水排入小区污水处理站，地下一、二层污废水由潜污泵提升之后排入检查井中，地上一层及以上污水通过管道靠重力分系统排至室外，污水经小区污水处理站处理排至市政管网。市政排水干管DN400，管底埋深2.5～3.0 m。
（3）、自然条件
南京属北亚热带季风气候区，四季分明，雨水充沛，光能资源充足，年平均温度为15.7℃，最高气温43度（1934年7月13日），最低气温-16.9度（1955年1月6日），最热月平均温度28.1℃，最冷月平均温度-2.1℃。年平均降雨117天，降雨量1106.5毫米，最大平均湿度81%。最大风速19.8m/s。土壤最大冻结深度-0.09m。夏季主导风向东南、东风，冬季主导风向东北、东风。地震烈度7度。无霜期237天。
第二节 设计说明
一、室内给水系统
（一）系统选择

根据原始资料，本建筑屋顶层标高86.3m，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，则建筑物下层或者地势较低的部分建筑物，应尽量利用外部水压供水，而上层或地势较高的部分建筑物则采取加压或流量调节装置供水。
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0.30MPa，一至四层为低区,由市政管网直接供水，五到十二层为中区,由屋顶高位水箱经过减压供水，十三至二十一层为高区，由屋顶高位水箱供水。但由于在此高度下，中区多数卫生器具的静水压力超出了0.45Mpa，所以在该区顶层设置减压阀，以减小下面几层的用水水压。
方案二：地下二层~四层由城市市政管网直接供水，中区五层~十二层、高区十三至二十一层由变频泵供水，并采用上行下给的供水方式。
2、方案比较和确定
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。
表2.1.1 给水系统方案比较
比较方案
优点
缺点

方案一
1 供水可靠性强、安全，且供水的水质好；
2 一~四层由市政管网直接供水，节能；
3 泵的台数少，便于管理；
4 建设费用和维修费用较小。
1 五至二十一层由泵一次提升，减压阀减压供水，比较浪费电能；
2 水箱如不注意保护，容易引起水源污染。

方案二
1 采用无水箱供水，水质好；
2 布置集中，不占用水箱间的面积

1 水泵型号数量多，较难控制调节，管材用量大；
2 工程初期投资大

综合上述两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，现确定方案一为该综合楼的给水系统的设计方案：一至四层为低区,由市政管网直接供水，五到十二层为中区,由屋顶高位水箱经过减压供水，十三至二十一层为高区，由屋顶高位水箱供水。这种供水方式系统较简单，安装简单，投资较省，可充分利用外网水压，节省能源。中区、高区均采用上行下给式。
（二）系统组成
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、与水箱设备组成。
（三） 给水系统管道布置及附件
1．各层给水管道采用明装敷设，横向管道在室内装修前敷设在吊顶内中，支管以0.02的坡度坡向泄水装置。
2．在立管、横支管上设阀门，管径小于等于50mm时采用截止阀，管径大于50mm时采用闸阀、蝶阀。
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。如必须穿时应采取以下措施∶预留钢套管、采用可曲绕附件。
4．贮水池设置在地下二层，由钢筋混凝土制成。设置进水管、出水管、人孔等。
5．给水管与污水管平行或交叉埋设的时候，管外壁的最小距离应为0.5m或0.15m。交叉埋设时，一般给水管在上面。
6．给水管道穿楼板、墙壁时，需预留孔洞，尺寸一般采用d+50mm~d+100mm,管道穿越楼板时应预埋金属套管。
7． 埋地管道采用给水铸铁管，其余均采用塑料给水管。
8．给水铸铁管采用承插式接口，塑料管用粘接或丝接。
9．给水管道和设备（除塑料给水管）必须做防腐处理（除锈、刷红丹两道）。
10．水泵基础应高出地面0.2m ，水泵采取自动启动。
11．屋顶水箱的水位由水位继电器控制。

二、消火栓给水系统
（一）系统选择
消防给水系统选择按使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度划分，本建筑为一类建筑，耐火等级为一级。
本建筑的室内消火栓给水系统由消防水源、室内消防给水管网、供水设施、室内消火栓组件构成。
消防水源∶
本建筑的消防水源采用设置消防水池的方式，并且与生活水池分开始用，设在地下室。在消防最高水位处留出气孔。
室内消防给水管网∶

引入管自消防水池引水至室内消防给水系统，共两条。室内消火栓给水管网与生活给水系统分开独立设置，并布置成环状，保证供水干管和每个竖管都能做到双向供水。管网上设置阀门，将管网分成若干个独立的管段。
供水设施∶
供水设施分为临时供水设施和主要供水设施。本建筑临时供水设施采用高位消防水箱，与生活给水系统的高位水箱分开独立设置。由于本建筑的防火等级为一级，则高位水箱的容积不小于18m3，用以贮存10min的消防用水量。主要的供水设施为消防水泵，消防水泵设在地下二层，两用一备，用以保证火灾发生时消防水泵能够不间断供水。水泵采用自灌式吸水，吸水管上设置闸阀，出水管上设止回阀及启闭阀门，出水管与消防环状管网连接。
室内消火栓组件∶
室内消火栓组件包括有消火栓水枪、消火栓水带、室内消火栓、室内消火栓箱、水泵接合器、减压装置。
消火栓水枪产生灭火所需的充实水柱，为直流式，铝制。充实水柱的长度为13m，喷嘴口径为19mm。
消火栓水带为65mm的，长度为25m，材质为衬胶。

室内消防给水系统各层均设消火栓，为内扣式接口的球形阀龙头。消火栓栓口离地高度为1.1m，栓口出水方向与设置消火栓的墙面相垂直。屋顶设置试验消火栓，以供本单位和消防部门定期检查室内消火栓供水能力时使用。
水泵接合器为地上式，在连接水泵接合器的管段上设止回阀、安全阀、闸阀和泄水阀。
为保证供水的安全性，在管网内超压部分应进行减压，本建筑使用减压稳压消火栓。
消火栓布置在明显、经常有人出入，而且使用方便的地方，其间距不大于25m。为了定期检查室内消火栓给水的能力，在屋顶设有试验消火栓。室内消火栓箱内设远距离启动消防泵的按钮，以便在使用消火栓灭火的同时启动消防水泵。屋顶水箱贮有18 m3的消防用水量，置在屋顶的基础上。
（二）系统组成
消火栓系统由消防泵、消防管网、消火栓和水泵接合器组成。
（三）消火栓系统管道安装
1．消火栓给水管道的安装与生活给水管道基本相同。
2．管道采用镀锌钢管丝扣连接或焊接，埋地采用高压铸铁管。
3．减压稳压型消火栓的型号为SN 65-1，内设DN65，衬胶麻质水龙带25米，￠19水枪一支，指示灯一支，消防水泵启动按钮一只。消火栓采用单出口，栓口离地高度为1.1m。
4．消防给水管上的阀门，闸阀采用Z41H-10型闸阀，碟阀采用D713-10型碟阀，阀门常开，只有管道检修时才允许关闭。

三、自动喷水灭火系统
（一）系统选择
自动灭火系统是根据被保护场所的气象条件，对被保护对象的保护目的以及可燃物类别和火在燃烧特性、空间环境和喷头特性等因素综合来确定类型及选择。
1、常用灭火系统
1）湿式：湿式系统是一种装有自动喷水的闭式喷头，平时管内充满水，用时作为系统自动驱动媒介的系统。特点：反应比较迅速，控灭火能力强。缺点：易造成误喷；不适用于温度＜40C和＞700C；易漏水，损失装饰。

2）干湿：平时报警阀后管道充满有压气体，着火时先喷气再冲充水喷水灭火。优点：平时管内无水，对装饰无损害，对环境温度无要求，适用于火灾危险性不高，温度特殊场所（如冷库）。缺点：灭火不及时。

3）预作用：有火灾探测系统，装有自动喷水的闭式喷头，平时有压气体，着火后先报警排气，再充水，等温度升高时再喷水灭火。适用于现场要求较高，不造成误喷的场所。
4）重复启闭预作用系统：一种在扑灭火灾能自动关闭阀门，复燃后能再次启闭阀门灭火的系统，是一种真正的自动灭火系统。适用于灭火后立即停水的场合。
5）雨淋系统：装有开式喷头，油探测器、传动管或手动后来控制一组喷头。特点：反应快，灭火及时，能有效控制扑灭火灾，但耗水量大。适用于火势发展迅猛，易蔓延，空间净空高的场所。
6）水幕系统：喷出水帘水幕。作用：隔绝、降温。适用于重要建筑的门窗下及舞台和观众席间。
7）水喷雾系统，适用于与电有关或石油化工有关的灭火，如变压器或与石化有关的罐，大的传送带两头及上下部。特点：电绝缘性好，不会造成液体飞溅。
8）自动喷水泡沫灭火联用系统（同时作用），闭式：一般湿式系统中传一个泡沫罐。开式：（飞机库）先喷水控火，再喷泡沫强化灭火效能；或先喷泡沫灭火，再喷水冷却，防止死灰复燃。特点：省水，对物品损失小。
2、火灾危险等级
我国火灾危险等级可分为：1）轻危险级，2）中危险级，3）严重危险级。
我国轻危险级，一般指可燃物较少，可燃性低和火灾发热量较低，外部增援和疏散人
员较容易的场所。如建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼仅在走道设置闭式系统的建筑。
中危险级，一般可指内部燃烧数量为中等，可燃性也为中等，火灾初期不会引起剧烈燃烧的场所。大部分民用建筑和工业厂房划归中危险级。由于此类场所种类多，范围广，因此又划分为中Ⅰ级和中Ⅱ级。中Ⅰ级为高层民用建筑，一般公共建筑，木结构中的食品、家电、玻璃制品等工厂的备料与生产车间，冷藏库，钢屋架等构件。
商场内物品密集、人员密集，发生火灾的频率较高，容易酿成大火造成群死群伤和高额财产损失的严重后果，因此将大规模商场列入中Ⅱ级，列入中Ⅱ级的民用建筑还有可燃
物较多的书库、舞台（葡萄架除外），汽车停车场，以及难于疏散、难以扑救的总建筑面积1000m2及以上的地下商场。
3、系统选择
本建筑采用湿式自动喷水灭火系统，报警阀设在地下室，且各层设有水流指示器和信号阀，其开闭信号均能传到消防控制中心。能够在火灾发生后自动喷水灭火，并发出火灾报警，对及时扑灭火灾起着重要的作用。与其他自动喷水灭火系统相比，该系统结构简单经济，施工管理方便，灭火速度快，适用范围广。本系统由湿式报警阀组、水流指示器和信号阀、闭式喷头、末端试水装置、排水漏斗、安全阀等组成。
喷头正方形布置不大于3.6m×3.6m，喷头距墙不小于1.8m，且不大于1.8m。为定期检测系统工作是否正常，在每层管网末端设置检验装置。室外设两个水泵结合器。
由于该建筑为中度危险等级一级，喷头总数7000个，大于800个，故需要进行分区。系统在平面按照防火分区分三个区，在竖向由于报警阀组控制的喷头高差不得大于50米分别再分为三个区，均采用湿式灭火系统。

系统设9组湿式报警阀，报警阀后管网为枝状网，每层每个防火分区均设水流指示器。
（二）系统组成
1.动喷水灭火系统由消防泵、洒水管网、报警装置、减压阀、水流指示器、喷头组成。
2.吊架和支架以不妨碍喷头喷水为原则，吊架距喷头的距离应大于0.3m，距末端喷头的距离应小于0.7m。
3.阀设在距地面1.0~1.5m内，且便于管理的地方，警铃设在离消防警卫室较近的地方。
4.喷头的场所，应注意防止腐蚀气体的侵蚀，不得受外力的撞击，要定期清除喷头上的灰尘。

四、室内排水系统
（一）系统选择
本建筑污废水排入小区污水处理站，地下一、二层污废水由潜污泵提升之后排入检查
井中。地上一层及以上污水通过管道靠重力分系统排至室外，污水经小区污水处理站处理排至市政管网。
（二）系统组成
本系统由卫生洁具、排水管道、通气立管、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、化粪池组成。
（三）排水管道的设备及其安装
1．排水立管每层设检修门，检修门宜开向走廊。
2．进入管道井检修时，管道之间要留有不小于0.5米的通道。
3．排水管材采用硬聚氯乙烯管，既UPVC管。
4．通气管高出屋面不得小于300mm，但必须大于最大积雪厚度。通气管顶端应装设风帽或网罩。
5. 排水立管在垂直方向转弯处设45度弯头连接。
6. 立管沿墙敷设时，其轴线与墙距离L不得小于下列规定：DN50mm，L=100mm，DN75mm，L=150mm。
7.立管宜每6层设1个检查口。在水流转角小于135°的横干管上应设检查口或清扫口。
8.排水横管起始点清扫口距离管道相垂直的墙面不得小于0.15m，若用堵头代替则与墙面的距离不小于0.4m。
9.排水管与室外排水管连接处设置检查井，检查井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
五、屋面雨水工程
屋顶上屋面雨水，由敷设在室内的立管引到地下室再排到建筑物外，管径DN100mm。
该建筑选用内排水，在屋面设雨水斗，建筑内部有雨水管道。内排水系统包括雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和检查井组成。降到屋面的雨水，沿屋面流入雨水斗，经过连接管、悬吊管、入排水立管、再经流出管流入雨水检查井，或经埋地干管排至室外雨水管道。室内雨水管道采用钢塑复合管。

第三节 设计计算
一、室内给水系统的计算
（一）用水量的计算
根据建筑设计资料、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查表3.1.1得相应用水量标准，计算如下表3.1.1：
表3.1.1生活用水量计算表
项目
用水量标准
用水时间/h
Kh
人数
Qd/(m3/d)
Qh/(m3/h)
商场
6L/m2. d
12
1.5
7000 m2
42.00
5.25
办公楼
40L/cap.d
10
1.5
1500
59.50
8.925
客房\酒店
400L/cap.d
24
2.0
488
195.20
16.277
餐厅
60L/cap.次
6
1.5
1132
67.94
16.985
员工
100L/cap.d
24
2.0
200
20.00
1.667
KTV
10L/cap.次
12
1.5

8.00
1
会议室
8L/cap.次
4
1.5

8.00
3
未预见水量
按用水量15％计　

1.40

60.10

总计

460
53.10
(二)分区
地下室—地上四层为低区，五至十二层为中区，十三至二十一层为高区，低区由市政管网直接供给，高区有屋顶水箱直接供给，中区由屋顶水箱经过减压阀减压后供给。
（三）室内给水管网水力计算
1.设计秒流量计算计算公式
根据建筑的性质,设计秒流量按下面公式计算

13~20层为客房、酒店：=0.2 =2.5
所以 =0.5
13层以下均按照商场、办公楼计算： =0.2 =1.5
所以 =0.3
2．室内给水管网所需水压
+H 4
式中：H --建筑给水引入管前所需的水压
--最不利配水点至引入管连接处高度的压力
H2 --管网内沿程和局部水头损失之和，其中局部损失占30%
H3--水表的水头损失。
H4--最不利配水点所需流出水头
3．高区给水管网水力计算
⑴ 高区为十三至二十一层，见图3.1.1

图3.1.1 高区给水水力计算草图
⑵ 高区室内给水水力计算表（表3.1.2）
选取最末端的0点作为最不利点
表3.1.2：
管段编号
当量总数
设计秒流量
管径　
流速
每米沿程水头损失
管段长度
管段沿程水头损失
0～1
0.75
0.43
20
1.37
1.27
1.55
1.96
1～2
1.5
0.61
25
1.24
0.81
3.8
3.08
2～3
2
0.71
25
1.44
1.06
3.258
3.45
3～4
3
0.87
32
1.07
0.46
0.506
0.23
4～5
5.25
1.15
40
0.91
0.26
29.1
7.62
5～6
8.25
1.44
40
1.14
0.40
1.186
0.47
6～7
9.75
1.56
50
0.79
0.16
2.6
0.41
7～8
10.25
1.60
50
0.81
0.16
3.02
0.50
8～9
536.25
11.58
100
1.47
0.22
5
1.09

18.81
=1.89m
=1.3×=1.3×1.9=1.47 m
=5m 即 +=2.47+5=7.97 m
=86.9-78.1=8.8 m＞7.97 m
所以水箱的安装高度满足要求。
4.中区给水管网水力计算
⑴中区为五至十二层，见图3.1.2
⑵中区给水管网水力计算表（表3.1.3） 选取最最末端0点作为最不利点
图3.1.2 中区给水管网水力计算草图
表3.1.3
管段编号
当量总数
设计秒流量
管径　
流速
每米管长沿程水头损失
管段长度
管段沿程水头损失
0～1
0.5
0.21
20
0.67
0.34
0.9
0.30
1～2
1
0.30
20
0.95
0.64
0.9
0.58
2～3
1.5
0.37
25
0.75
0.32
0.9
0.28
3～4
2
0.42
25
0.86
0.41
5.45
2.24
4～5
6.75
0.78
32
0.97
0.38
1.6
0.61
5～6
58.25
2.29
50
1.16
0.32
30.492
9.70
6～7
82
2.72
50
1.38
0.44
10
4.36

18.08
=1.81m

=1.3×=1.3×1.81=2.35m
=5m 即 +=7.35m
由于5~21层67.2米的高差 因为卫生器具能够承受的最大净压为30-35 m，所以需要减压阀减压，阀后压力为10 m大于7.35m ，即可满足。
4.低区给水管网水力计算
⑴ 低区即-2至4层,每层设公共卫生间,计算草图见图3.1.3
⑵由各管段设计秒流量，控制留宿在允许流速范围内，查钢管水力计算表，可得计算管段管径D和单位长度沿程水头损失。由公式=iL计算管道的沿程水头损失和总沿程水头损失。各项计算结果见表3.1.4

图3.1.3：低区给水管网水力计算草图
表3.1.4
管段编号
当量总数
设计秒流量
管径　
流速
每米管长沿程水头损失
管段长度
管段沿程水头损失
0～1
0.5
0.21
20
0.67
0.34
0.8
0.27
1～2
1
0.30
20
0.95
0.64
0.8
0.51
2～3
1.5
0.37
25
0.75
0.32
0.8
0.25
3～4
2
0.42
25
0.86
0.41
0.8
0.33
4～5
2.5
0.47
25
0.96
0.51
6.45
3.26
5～6
5
0.67
32
0.83
0.29
3.77
1.09
6～7
8
0.85
32
1.05
0.45
0.4
0.18
7～8
13.5
1.10
40
0.87
0.24
4.8
1.17
8～9
27
1.56
40
1.24
0.46
27.3
12.64
9～10
78.75
2.66
50
1.35
0.42
4.5
1.89
10～11
91.25
2.87
65
0.86
0.13
12.2
1.64
11～12
94.75
2.92
65
0.88
0.14
10.65
1.48
12～13
148.75
3.66
65
1.10
0.21
4.6
0.97
13～14
152.25
3.70
65
1.11
0.22
28.6
6.16

31.84
=3.63m
=1.3×=1.3×3.63=4.72 m
=1.5 m 即 +=4.72+1.5=6.22 m
市政管网提供的0.30MP的稳定水压能够满足要求，无须加压。

（四）屋顶水箱，地下室贮水池容积的确定，以及泵参数的确定
⑴屋顶水箱容积的确定：根据设计规范，由于水泵联动提升进水的水箱的生活用水调节容积不宜小于最大日最大时用水量的50%，得V=53.10×50%=26.55，取为30。安装于距楼顶0.6m高的基础上。
⑵地下室贮水池容积的确定,根据设计规范,当资料不足时,贮水池的有效容积按最高日用水量的20%-25%确定，在这里取25%，可得其体积V=460×25%=115，取120
⑶水泵参数的确定：根据设计资料，可知压水管的长度为95.2+18.9+11.4+14.6=140.1m，其沿程水头损失=0.155×140.1=21.72KPa，吸水管长度为1.8m，其沿程水头损失为=0.039×1.8=0.07KPa，故水泵总的沿程水头损失为21.79KPa。

水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差：88.5-（-8.6）=97.1m。取水箱进水浮球阀的流出水头为20KPa。所以可得水泵扬=971+20+21.79=1012.79KPa。
由于水泵直接供水箱不供管网，故水泵出水量按最大时用水量53.1m3/h（14.75L/s）计，由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管侧Q=14.75L/s时，DN=100mm，v=1.65m/s，i=0.550KPa/m。生活泵的参数：扬程=101.3m，流量Q=53.1 m3/h。

根据这些参数选取水泵：DFG80-315A/2137 Q=56M3/h H=102m P=37kw

二、消火栓系统计算
查规范可得一类建筑高度超过50m的公共建筑，其室内消防用水总量为40L/s，室外消防用水量30L/s，每根竖管最小流量为15L/s，每支水枪最小流量为5L/s。
1.消火栓保护半径的确定
R=LP+LK
R---室内消火栓的保护半径

LP---水带的铺设长度，安水带总长度的80%计算
LK---消防水枪充实水柱的水平投影，m
LK=Hm*cosα
Hm---消防水枪充实水柱的高度
cosα---消防水枪倾角，一般取45度
根据上述公式计算消火栓保护半径为

R=LP+LK =25*0.8+13*cos45。
=29.2m
2.消火栓以及管网的计算
最不利管线编号如图3.2.1所示，最不利点位1号点，具体计算如下
①最不利点消火栓栓口压力的计算
最不利点消火栓栓口最低压力

=AdLdqxh2+ qxh2/B+0.020
=0.00172*25*5.72+5.72/1.577+ 0.020
=22.02 mH2O
由此可得消火栓栓口最低压力为0.22MPa。
最不利点消火栓静水压：87.3-79.2=8.1,根据规范规定，可不设增压设施。
消防给水管管径为DN100的钢管。
②消防给水管网入口处压力的计算:
按最不利消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防立管即：，出水枪3支；相邻消防立管为：，出水枪3支；次相邻消防立管为：，出水枪2支。
1.最不利管最不利点的栓口压力：H1=0.22MPa=22 mH2O，q1=5.7L/S

当q1=5.7L/S时，DN100钢管的水力坡降i=0.01 kp/m
2.最不利管20层2号点的栓口压力为H2= H1+3.5m+ (1—2)管段水头损失
=22+3.5+0.01*（1+10%）*6
=25.56mH2O
=0.26MPa
20层消火栓的消防用水量为
==6.2 L/S
当q2=6.2L/S，DN100钢管的水力坡降i=0.011
3.最不利管19层3号消火栓压力H3=H2+3.5m+2—3管段的水头损失
=26.16+3.5+0.011*（1+10%）*3.5
=29.7mH2O
=0.30 MPa
最不利管19层3号消火栓流量为 ==6.7L/S
=6.7L/s
4.3点到A点之间的流量为
q=q1+q2+q3
=5.7+6.2+6.7
=18.6L/s
当q=18.6L/s时，DN100钢管，水力坡降i=0.0819，L3—A=4.1+19+5.5+11+13.7+15.8+79.2+6.1=154.4则3点到管网起点之间的水头损失为
154.4*0.0819*（1+10%）=13.8m
消防给水管网入口处所需压力为
H=78.1+6.1+22.02+13.8+0.066+0.042=120.13 mH2O
同理，可以计算出其它楼层的消火栓栓口动水压力。各消火栓的剩余压力即为动水压力减去保证消火栓流量为5.7L/S时消火栓栓口的水压。具体的计算结果如下表3.2.1
消火栓层数
消防水泵从上而下供水
动压力水MPa
剩余压力MPa
21
0.22
0
20
0.26
0.04
19
0.30
0.08
18
0.34
0.12
17
0.38
0.16
16
0.42
0.20
15
0.46
0.24
14
0.50
0.28
由计算结果得知地下二层至13层的消火栓栓口动压均大于0.5 MPa，因此均应该设减压装置，本建筑在这些楼层采用减压稳压消火栓。

3.引入管的管径计算
Dyr=√4*Qn/3.14*(n2-1)*Vyr
=√4*40*106/3.14*2.5*103
=142.77mm
则，引入管管径取DN150mm钢管。
4.消防水箱的设计计算
①．水箱容积∶室内消火栓用水总量为40L/s，自动喷淋用水总量为20L/s，消防用水时间设为10min，则消防水箱容积为
S =40*60*10+20*10*60
=36000L
=36m3〉18 m3，根据规范中规定的，大于18立方米的水箱仍然按照18立方米计算，所以水箱容积为18 m3。
水箱尺寸为（长×宽×高）：3000×3000×2500mm
②.水箱的设置高度∶当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点静水压力不应低于0.07Mpa。此处水箱设置高度在楼面上60公分，既能满足规范要求。
5.水泵接合器的数量计算
按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95规定：每个水泵结合器的流量应按照

10—15L/s计算，本建筑室内消防设计水量为40L/s，水泵结合其数量由下式确定
nj= Qn/qi=40/10=4
故设置4个水泵结合器，型号为SQS型，DN150。
6.消防水池的确定：
消防水池容积：
消防泵从消防水池汲水，火灾延续时间以3.0h计，自动喷水灭火系统可按火灾延续
时间1.0h计，消防贮水按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即
室外消火栓：
室内消火栓：
自动喷淋：（自动喷淋系统满足火灾发生1h的用水量来计算）
消防水箱容积取800m3，设水池的尺寸为（）：15500*3*8625mm，两个水池设置连通管。
7．消防水泵的选型
在有消防水池的临时高压给水系统中需要设消防水泵。消防水泵应设置备用泵，每台消防水泵设独立的吸水管，采用自灌式吸水。为了方便试验和检查消防水泵，在消防水泵的出水管上装设放水阀门。

根据消防水泵的扬程H=120.21以及流量Q=49.1L/s，设置水泵为两用一备，则水泵扬程120.21m,流量为25L/s，确定水泵的型号：100WFB-F，流量：27.8L/s,扬程：125m, 功率:90kw。

三、自动喷水灭火系统计算
1、自动喷淋灭火系统的基本数据
根据建筑物的中度危险等级一级
设计喷水强度：6.0 L/（min·m2），作用面积160m2
喷头工作压力：10mH2O，喷水量为：20L/s。
最不利点喷头最低工作压力不应小于5mH2O
2、喷头的选用与布置
本设计采用作用温度为68℃闭式玻璃球喷头（厨房除外），考虑到建筑美观，采用吊
顶型玻璃球喷头，喷头的水平间距一般大于2.4m，小于3.6m。距墙不小于0.5m，不大于1.8m。
3、系统的设计流量
Q=20*1.33
=26.7L/s
4．自动喷水灭火系统的有关计算
①．管段的计算
采用作用面积法计算 K = 80
中危险级一级
计算原理参照《自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-2001》，采用作用面积法
基本计算公式
1. 喷头流量
q = K
式中：
q-喷头处节点流量，L/min
P-喷头处水压，MPa
K-喷头流量系数
2. 流速V
V = (4 * Q) / (π * Dj 2)
式中：
Q-管段流量L/s
Dj-管道的计算内径（m）
3. 水力坡降

i = 0.00107 * V2 / (pow(Dj, 1.3)
式中：
i-每米管道的水头损失（m H20/m）
V-管道内水的平均流速（m/s）
Dj-管道的计算内径（m）
4. 沿程水头损失
h = i * L
式中：
L-管段长度m
5. 局部损失（采用当量长度法）
h = i * L(当量)
式中：
L(当量) 管段当量长度，单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C)

6. 总损失
h = h(局) + h(沿)
7. 终点压力
Hn=Hn-1+h
管道水力计算
假设各个节点的压力均为100kpa，从最不利点起求管段的流量以及水头损失，由于20层与21层布置差异大不能很好的判断最不利点，所以分别进行了计算，成果如表：
20层最不利点所在的作面积如图 3.3.1

图3.3.1

21最不利点所在的作用面积如图3.3.2

图3.3.2
计算结果见表3.3.1，通过比较选择最不利点为20层平面上的点。

20层所选作用面积:160.96平方米〉160平方米
每个喷头的流量：Q=K*P0.5 =0.133*10=1.33 L/s
作用面积内的设计秒流量：Q=1.33*20 =26.7 L/s
作用面积内的理论秒流量：Q= 160*6/60=16L/s
设计秒流量为理论秒流量的1.67倍，符合规定。
作用面积内的计算平均喷水强度为：Q=1.33*60*20 /160.96=9.9 L/（min.m2）
此