办公楼给排水系统设计.pdf

办公楼给排水系统设计 摘要 本设计的主要任务是综合办公楼给排水系统设计， 设计的主要内容包括：建筑生活给水系统 （冷水系统） 、建筑消防系统（包括消火栓系统和自动喷水灭火系统） 、建筑排水系统、建筑雨 水系统。 本建筑地下 1 层，地上 15 层。市政给水管网常年所提供的资用水头为 0.20MPa，城市管网 不允许直接抽水，经技术经济比较，室内给水系统拟采用分区给水方式。初步拟定该建筑给水 系统分二区：地下一层及地上一层、二层、三层为低区，由市政管网直接供水；四到十五层为 高区，由水泵和水箱联合供水。建筑排水系统采用合流制，先经化粪池进行初步处理，然后排 入下水道。建筑雨水系统采用普通的外排水系统。消火栓给水系统和自动喷水灭火系统采用分 区的供水方式，两者均采用设水泵和水箱的临时高压给水方式。室外消火栓系统共设置三个室 外消火栓，流量都为 10L/s。室内消火栓系统分为三个区，消火栓的布置范围包括各楼层、消防 电梯前室和屋顶检验用。室内消火栓系统需设置三个水泵接合器。建筑内喷头数量约 1626 个， 设 3 组湿式报警阀，报警阀后管网为枝状网，每层设水流指示器。自动喷水灭火系统需设置 2 个水泵接合器。 关键词：建筑给排水，雨水，系统，消火栓，自动喷水灭火系统 1 引言 1.1 设计的意义 随着经济的快速发展和科学水平的不断提高，高层建筑的高度和层数也在不断地增加。从 1885 年美国在芝加哥建造世界第一座 10 层的现代高层建筑以来，全世界已建造了成千上万座 高层建筑和超高层建筑。进入 20 世纪 90 年代，高层建筑建设向着层数更多、标准更高、设备 更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。 建筑给水排水是给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。它与城镇给水排水、工业给水 排水并列而组成完整的给水排水体系。建筑给水排水工程又是建筑物的有机组成部分，它和建 筑学、建筑结构、建筑供暖与通风、建筑电气等工程共同组成可供使用的建筑物整体。建筑给 水排水工程主要包括：建筑内部生活给水系统、污水排水系统、建筑雨水排水系统、消防给水 系统。建筑给水排水系统的设计水平及其卫生设备的完善程度，是现代化建筑建设标准的重要 标志之一。 水灭火系统（System of water extinguishing）是指以水为主要灭火介质的灭火系统，它 包括消防给水系统和消防排水系统。水灭火系统的概念首先来源于上海市工程建设标准民用 建筑水灭火系统设计规范 （DGJ08-94-2001） 。它是我国对水灭火概念认识的提高。水灭火系统 的技术是将消火栓系统、自动喷水灭火系统等以水为主要介质的消防系统统筹考虑。这有利于 专业的设计和施工安装，也有利于水灭火系统的发展。 消防给水系统主要是指消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。消防排水系统对应于消防给 水系统，它是对水灭火系统的完善。随着我国对水灭火系统的越来越重视，其技术和应用得到 不断的发展，起在消防中的地位得到了确认。水灭火系统技术将在消防领域进一步发挥其作用， 拓展其应用，促进其在我国的深入发展。 PDF created with pdfFactory Pro trial version 建筑消防设计应综合进行设计，水灭火系统是消防设计种的一部分。故在水灭火系统设计 的同时，需要统筹与其他消防措施间的关系。其目的是消防设计更可靠、更优化。 通过本设计，主要提高独立解决实际工程设计的实践动手能力，培养科学严谨的学习态度 和良好的学习习惯，这对以后走上工作岗位有巨大指导意义。 1.2 设计任务 （1） 方案选择： 针对图纸及任务书中给出的基本设计条件， 进行各设计内容的方案比较和选择， 确定各专业的设计方案。 （2）设计计算： 针对已选定的设计方案按照设计要求进行各专业的详细计算与说明。 （3）图纸：按设计规范要求绘制给水、排水、消防各专业的平面图和系统图。 （4）按学校管理要求完成毕业设计文件；重点：给水和排水方式的选择，管路的水力计算。 1.3 市政给水排水资料 （1）给排水条件 给水条件： 该建筑以城市给水管网为水源， 两路供水： 一路距东面墙 15m， 接管点埋深 1.5m， 管径为 200mm，另一路市政给水管道距本建筑南面 10m，接管点埋深 1.5m，管径为 200mm。管材 为铸铁管，常年所提供的资用水头为 0.20MPa。城市管网不允许直接抽水。 排水条件： 室内粪便污水需经化粪池处理后方可排入城市污水管网。室外排水管道位于主体 建筑西面，管道埋深 2.5m，管径 300mm，管材为混凝土管。 消防条件：消火栓栓口出水压力不超过 0.50Mpa。要求配置建筑灭火器并根据规范设置自动 喷水灭火系统。 （2）卫生设施 综合办公楼设有 1#4#卫生间，另外门卫室内设有单独的卫生间。其中 1#和 2#卫生间内设 有蹲便器、立式小便器、洗脸盆、污水盆、洗涤盆，各类卫生器具数目不等，3#、4#卫生间及 门卫室内独立卫生间内设有座便器、洗脸盆、污水盆各一只。 （3）其它 未预见水量：按日用水量的 15%（10%-20%之间）计算。 1.4 设计依据 （1）图纸一套及基本资料，包括：各层平面图、建筑物性质及给排水条件 （2）设计规范： 建筑给水排水设计规范GB 500152003 高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-2001 房屋建筑制图统一标准GB/T 500012001 给水排水制图标准GB/T 501062001 PDF created with pdfFactory Pro trial version 2 建筑给水系统 2.1 设计说明 （1）给水方式选择 市政外网可提供的常年资用水头为 0.20 MPa,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给水方式。可以充分利用市政管网的水压，减少能 耗。同时由水泵抽取的水量较小，可减少水泵、水箱、贮水池、管道等固定设备的投资。 将两区的两根立管相连，在分区处设阀门，和减压设施，可备低区进水管发生故障或外网压 力不足时，打开阀门由高区水箱向低区供水，提高供水可靠性。 （2）给水系统分区 本建筑有 15 层，根据规范规定，办公楼、商业楼等晚间无人住宿和停留的建筑，一般最低 处卫生器具给水配件的静水压力应控制在以下 0.35-0.45MPa 范围内。因此分区如下： 地下 1 层到地上 3 层为一区，由市政管网直接供水，给水管网采用上行下给式。 4-15 层为二区。由贮水池、水泵、屋顶水箱等升压贮水设备供水，给水管网采用上行下给 式。为保证供水的安全可靠性，该区的供水干管布置成环状。 图 2-1 给水分区示意图 （3）管材 根据水的用途（主要是卫生间用水，非生活饮用水）和经济技术比较，各层卫生间的给水管 道采用暗装敷设，管材均采用给水塑料管（UPVC） 。管道系统的连接方式由管道的作用、管径、 所连接的设备和附件等决定。 （4）给水系统组成 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 备等组成。 （5）给水管道布置与安装 横干管管道外壁距墙面不小于 100mm，离梁、柱及设备之间的距离不小于 50mm；立管外壁距 墙、梁、柱净距不小于 60mm；支管距墙、梁、柱净距为 20-30mm。 给水给水横干管与排水管道平行、交时，其距离分别大于 500mm 和 150mm，交叉给水管道在 排水管道上面。 PDF created with pdfFactory Pro trial version 给水立管敷设在管道井中，给水横支管和配水支管沿墙敷设在管槽内。 在立管横支管上设阀门，管径 DN50mm 时设闸阀，DN50mm 时设截止阀。 引入管穿地下室外墙设套管。 给水横干管设 0.003 的坡度，坡向泄水装置。 贮水池采用钢筋混凝土结构，上部设人孔，基础底部设水泵吸水坑。生活水泵吸水管在消防 水位面上设小孔，保证消防贮备水量不动用。为保证水质不被污染，水池底板做防水处理，水 池内设导流墙。 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减震基 础，并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头。 2.2 设计计算 2.2.1 生活给水系统所需水量 根据建筑设计资料、 建筑性质、 卫生设备的完善程度， 依据建筑给水排水设计规范 GB 50015 2003 查得相应的用水量标准，如表 2-1 所示： 表 2-1 集体宿舍、旅馆等公共建筑的生活用水定额及小时变化系数 建筑物名称及卫 生器具设置标准 单位 生活用水量标准 （最高日） （L） 小时变化系数 每日使用时间 （h） 办公楼 每人每班 30-50 1.5-1.2 8-10 商场 每平方米营业厅 面积每天 5-8 1.5-1.2 12 表 2-2 公共建筑设计单位数 m、生活用水定额的估算 建筑物 使用时间/h 公共建筑设计单位数 m 估算 办公 普通 高级 8-12 8-12 普通办公以总面积计按 7-10m 2/人 以有效面积计 4-5m 2/人 高级办公以总面积计按 10-14m 2/人 以有效面积计 5-7m 2/人 由图纸上的标注尺寸和说明，地下室和屋顶（15 层）均不计入生活给水的用水计算面积， 经简单计算可得，办公楼总办公面积为 11720m 2 该办公楼属较高级办公区。另一方面，会议室、综合活动厅等非办公区域（人不常去）占有 较小面积，所以设计单位数 m 取中间值值 12m 2/人。最高日生活用水量标准取 40L/（每人 每 天） 。小时变化系数取 1.5，每日使用时间取 10h。 办公楼服务的人数约为 11720m 212（m2/人）=977 人 办公区最大日用水量 ： dmdLqmQd/08.39/3908040977 3 1 = 办公区最大时用水量： PDF created with pdfFactory Pro trial version hmKTQQ hdh /86. 55 . 11008.39 3 = 未预见水量：39.080.15=5.86m 3/d 表 2-3 生活给水系统所需水量计算表 项目 用水类别 水量标准 L/（每 人 每 天） 用水单位 (总面积) 最大日用 水量 Qd/(m 3/d) 时变化 系数 Kh 最大时用水 量 Qmax/(m 3/h) 供水 时间 /h 生活用水 办公区 40 11720m 2 39.08 1.5 5.86 10 未预见水量 5.86 0.88 总计 44.94 6.74 2.2.2 室内给水管网水力计算 （1）根据建筑性质，设计秒流量按如下公式计算。 gg Nq2 . 0= 对于商场、办公楼，取=1.5。 （2）地下室生活贮水池容积 贮水池有效容积为： bj TQQV)( b 其中当资料不足时，生活（生产）调节水量可以不小于建筑最高日用水量的 20%到 25%计， 则此处 3 b m24.1194.4425 . 0 25 . 0 )(= dbj QTQQV。 生活贮水池钢制，尺寸取 LBH=2.2m2.2m2.8m，有效水深 2.5m，有效容积 12.10m 3， 大于 11.24m，满足要求。在计算生活水泵扬程时，偏安全的忽略池底厚度，贮水池最低水位取 地下室地面标高-4.3m。 （3）屋顶水箱容积 本建筑供水系统水泵自动启动供水。据规范，每小时最大启动 kb为 4-8 次，由于用水量较 小，为减少不必要的水泵启动次数，可适当增加水箱的调节容积，因此取 kb=4。为保证供水安 全，取 C=2.0(1.5-2.0)。 地下一层到地上三层的生活用水由市政管网直接供水，四层到十五层由屋顶水箱供给。但 考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水（立管上下设连通管） ，故水箱容积按整个建 筑物的全部用水确定，而且水泵直接向水箱供水，不与配水管网直接连接。故水泵出水量取最 大日最大时用水量，即 qb=5.86m 3/h。 V=Cqb/(4kb)=2.05.86/(44)=0.73m 3 因这样算得的水箱容积太小，可假设水泵自动启动装置不可靠，水箱容积取最大时用水量的 50%，即 V=6.74 m 30.5=3.37m3。 屋顶水箱采用钢制，尺寸取 LBH=1.2m1.2m3.0m，有效水深 2.70m，有效容积 3.89m ,满足设计要求。偏于安全考虑，同时考虑底部放空、安装泄水管的要求，水箱最低水位按屋 面 标 高 再 加 0.5m ， 因 此 ， 水 箱 底 部 标 高 62.1m+0.5m=62.6m ； 生 活 水 位 62.6m+3.37 m 3/1.44m2=64.94m；水箱顶部标高为 62.6m+3.0m=65.6m。 PDF created with pdfFactory Pro trial version （4）低区所需压力 图 2-2 低区给水管网最不利管路水力计算用图 A.低区给水管网水力计算成果如表 2-4 所示。 表 2-4 低区给水管网最不利管路水力计算表 管段编号 顺序 编号 自 至 当量总数 设计秒流量 q(L/S） DN(mm) V(m/s) 单阻 i 管长 （m） 沿程水头 损失 hy=iL 1 0 1 0.5 0.21 20 0.53 0.206 0.9 0.185 2 1 2 1 0.30 20 0.79 0.422 0.9 0.380 3 2 3 1.5 0.37 25 0.61 0.188 4.46 0.838 4 3 4 2 0.42 25 0.61 0.188 2.51 0.472 5 4 5 2.5 0.47 25 0.76 0.279 0.82 0.229 6 5 6 3 0.52 25 0.76 0.279 0.82 0.229 7 6 7 3.5 0.56 25 0.91 0.386 2.46 0.950 8 7 8 7.5 0.82 32 0.79 0.229 10.65 2.439 9 8 9 7.5 0.82 32 0.79 0.229 4.2 0.962 10 9 10 15 1.16 32 0.98 0.34 4.5 1.530 11 10 11 39 1.87 40 1.2 0.361 28.8 10.397 hy=18.61 Kpa 三层屋面标高 8.70m，配水横支管距室内地坪 0.8m，最不利配水点自闭式蹲便器距室内地 坪的计算高度取 0.85m，台阶计算高度取 0.2m。因此，建筑高度为： H1=8.7m+0.2m+1.5m+0.85m=11.25m=112.5kPa 总水头损失： H2=1.3h=1.318.61kPa=24.20kPa A. 选择水表 在两路市政管网引入管上均需设置水表， 用以计量本单位的使用水量。 本设计采用环状供水， 两路管网均需满足整栋建筑的用水，故可选择同一型号的水表。 考虑到水表应满足向贮水池供水和向低区同时供水时的过流量要求，同时考虑 30%的富余流 量，水表设计流量计算值取（1+30%）6.74=8.76m3/h。水表选用 LXS-40C 旋翼式水表。过载 流量 Qmax=20 m 3/h，常用流量 10 m3/h。 水表特性系数： kb=Kbq 2 max /100= 4 水表水头损失： PDF created with pdfFactory Pro trial version 水头损失 hdq 2 g/Kb6.74 2 4=11.06KPa 满足旋翼式水表正常使用时水头损失小于 100 kPa 的要求。 则：H3=hd=11.06kPa B. 校核市政管网的压力 最不利配水点自闭式大便器最低工作压力 H4=20 kPa。 因此室内所需压力： H=H1+H2+H3+H4= 112.5+24.20+11.06+20=167.76kPa 考虑 20kPa 的安全水头，则满足该区供水的压力为 187.76kPa，而市政管网常年可保证的工 作压力为 200 kPa，足够满足 1-3 层供水要求，不必再进行调整计算。 （6）高区所需压力 图 2-3 高区给水管网最不利管路水力计算用图 A. 根据计算用图，高区管网水力计算成果如表 2-5 所示。 表 2-5 高区给水管网最不利管路水力计算表 管段编 号 顺序编号 自 至 当量总 数 设计秒流 量 q(L/S) DN （mm） V(m/s ) 单阻 i 管长 （m） 沿程水头 损失 hy=iL 1 0 1 0.5 0.21 20 0.53 0.206 0.90 0.185 2 1 2 1 0.30 20 0.79 0.422 0.90 0.380 3 2 3 1.5 0.37 25 0.61 0.188 4.46 0.838 4 3 4 2 0.42 25 0.61 0.188 2.55 0.479 5 4 5 2.5 0.47 25 0.76 0.279 0.82 0.229 6 5 6 3 0.52 25 0.76 0.279 0.82 0.229 7 6 7 3.5 0.56 25 0.91 0.386 2.46 0.950 8 7 8 7.5 0.82 32 0.79 0.229 10.62 2.432 9 8 9 7.5 0.82 32 0.79 0.229 3.60 0.824 10 9 10 15 1.16 32 0.98 0.34 3.60 1.224 11 10 11 22.5 1.42 40 0.90 0.217 3.60 0.781 12 11 12 30 1.64 40 0.90 0.217 3.60 0.781 PDF created with pdfFactory Pro trial version 13 12 13 37.5 1.84 50 0.76 0.119 3.60 0.428 14 13 14 45 2.01 50 0.76 0.119 3.60 0.428 15 14 15 52.5 2.17 50 0.76 0.119 3.90 0.464 16 15 16 60 2.32 50 0.95 0.517 3.60 1.861 17 16 17 67.5 2.46 50 0.95 0.517 3.60 1.861 18 17 18 75 2.60 50 0.95 0.517 3.60 1.861 19 18 19 81.5 2.71 50 1.14 0.245 4.00 0.980 20 19 20 88 2.81 50 1.14 0.245 14.00 3.430 21 20 21 253 4.77 70 1.30 0.247 3.00 0.741 hy=21.39 Kpa B. 校核水箱安装高度 总水头损失： H2=1.3hy=1.321.39 kPa=27.81 kPa。 自闭式冲洗阀大便器的最低工作压力 H4=20 kPa。 水箱出水点至最不利配水点的高差 h=62.1+0.5-（52.6+0.85）=9.15m=91.5kPaH2+H4=47.81kPa 因此屋顶水箱的安装高度满足要求，不必重新调整。 （7）生活水泵的选择 图 2-4 水泵选择计算用图 水泵出水量为最大日最大时用水量 Q=qb=6.74m 3/h=1.87L/s。由给水塑料管水力计算表查得： 当水泵出水管侧 Q=1.87L/s 时，选用 DN50，v=0.76m/s，i=0.119kPa/m；吸水管侧选用 DN70， v=0.65m/s，i=0.072kPa/m。由计算图可知压水管长度为 96.3m，吸水管长度为 1.0m。沿程水头 损 失 为0.072 1.0+0.119 96.3=11.53kPa ， 总 水 头 损 失 为H2=1.3 h=1.3 11.53kPa=15.00kPa=1.50m。水箱进水口浮球阀最低工作压力 H4=20kPa=2.0m。水箱最高水位与 贮水池最低水位之差为 65.3-(-4.3)=69.6m。因此，水泵扬程为 Hp=69.6+2+1.5=73.1m。 故若要满足给水要求，给水泵组流量需满足 Q=6.74m 3/h=1.87L/s，扬程 73.1m。选用 40MS 8-4.0 多级离心泵两台，其中一台备用；MSL 型泵运转噪声较低，特别适用于城镇高层建筑及 PDF created with pdfFactory Pro trial version 高级建筑给水。其参数见下表： 表 2-6 40MS8-4.0 多级离心泵水泵参数 型号 级数 流量 m/h 扬程 m 转速 r/min 功率 KW 5.4 78.4 8.4 69.6 40MS8-4.0 8 9.8 59.2 1450 4.0 3 建筑消防给水系统 3.1 消防给水系统的选择 （1）建筑分类 高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 中规定，建筑高度指建筑物室外地面到其檐 口或屋面层的高度，屋顶上的水箱间、电梯机房、排烟机房和楼梯出口间等不计入建筑高度； 建筑高度超过 24m 的公共建筑属于高层建筑；综合楼是指由二种及二种以上用途的楼层组成的 公共建筑；重要的办公楼、科研楼、档案楼，是指性质重要、建筑装修标准高，设备、资料贵 重，火灾危险性大、发生火灾后损失大、影响大的办公楼、科研楼、档案楼。规范中对于高层 建筑物的进一步分类如表 3-1 所示： 表 3-1 建筑分类 名称 一类 二类 居住 建筑 高级住宅 十九层及十九层以上地普通住宅 十层至十八层地普通住宅 公共 建筑 1.医院 2.高级旅馆 3.建筑高度超过 50m 或每层建筑面积超过 1000m2 的商业楼、 展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼 4.建筑高度超过 50m 或每层建筑面积超过 1500m2 的商住楼 5.中央级和省级（含计划单列市）广播电视楼 6.网局级和省级（含计划单列市）电力调度楼 7.省级（含计划单列市）邮政楼、防灾指挥调度楼 8.藏书超过 100 万册的图书馆、书库 9.重要的办公楼、科研楼、档案楼 10.建筑高度超过 50m 的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科 研楼、档案楼等 1.一类建筑以外商业楼、展 览楼、电信楼、财贸金融楼、 商住楼、图书馆、书库 2.省级以下的邮政楼、防灾 指挥调度楼、广播电视楼、 电力调度楼 3.建筑高度不超过 50m 的教 学楼和普通的旅馆、办公楼、 科研楼、档案楼等 根据以上规定，本建筑的建筑高度为 62.1m，是高层建筑；具有办公、会议、接待等多种用 途，属于综合楼；从建筑平面图中可以看出，本建筑的性质比较重要、建筑装修标准高，设备、 资料贵重，发生火灾后损失大、影响大，因此属于重要的办公楼，且属于一类高层建筑。 （2）消防给水系统的选择 我国高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 有如下的规定，高层建筑必须设置室内、 室外消火栓给水系统。建筑高度不超过 100m 的一类高层建筑及其裙房的下列部位，除普通住宅 和高层建筑中不宜用水扑救的部位外，应设自动喷水灭火系统：公共活动用房；走道、办公室 和旅馆的客房；可燃物品库房；高级住宅的居住用房；自动扶梯底部和垃圾道顶部。高层建筑 中经常有人停留或可燃物较多的地下室房间，应设自动喷水灭火系统。高层建筑内的可燃油油 PDF created with pdfFactory Pro trial version 浸电力变压器室，充可燃油的高压电容器和多油开关室等，应设气体或水喷雾等自动灭火系统。 高层建筑的下列房间，应设气体等自动灭火系统：大、中型电子计算机房；珍藏库房；自备发 电机房；贵重设备室。 根据以上规定，本建筑需要设置室内（各层，包括裙房、地下室） 、室外消火栓给水系统； 其内部某些部分还应视情况设置自动喷水灭火系统。一些楼层和特殊的场所，如地下室的配电 室，空调机房，通讯机房，校验计量室等，还应设置气体或水喷雾等自动灭火系统。由于缺乏 经验、专业知识有限，在本设计中只对室内消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统进行了设计， 其它的没有做。 3.2 室外消火栓给水系统 3.2.1 设计说明 我国高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 规定，下列场所需要设置室外消火栓： 1) 城镇、居住区及企事业单位； 2) 厂房、库房及民用建筑； 3) 汽车库、修车库和停车场； 4) 易燃、可燃材料露天、半露天堆场，可燃气体储罐或储罐区等室外场所；3.2.2 消 火栓布置 高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 规定，该综合办公楼室外消火栓用水 量为 30L/s，每个消火栓用水量取 10L/s。故改综合办公楼设置了三个室外消火栓，具体 布置图如一层平面图。 3.3 室内消火栓给水系统 3.3.1 设计说明 我国高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 规定，高层建筑必须设置独立的消防给 水系统；高层建筑中需同时设置消火栓给水系统和自动喷水灭火系统时，应优先采用两类系统 独立设置方式；若有困难，可合用消防水泵，但必须在自动喷水灭火系统报警阀前将两类系统 分开设置。 经过分析后，在本建筑中采用目前高层建筑中广泛采用的临时高压给水系统，同时设置消火 栓给水系统和自动喷水灭火系统，并且两类系统独立设置。 高层民用建筑设计防火规范 GB 5004595 规定， 消火栓栓口静水压力不应大于 0.80MPa， 当大于 0.80MPa 时，应采取分区给水系统。由平面图标高所示，需要设置室内消火栓的建筑高 度超过 50m，故采用竖向分区的室内消火栓给水系统进行试算。 室外埋地管和消火栓给水管道采用给水铸铁管，价格低，耐腐蚀，经久耐用。 3.3.2 消火栓布置 高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 规定，除无可燃物的设备层外，高层建筑和 裙房的各层均应设室内消火栓，并应符合下列规定：消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于 取用的地点；消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达；消火 栓的水枪充实水柱长度应通过水力计算确定，且建筑高度不超过 100m 的高层建筑充实水柱长度 PDF created with pdfFactory Pro trial version 不应小于 10m，建筑高度超过 100m 的高层建筑充实水柱长度不应小于 13m；消火栓的间距应由 计算确定，且高层建筑不应大于 30m，裙房不应大于 50m；消火栓栓口离地面高度宜为 1.10m， 栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直；消火栓栓口的出水压力大于 0.50MP 时，消 火栓处应设减压装置；消火栓应采用同一型号规格，消火栓的栓口直径应为 65mm，水带长度不 应超过 25m，水枪喷嘴口径不应小于 19mm；临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消 防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施；消防电梯间前室应设消火栓；高层建筑的屋顶应设 一个装有压力显示装置的检查用的消火栓，采暖地区可设在顶层出口处或水箱间内。 在本建筑的设计中，室内消火栓按单排布置。按规范规定，该办公楼应保证有 2 支水枪的充 实水柱同时达到同层任何部位；水枪充实水柱长度 Hm 不小于 10 米，本设计中取 12 米。消火栓 口离室内地坪的安装高度为 1.1 米。水带长度 Ld 取 25m，水带展开时的弯曲折减系数 C 取 0.9。 1-2 层建筑物总长度为 76.7m，3-15 层建筑物总长度为 42.9m。对一般建筑（层高 33.5m）由 于净高的限制，一般按 Ls=3m 计算；对于层高大于 3.5m 的建筑，Ls=0.71Hm； （Hm：水枪充实水柱 长度，m） 。Hm=1.41（H1- H2） ； （H1 ：室内最高着火点离地面高度，取 4.5m；H2 ：水枪喷嘴离地 面高度，取 1m）则 Ls=3.5m。 消火栓最大保护半径： R=CLd+Ls=0.925+3.5=26 式中：R消火栓最大保护半径，m； C水带展开时的弯曲折减系数，这里取 0.9； Ld水带长度，这里取 25m； Ls水枪充实水柱倾斜 45时的水平投影长度，Ls=0.71Hm，m； Hm水枪充实水柱的长度，m； 消防立管的布置间距：根据规范，室内消火栓的布置间距不应大于 30 米， 消火栓距边墙的距离小于等于 0.626=15.6m，相邻消火栓横向间的距离小于等于 0.8 26=20.8m，消火栓纵向间的距离小于等于 1.626=41.6m。 地下一层在柱子上设 12 个消火栓， 1-2 层在走道上设 6 个消火栓,3-15 层每层在走道上设 4 个消火栓。每层的消防电梯前室也设一个消火栓。另外，地下 1 层、1 层的房间布置不规则，具 体的消火栓布置会有所变化。在屋顶水箱间设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓。 3.3.3 水枪喷嘴处所需水压 按照规范的规定，在本建筑内选用同一规格的消火栓、水带和水枪，以方便使用。水枪喷嘴 口径取 19mm，消火栓口径取 65mm。水枪系数=0.0097，水枪实验系数f=1.21。 表 3-2 水枪系数值 Df (mm) 13 16 19 0.0165 0.0124 0.0097 表 3-3 水枪实验系数系数 f 值 Hm(mH2O) 6 8 10 12 16 f 1.19 1.19 1.20 1.21 1.24 PDF created with pdfFactory Pro trial version 3.3.4 管道布置 高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 规定，室内消防给水系统应与生活、生产给 水系统分开独立设置；室内消防给水管道应布置成环状；室内消防给水环状管网的进水管和区 域高压或临时高压给水系统的引人管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或 引入管应能保证消防用水量和水压的要求；消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水 枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位；每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算 确定，但不应小于 100mm。设计中严格按照规范进行，但由于该建筑的裙房不规则，因此管道布 置不是很整齐。地下室、首层、二层中从横干管直接引出的一个消火栓，其连接管采用 65mm 管 径；若一根竖管上引出两根消火栓，则该竖管采用 100 mm 的管径。配水管道管径具体布置情况 见平面布置图。 水枪喷嘴处所需水压： Hq= f Hm/(1- f Hm)=1.2112/(1-0.00971.2112)=16.9mH2O 式中：Hq水枪喷嘴处的压力，kPa； f 实验系数； Hm水枪充实水柱长度，m； 喷嘴口径 19mm 的水枪水流特性系数 B=1.577。 表 3-4 特性系数 B 水枪喷口直径(mm) 13 16 19 22 B 0.346 0.793 1.557 2.836 水枪喷嘴的出流量SLBHqxh/16. 5)9 .16577. 1 ()( q =5.0 L/s，符合规范规定的每支 水枪的最小出流量规定（也可以查相关计算表直接得到 qxh =5.2 L/s） 。 式中：qxh 水枪的射流量，L/s； B 水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口有关； Hq 水枪喷嘴处的压力，kPa； 表 3-5 消火栓给水系统的用水量 消火栓用水量 （L/s） 高 层 建 筑 类 别 建筑高度 （m） 室外 室内 每根竖管最 小流量 （L/s） 每支水枪 最小流量 （L/s） 50 15 10 10 5 普通住宅 50 15 20 10 5 1.高级住宅 2.建筑高度超过 50m 或每层建筑 面积超过 1000m2 的商业楼、展览 楼、综合楼、财贸金融楼、电信楼 3.建筑高度超过 50m 或每层建筑 面积超过 1500m2 的商住楼 4.中央和省级（含计划单列市）广 50 30 30 15 5 PDF created with pdfFactory Pro trial version 播电视楼 5.网局级和省级（含计划单列市） 电力调度楼 6.省级（含计划单列市）邮政楼、 防灾指挥调度楼 7.藏书超过 100 万册的图书馆、 书 库 8.重要的办公楼、科研楼、档案楼 9.建筑高度超过 50m 的教学楼和 普通的旅馆、办公楼、科研楼、档 案楼等 50 30 40 15 5 注：建筑高度不超过 50m，室内消火栓用水量超过 20Ls且设有自动喷水灭火系统的建筑 物，其室内、外消防用水量可按本表减少 5Ls。 3.3.5 水带阻力 根据水枪和消火栓类别选用直径 65mm 的水带， 本建筑采用室内消火栓经常使用的衬胶水带， 阻力小，比阻 Az=0.001722。 水带水力损失： hd=Az Ld qxh 2=0.00172255.162=1.14 OH2m 式中：hd 水带水头损失，kPa； Az 水带阻力系数； Ld 水带长度，m； qxh 水枪的射流量，L/s； 3.3.6 消火栓口所需压力 取消火栓出口处的水头损失取 Hk=20kPa=2.0 mH2O，则消火栓口所需压力为： Hxh= Hq +hd+Hk=16.9+1.14+2=20.04 mH2O 式中：Hxh 消火栓口的水压，kPa； Hq 水枪喷嘴处的压力； hd 水带的水头损失，kPa； Hk 消火栓栓口水头损失，按 20kPa 计算； 校核： 设置的消防水箱的消防最低水位为 62.6m， 最不利点消火栓口高程为 52.6+1.1=53.7m， 则压差为 62.6-53.7=8.9m，大于规范规定的最小静水压力 0.07MPa，因此不需要设置增压措施。 3.3.7 水力计算 （1）设计参数选择和水力计算 根据本建筑的性质，按照高层民用建筑设计防火规范GB 5004595 规定，本建筑的消 火栓给水系统的用水量为室内 40 L/s，室外 30 L/s，每支水枪最小流量 5 L/s，每根竖管最小 流量 15L/s。按照最不利点计算流量的分配要求，最不利点消防竖管出水枪支数为 3 支，相邻竖 管出水枪支数 3 支，次相邻竖管出水枪支数 2 支。具体布置情况见平面布置图和计算计算草图 PDF created with pdfFactory Pro trial version 3-1。 表 3-6 最不利点计算流量分配 室内消防计算流 量 / 最不利点消防竖管出水 枪支数/支 相邻竖管出 水枪支数