长春工程学院毕业设计设计计算书.docx
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长春工程学院毕业设计设计计算书
摘要
该设计为昆明雅悦酒店建筑给水排水设计,设计内容包括给水系统设计,排水系统设计,,消防系统设计,自动喷水系统设计,热水系统设计。
由于该建筑高度83.8米,市政管网压力0.26MPa,无法满足压力要求,故采用分区供水。
给水分区为高、中、低区,14-24层为高区,3-13层为中区,1-2层为低区。
中区、高区由变频水泵供水,低区利用市政管网直接供水。
排水采用污废水合流的方式。
该建筑物高度低于100米,消防系统不分区,,采用减压稳压消火栓。
自喷系统采用中危一级标准,正常压力为0.1MPa。
热水采用立管循环系统。
关键词:
高层建筑;给水排水;给水分区;自喷系统。
、
ABSTRACT
ThedesignforthetheKunmingYaHyattWaterandDrainageDesign,thedesignincludesdesignofwatersupplysystem,drainagesystemdesign,fireprotectionsystemdesign,thedesignofautomaticsprinklersystems,hotwatersystemdesign.Thebuildingheightof83.8meters,themunicipalpipenetworkpressure0.26MPa,unabletomeetthepressurerequirements,sothepartitionofwatersupply.Waterdistrict,thelowerzone14-24floorshighzone3-13layerfortheCentralDistrict1-2layerforthelowerzone.CentralZonebythevariablefrequencypumpwater,thelowerzonetodirectwatertothemunicipalpipenetwork.Drainageusingtheconfluenceofwaterandwastewater.Thebuildingheightoflessthan100meters,fireprotectionsystemdoesnotpartition,usingthefirehydrantofthevacuumregulator.Incrisissincethespraysystemusesastandard,normalpressureof0.1MPa.Thecirculatorysystemofhotwaterriser.
Keywords:
high-risebuildings;watersupplyanddrainage;waterdistrict;fromthespraysystem.
前言
高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比,基本理论和计算方法在某些方面是相同的,但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑功能广、建筑结构复杂,以及所受外界条件的限制等,高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上,还是广度上,都超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴,并且有以下一些特点高层建筑给水排水设备的使用人数多,瞬时的给水量和排水流量靠的水源,以及经济合理的给水排水系统形式,并妥善处理排水管道的通气问题,以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。
下面就高层建筑给水排水工程的主要特点介绍如下:
1、高层建筑层数多、高度大。
给水系统及热水系统中的静水压力很大,为保证管道及配件免受破坏,必须对给水系统和热水系统进行合理的竖向分区,加设减压设备以及中间和屋顶水箱,使系统运行完好。
2、高层建筑的功能复杂,失火可能性大,失火后蔓延迅速,人员疏散及扑救困难。
为此,必须设置安全可靠的室内消防给水系统,满足各类消防的要求,而且消防给水的设计应“立足自救”,方可保证及时扑灭火灾,防止重大事故发生。
3、高层建筑对防噪声、防震等要求较高,但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多,必须考虑管道的防震、防沉降、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等措施。
以保证管道不漏水,不损坏建筑结构及装饰,不影响周围环境,使系统安全运行。
第一部分设计说明书
1生活给水系统
根据有关设计相关资料,建筑物的性质、用途、层高及设计要求,结合室外城市管网能够提供的水压,确定给水系统的方式及组成。
1.1相关规范
摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)):
3.3.4卫生器具给水配件承受的最大工作压力,不得大于0.6MPa。
3.3.5高层建筑生活给水系统应竖向分区,竖向分区应符合下列要求:
1各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa;
2水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设置;
3各分区最不利配水点的水压,应满足用水水压要求。
3.3.6建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统,宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。
建筑高度超过100m的建筑,宜采用垂直串连供水方式。
1.2竖向分区
由《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第1.0.3条知:
建筑高度高于或等于24m的公共建筑或高于或等于10层的住宅称为高层建筑。
对于高层建筑而言,生活给水系统由于其层数多、竖向高度大,为避免建筑低层配水点静水压力过大,需要进行竖向分区。
合理的确定高层建筑给水系统的竖向分区,关系到给水系统的运行、使用、维护、管理、投资节能等情况的效果,是高层建筑给水系统的首要环节。
目前,国内外在高层建筑给水设计中,普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据,进行竖向分区的。
我国《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.3.5规定:
各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa。
根据规范要求,并结合昆明雅悦酒店的层数、功能及室外供水压力,将该建筑竖向分为3个供水区。
本工程已知市政给水管网可保证资用水头为26mH2O,室外给水管网只能满足建筑下部一二层的供水要求,故分区如下:
1-2层和地下室为低区,可利用室外给水管网的压力直接供水;3~13层为中区,14~24层为高区。
1.3方案确定
对于分区三个以上的高层建筑,给水系统的供水方式应进行方案比较,方案比较可遵循供水技术可靠、经济合理的原则,从中选出两个可行性方案进行比较优缺点。
昆明雅悦酒店给水系统竖向分为3区,其中低区由市政管网直接供水,中区和高区给水需进行二次加压,中区和高区给水方案比较如表1.1所示。
中区、高区给水方案比较表表1.1
供水方案
供水方式说明
优缺点
使用范围
备注
变频调速水泵给水方式
采用离心式水泵配以变频调速控制装置,通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速,从而使水泵的转速发生变化
高效节能,比一般设备节能10%-40%;设备占地面积小,不设高位水箱,减少了建筑负荷,节省水箱占地面积,又可有效的避免水质的二次污染
适用于水量随机变化的的用户
为避免系统在小流量或微流量用水情况下,水泵工作效率低,宜为该系统配备小型气压罐
高位水箱-减压给水方式
屋顶设置高位水箱,水泵统一加压,利用减压阀减压,上区供下区用水
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,维护管道较方便,下区供水受上区的限制,能源消耗较大
允许设置高位水箱,电力供应比较充足,电价较低的各类高层建筑
变频调速水泵给水方式采用离心式水泵配以变频调速控制装置,通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速,从而使水泵的转速发生变化高效节能,比一般设备节能10%-40%;设备占地面积小,不设高位水箱,减少了建筑负荷,节省水箱占地面积,又可有效的避免水质的二次污染适用于水量随机变化的的用户为避免系统在小流量或微流量用水情况下,水泵工作效率低,宜为该系统配备小型气压罐
高位水箱-减压给水方式屋顶设置高位水箱,水泵统一加压,利用减压阀减压,上区供下区用水供水较可靠,设备与管道较简单,投资较节省,设备布置较集中,维护管道较方便,下区供水受上区的限制,能源消耗较大允许设置高位水箱,电力供应比较充足,电价较低的各类高层建筑
因本建筑没有设置水箱间,并且根据规范要求避免二次污染,节能等综合考虑本设计采用变频水泵供水系统。
1.4管道布置与敷设
给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置,以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。
进行管道布置时,不但要处理和协调好各种相关因素的关系,还要满足以下基本要求:
(1)确保供水安全和良好的水力条件,力求经济合理
(2)保护管道不受损坏
(3)不影响生产安全和建筑物的使用
(4)便于安装维修
给水管道与其他管道和建筑结构的最小净距如表1.3所示。
给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距表
给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距表表1.2
给水管道名称
室内地面(mm)
地沟壁和其它管道(mm)
梁、柱、设备(mm)
排水管
备注
水平净距(mm)
垂直净距(mm)
引入管
≥1000
≥150
在排水管上方
横干管
≥100
≥100
≥50且此处无接头
≥500
≥150
在排水管上方
立管
管径
≥25
<32
32~50
≥35
75~100
≥50
125~150
≥60
1.4.1昆明雅悦酒店给水管道的敷设
低区给水系统利用市政管网压力直接供水,采用下行上给的供水方式,枝状管网、横干管敷设于地下一层的天花板下,给水立管布置在墙角、柱边,并由土建装饰处理。
中区、高区采用上行下给的供水方式,中区的水平干管敷设在13层的吊顶内,高区的水平横干管敷设在24层的吊顶内。
主立管置于管道井内,横支管在地下敷设。
给水管道与其他管道之间留有一定的距离,以防止给水管水质被污染,同时便于安装检修。
引入管穿越地下室外墙处,设防水套管。
给水管道穿过承重墙基础时,均进行预留洞口,预留洞尺寸,考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求,其值不小于0.1m。
管道在空中敷设时采用支架或托架固定,立管设管卡固定。
2生活热水系统
2.1相关规范
摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)):
5.2.13高层建筑热水系统的分区,应遵循如下原则:
1与给水系统的分区应一致,各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应;当不能满足时,应采取保证系统冷热水压力平衡的措施。
2当采用减压阀分区时,除满足本规范3.4.10条的要求外,尚应保证各分区热水的循环。
5.2.14当给水管道的水压变化较大且用水点要求水压稳定时,宜采用开式热水供应系统或采取稳压措施。
5.2.15当卫生设备有冷热水混合器或混合龙头时,冷、热水供应系统在配水点处应有相近的水压。
5.2.11循环管道应采用同程布置的方式,并设循环泵,采取机械循环。
5.4.20膨胀管上严禁装设阀门。
5.4.21在闭式热水供应系统中,应设置压力式膨胀罐、泄压阀,并符合下列要求:
3膨胀罐宜设置在加热设备的冷水进水管或热水回水管上。
5.4.11在设有高位加热贮热水箱的连续加热的热水供应系统中,应设置冷水补给水箱。
注:
当有冷水箱可补给热水供应系统冷水时,可不另设冷水补给水箱。
5.4.12冷水补给水箱的设置高度(以水箱底计算)应保证最不利处的配水点所需水压。
5.4.13冷水补给水管的设置,应符合下列要求:
1冷水补给水管的管径,应按热水供应系统的设计秒流量确定。
2冷水补给水管除供给加热设备、加热水箱、热水贮水器外,不宜再供其它用水。
3有第一循环的热水供应系统,冷水补给水管应接入热水贮水罐,不得接入第一循环的回水管、锅炉或热水机组。
2.2竖向分区
高层建筑热水供应系统同生活给水系统一样,也必须进行竖向分区。
为了平衡系统压力,热水系统分区与冷水系统一致。
2.3方案确定
(1)热水供应系统类型的选择,应根据使用要求、耗热量、用水点分布、热源种类等因素确定。
考虑到局部热水供应系统热效率低,热水成本高,使用不够方便舒适,而本酒店热水用量大,对热水供应要求较高,并要求热水使用方便舒适,故采用集中热水供应方式。
(2)热源的选择
该酒店附近有表压为0.2MPa的蒸汽热源,故采用蒸汽做集中热水供应系统的热媒。
(3)根据雅悦酒店的建筑性质,并结合给水系统,通过比较后确定其热水供应方式为:
间接加热方式、闭式、立管循环系统。
方式确定理由如下:
1)间接加热:
酒店要求供水稳定、安全,且噪声要求低;
2)闭式:
雅悦酒店供水方式为变频供水方式,该给水方式不具备高位水箱;
3)立管循环:
本建筑为全日供应热水的建筑。
2.4热水管道的布置与敷设
热水管道的布置与敷设除了应满足给(冷)水管布置敷设的要求外,还应注意由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题
热水管道的敷设应满足《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)的下列条款要求:
5.6.3热水管道系统,应有补偿管道热胀冷缩的措施。
5.6.4上行下给式系统配水干管最高点应设排气装置,下行上给配水系统,可利用最高配水点放气;系统最低点应设泄水装置。
5.6.5下行上给式系统设有循环管道时,其回水立管可在最高配水点以下(约0.5m)与配水立管连接。
上行下给式系统可将循环管道与各立管连接。
5.6.11当需计量热水总用水量时,可在水加热设备的冷水供水管上装冷水表,对成组和个别用水点可在专供支管上装设热水水表。
有集中供应热水的住宅应装设分户热水水表。
水表的选型、计算及设置应符合本规范3.4.17条、3.4.18条、3.4.19条的规定。
5.6.12热水横管的敷设坡度不宜小于0.003。
5.6.13塑料热水管宜暗设,明设时立管宜布置在不受撞击处,如不能避免时,应在管外加保护措施。
3排水系统
3.1相关规范
摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)):
4.1.2建筑物内下列情况下宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统:
1建筑物使用性质对卫生标准要求较高时;
2生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时;
3生活废水需回收利用时。
4.1.3下列建筑物排水应单独排水至水处理或回收构筑物;
1公共饮食业厨房含有大量油脂的洗涤废水;
2洗车台冲洗水;
3含有大量致病菌,放射性元素超过排放标准的医院污水;
4水温超过40℃的锅炉、水加热器等加热设备排水;
5用作中水水源的生活排水。
3.2排水系统的确定
建筑内部排水体制有分流须独立设置,所谓分流与合流通常是指粪便污水与生活废水是分流设置管道收集排放还是用一套管道收集排放。
制和合流制两种。
对城市排水系统而言,粪便污水和生活废水统生活污水。
所谓分流制是指雨水和粪便污水、生活废水分流,所谓合流是指雨水和粪便污水、生活废水合流。
根据规范要求,建筑排水系统的选择有以下几个要点:
(1)分流或合流排水系统的选择,应根据污水性质、污染程度、结合室外排水体制和有利于综合利用与处理的要求确定。
(2)生活污水一般须经化粪池处理,此时粪便污水宜与生活废水分流;当排往污水处理厂时,宜合流排出。
(3)当建筑物内设置中水系统时,生活废水与生活污水应分流排出。
(4)含有毒和有害物质的生产污水,含有大量油脂的生活废水,以及经技术经济比较认为需要回收利用的生产废水、生活废水等均应分流排出。
(5)建筑物雨水应单独排出。
工业废水如不含有机物,而带大量泥沙、矿物质时,应经机械处理后方可排入室内密闭系统雨水管道。
在确定建筑内部排水体制和设置建筑内部排水系统时,应根据污、废水性质、污染程度、室外排水体制和城市污水处理设施完善程度以及污水有无回用要求等因素,通过经济技术比较确定。
综合以上因素,本酒店室内污水采用合流制排放,排水立管采用双立管排水系统,这种系统是有一根排水立管和一根专用通气立管组成。
双立管排水系统是利用排水立管和另一根立管之间进行气流交换,也郊外通气。
这种系统具有良好的排水性能和通气性能,适用于污废水合流的各类高层和高层建筑。
3.3排水管道的布置与敷设
高层建筑的排水管道的布置应满足良好的水力条件,还需考虑维护的方便,保证管道正常运行以及经济和美观的要求。
(1)排水顺畅、水力条件好
为使排水管道系统能够将室内产生的污废水以最短的距离、最短的时间排出室外,应采用水力条件好的管件和连接方法。
排水支管不宜太长,尽量少转弯,连接的卫生器具不宜太多;立管宜靠近外墙,靠近排水量大、水中杂质多的卫生器具;排出管以最短的距离排出室外,尽量避免在室内转弯。
(2)保证设有排水管道房间或场所的正常使用
在某些房间或场所布置排水管道时,要保证这些房间或场所正常使用,如横支管不得穿越有特殊要求的生产厂房、食品及贵重商品仓库、通风小室和变电室;不得布置在遇水易引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备上面,也不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调场所的上方。
(3)保证排水管道不受损坏
为使排水系统安全可靠的使用,必须保证排水管道不会受到腐蚀、外力、热烤等破坏。
如管道不得穿过沉降缝、烟道、风道;管道穿过承重墙和基础是应有预留孔洞;埋地管不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础;湿陷性黄土地区横干管应设在地沟内;排水立管采用柔性接口;塑料排水管道应远离温度高的设备和装置,在汇合配件处设置伸缩节等。
(4)室内环境卫生条件好
为创造一个安全、卫生、舒适、安静、美观的生活生产环境,管道不得穿越卧式、病房等对卫生、安静要求较高的房间,并不宜靠近与卧式相邻的内墙;商品住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户;排水立管仅设置伸顶通气管时,最低排水横支管与立管连接处距排水立管管底垂直距离小于表4-2规定的最小距离时,底部支管应单独排出。
最低横支管与立管连接处到立管管底的垂直距离表3.1
立管连接卫生器具的层数
垂直距离(m)
≦4
0.45
5~6
0.75
7~12
1.2
13~19
3
≧20
6
(5)施工安装、维护管理方便
为便于施工安装,管道距楼板和墙应有一定的距离。
为便于日常维护管理,排水立管宜靠近外墙,以减少埋地横干管的长度;对于废水含有大量的悬浮物或沉淀物,管道需要经常冲洗,排水支管较多,排水点的位置不固定的公共餐饮的厨房、公共浴池、洗衣房、生产车间可以用排水沟代替排水管。
应按规范规定设置检查口或清扫口。
如铸铁排水立管上检查口之间的距离不宜大于10m,塑料排水立管宜每6层设置一个检查口。
但在建筑物的最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层,应设置检查口;检查口应在地(楼)面以上1.0m,并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。
在连接2个及2个以上的大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上,宜设置清扫口。
在连接4个及4个以上的大便器的塑料排水横管上宜设置清扫口。
清扫口宜设置在楼板或地坪上,且与地面相平。
在水流偏转角大于45°的排水横管上,应设置检查口或清扫口。
当排水立管底部或排出管上的清扫口至室外检查井中心的距离大于表4-3的数值时,应在排出管上设置清扫口。
排水立管或排出管上的清扫口至室外检查井的最大允许长度表3.2
管径(mm)
50
75
100
>100
最大长度(m)
10
12
15
20
(6)占地面积小,总管线短,工程造价低。
4消防系统
4.1相关规范
摘自(《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)):
3.0.1高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类。
并应符合表3.0.1的规定。
7.1.1高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。
7.2.2高层建筑室内、外消火栓给水系统的用水量,不应小于表7.2.2的规定。
7.3.3商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库,重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按3.00h计算,其它高层建筑可按2.00h计算。
自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1.00h计算。
7.4.5消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa,当大于1.00MPa时,应采取分区给水系统。
消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时,应采取减压措施。
7.4.6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。
7.4.8消防电梯间前室应设消火栓。
7.4.2高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。
当建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa;当建筑高度超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。
当高位消防水箱不能满足上述静压要求时,应设增压设施。
7.4.5除串联消防给水系统外,发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入高位消防水箱。
7.6.2建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房,除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外,均应设自动喷水灭火系统。
摘自《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版):
8.0.1配水管道的工作压力不应大于1.20MPa,并不应设置其他用水设施。
8.0.5管道的直径应经水力计算确定。
配水管道的布置,应使配水管入口的压力均衡。
轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa。
8.0.6配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数,轻危险级、中危险级场所不应超过8只,同时在吊顶上下安装喷头的配水支管,上下侧均不应超过8只。
严重危险级及仓库危险级场所均不应超过6只。
6.2.3一个报警阀组控制的喷头数应符合下列规定:
1湿式系统、预作用系统不宜超过800只;干式系统不宜超过500只。
2当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时,应只将数量较多一侧的喷
头计入报警阀组控制的喷头总数。
6.2.4每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头,其高程差不宜大于50m。
10.1.4当自动喷水灭火系统中没有2个及以上报警阀组时,报警阀组前宜设环状供水管道。
4.2建筑物类别和火灾危险等级的确定
根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第1.0.3,知兴隆住宅楼属于高层建筑。
根据设计资料,参照《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第3.0.1及《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)附录A,确定雅悦酒店的建筑物类别为一类,火灾危险等级为中危险级Ⅰ级。
根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版),雅悦酒店需要设置室内消火栓给水系统
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