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1、武汉科技大学城市建设学院给水排水工程工程毕业设计11.绪论绪论1.1 设计任务设计任务:按照上级批准的设计任务书规定, 设计武汉工业大学学生公寓给水排水工程。 具体项目为:1 建筑室外管道与设施布置(包括:引入管,水井表,化粪池,检查井,排出管,室外消火栓,室外消防水泵结合器等) ;2 室内给水系统设计(包括:室内生活冷水供应系统,室内消火栓供水系统,室内自动喷淋供水系统,泵房与水池布置) ;3 室内排水系统设计(包括:室内排水系统与屋面雨水排水系统) 。1.2 设计文件及设计资料:设计文件及设计资料:1 已获得批准的设计任务书2 给水排水设计规范3 自动喷淋灭火系统设计规范4 建筑给水排水设
2、计手册5 给水排水标准规范实施手册6 建筑给水排水工程课本7 有关设备样本8 建筑提供的条件图(六张)9 建筑给水排水常用设计规范详解手册10给水排水标准图集11高层建筑给水排水工程课本12高层建筑防火设计规范13给水排水制图标准 GB/T501062001本建筑位于我国中南地区,建筑高度 69.50 米,其功能分配以及建筑室内外高差详见条件图纸。地面十七层,地下一层。地下一层为设备用房(层高 4.80 米) 。该建筑物主要为教学和办公之用。城市给水网允许从建筑南面接出一条不大于 DN150的管道,埋深 0.8 米;城市排水网允许从建筑东面接入一条不大于 DN300 的管道,接口检查井管底相对
3、标高-1.8 米。该地区冬季冻土深度 0.6 米,地下水位深度 0.9 米。1.3 设计成果设计成果:1.3.1 毕业设计说明书(附计算书) ;武汉科技大学城市建设学院给水排水工程工程毕业设计21.3.2 绘图部分:(1)设计施工总说明(包括:设计说明、图例、材料设备表) ;(2)地下一层给排水平面布置图;(3)一层给排水平面布置图(含室外布置) ;(4)二层给排水平面布置图;(5)三到五层给排水平面图;(6)六到七层给排水平面图;(7)八层给排水平面图;(8)九层给排水平面图;(9)十到十一层给排水平面图;(10)十二到十六层给排水平面图;(11)十七层给排水平面图;(12)屋面层给排水平面
4、布置图;(13)给水系统图;(14)消火栓系统图;(15)排水系统图;(16)喷淋系统图;(17)地下泵房系统图;(18)卫生间大样图。(19)地下泵房剖面图2.设计说明书设计说明书2.1 给水系统计算给水系统计算2.1.1 给水系统方案选择给水系统方案选择本建筑物地面十七层,地下一层。地下一层为设备用房(层高 4.8 米) ,地面 3-8 层主要为教室,9-17 层主要为办公室,总高度 69.50 米。我国目前高层建筑给水系统分区水压的范围可采用:旅馆、医院、住宅建筑:30-40mH2O;办公建筑:35-45 mH2O。故分为两个区,地下一层和地面 16 层为低区,7-17 层为高区,为了利
5、用市政管网的压力,低区采用市政管网直接供水,高区部分可以采用的给水方式有:高位水箱给水方式,变频调速水泵给水方式,气压给水方式。GBJ45-82高层民用建筑设计防火规范规定: “采用高压给水系统时,武汉科技大学城市建设学院给水排水工程工程毕业设计3可不设高位消防水箱,当采用临时高压给水系统时,应设高位消防水箱”我国目前消防给水系统中临时高压制居多, 高层建筑一般都设有高位消防水箱, 在高位水箱有效容积增加不多的情况下, 生活贮水与消防贮水同时贮存于一个水箱中, 这既经济又便于管理高位水箱具有稳压作用,使冷热水系统水压保持平衡,方便用户用水。变频调速水泵的优点为可不设水箱, 防止了第二次污染,
6、但需要一套价格较贵的变速水泵及自动控制设备, 且维修较复杂。气压罐给水方式的主要缺点为运行动力费用高,气压罐储水量小,水泵启闭频繁,水压变化幅度大,罐内起始压力高于管网所需的设计压力,还需要定期充加氮气,维护教为复杂。因城市管网常年可资用水头远不能满足用水要求,故考虑二次加压, 根据原始资料,本建筑为教学和办公用,屋顶标高为 64.20M,直接采用水泵-水箱给水方式,下面几层供水压力将超过 0.35MP,容易造成接口损坏,且未能有效利用市政管网水压,浪费能量,同时,屋顶水箱容积过大,增加建筑负荷和投资费用。室外常年可资用水头为 0.30MP,可考虑直接向较低的几层供水。生活区的给水可以三种方式
7、:(1).由增压水泵直接加压供给 7-17层的下行上给式;(2).由高水箱供给 7-17 层的上行下给式;(3).有上述两种方式结合的复合给水方式:7-17 层变频泵组下行上给。前两者由于楼层高,存在减压的问题,且考虑到用水时段的不均匀性。经方案比较,室内给水系统宜采用分区给水方式分为高,低二区。低区即为地下一层地面六层, 直接由市政供水。 高区采用城市管网地下贮水池水泵屋顶水箱各用水点。高位水箱给水方式供水原理图如下(左图):变频给水方式供水原理图如下(右图):武汉科技大学城市建设学院给水排水工程工程毕业设计4规范规定建筑内部的给水系统,宜利用室外给水管网的水压直接供水。如室外给水管网的水压
8、昼夜周期性不足时,应设置水箱;如水压在经常不足时,则应设置升压给水装置。设有水箱的给水方式的优点是:(1) 系统简单(2) 有一定的调节容积,供水可靠行好;(3) 管理方便;(4) 能缓解城市用水高峰的供水矛盾;(5) 水箱的“削峰”作用和利用夜间市政给水管网水压供水,可节省电能。高位水箱的不足是增加了建筑物的负荷, 平时应加强管理, 防止生活用水受到第二次污染;但是考虑到用水水压的稳定该供水方案是可行的。2.1.2 系统组成:系统组成:整个系统包括引入管,水表井,给水管网和附件,此外,还包括整个建筑生活和消防系统所需的地下贮水池,加压泵,屋顶水箱。2.1.3 加压设备及构筑物:加压设备及构筑
9、物:生 活 区 上 区 加 压 泵 采 用 两 台 50DL 7 型 立 式 多 级 分 段 式 离 心 泵(Q=12.6m3/h,H=85.4m),一用一备,其配套电机为 Y132M4(B5) ,功率为 7.5KW。2.1.4 管道布置及设备安装要求:管道布置及设备安装要求:(1).室内明装生活冷水给水管采用给水钢管;暗装生活冷水给水管也可采用 PPR 管。(2).阀门 50100 者采用 F504 型碟阀;D7 mh2o在屋顶采用加压措施到低区层时采用减压阀分区。此方法也适用于该建筑,但需增加设备和投资,不宜采用。此建筑为一类建筑,根据规范要求:室内消防流量取 40L/S,充实水柱取 13
10、M,每根竖管最小流量15L/s, 每支水枪最小流量5L/s, 用水时间为2小时, 室外消火栓消防流量为30L/s。消防立管管径为 DN100。消火栓的布置地下层到八层成环为一消防分区(地下层层消火栓口设置减压孔板) ,九到十七层成环为另一消防分区(九层消火栓口设置减压孔板)。环分别成在十七层、九层、八层、地下层层顶。每个消防分区设置单独的消防水泵。每区设三台泵,两用一备。高层建筑消火栓消防管道有不分区和分区两种供水方式,分区的供水方式中又有并联分区和串联分区两种方式。 并联分区的优点: 各区独立, 消防水泵集中于底层, 安全可靠性高。缺点为高区消防泵的扬程甚高,并需采用耐高压的消防立管,消防车
11、的压力不高时,高区的水泵接合器将失去作用。 一般适用于分区数很少的场合。 串联分区消防水泵分散于楼层各区,武汉科技大学城市建设学院给水排水工程工程毕业设计15高区发生火灾时,下面各区的消防水泵要联动,逐区向上供水,安全可靠性较差。但无需高压水泵和耐高压管道, 消防车对水泵接合器也能发挥作用。 本设计采用分区并联供水方式消防水泵集中设于地下层。据规范双股水的要求,每 25m 左右设置一个消火栓。消防电梯需设置消火栓,此外屋顶设室外消火栓一个,应满足其有 10m 的充实水柱。消防电梯的底设排水设施,排水容量不应小于 2.00m3,排水泵的排水量不应小于 10 L/s。室内消火栓箱内均设远距离启动消
12、防泵的按扭,消防泵设两条出水管与环状管网连接。以便在使用消火栓灭火的同时,启动消防泵、屋顶贮存有 10min 的消防水量(18 立方米) 。室外消火栓系统设八个水泵结合器,管径为 150mm,上区消火栓系统设三个水泵结合器,下区设三个,喷淋系统设两个,形式为地面式。2.2.22.2.2 系统组成:系统组成:由高水箱,消防泵,消防管网,减压孔扳, Y110 型DN25 减压阀,室内消火栓,室外消火栓和水泵接合器组成。2.2.32.2.3 设备及构筑物:设备及构筑物:上区消防泵采用三台 100DL5, Q=27.8L/s,H=100m,配用电机为 Y200M-4(V1),功率 45kW,两用一备。
13、 下区消防泵采用三台 100DL4, Q=27.8 L/s,H=80.0m, 配用电机为 Y225S-4(V1),功率为 37 kW,两用一备。2.2.42.2.4 消火栓的安装:消火栓的安装:1、管材采用热浸镀锌钢管,连接采用光沟槽式机械接头.2、消火栓立管采用 DN100mm,单口消火栓口径为 65mm,水枪喷嘴口径为 19mm,水龙带为麻质,直径 65cm,长度 25m;栓口高度 1.1m,第九层和地下层消火栓口设置34mm 减压孔板。3、 Y110 型DN25 减压阀安装的注意事项:a.阀前应安装 Y 型过滤器;b.减压阀前后均安装检修闸阀;c.安装时,阀体箭头方向应与水流方向一致2.
14、2.52.2.5 室外消火栓的布置:室外消火栓的布置:根据高层建筑防火设计规范规定:本建筑室外消防总用水量应为 40L/S,每个消火栓流量按 15L/S 考虑,则需安装 3 个室外消火栓。规范要求对于室外的消火栓其管网应布置成环,其具体的安装应符合上面的要求。武汉科技大学城市建设学院给水排水工程工程毕业设计162.2.62.2.6 消火栓系统的计算:消火栓系统的计算:2.2.6.1 消火栓的位置按照规范要求,消火栓的间距应保证同层任何部位有 2 个消火栓的充实水柱同时到达。a.消火栓的保护半径为:R=Ld+Ls其中: Ld所选的水龙带的有效长度;Ld0.8L0.82520m0.8折减系数;Ls
15、充实水柱的垂直长度;Ls13cos456.83m所以 R=Ld+Ls206.8326.83mb.消火栓布置的最大间距:LR2bf2bf8.5 故 L26.8328.5225.45m根据计算结果除了电梯前室必须设置消火栓外, 另需设置六个消火栓。 地下层需设置四个消火栓。2.2.6.2 栓口压力计算喷口压力:BqHx q2 , 其中喷口系数 B1.577;水带阻力:2 xdALqh ,其中试验系数 A0.0043,L 为水带长为 25m;栓口压力:dqHHH;充实水柱:qfq mHHH1,其中喷口系数0.0097计算草图如下图:武汉科技大学城市建设学院给水排水工程工程毕业设计17XL1XL323
16、232XL2111消火栓系统计算草图室内消防流量为 40L/s,计算的消火栓数为 8 个,消防立管为 3 个。最不利消防立管为XL1,次不利消防立管为 XL2,再不利消防立管为 XL3。计算过程如下:1 号栓为最不利消火栓口,栓口高度 1.1m,层高 3.3m,计算过程如下:1 号栓:当最不利消火栓造成 13m 水柱所需压力为:HqfHm/(1fHm)1.213/(10.00971.213)18.38m水枪的喷射流量:qxBHq5.38L/s2 xdALqh 0.0043205.3822.493mh2o十七层消火栓压力为:H1718.382.49320.873 mh2o2 号栓:查表得 DN100,5.38L/s 时,I0.080 mh2o/ml3.3m所以 il0.026 mh2oH1620.8733.30.002624.20