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1、某高层公寓建筑给水排水设计 南京信息工程大学环境科学与工程学院给水排水工程，南京， 210044 摘要：本设计是某高层公寓的给水排水设计，其中包括给水系统、排水系统、消防系统。给水系统采用分区 供水的方法，一到五层为低区，直接由市政管网供水。六到二十一层为高区，通过高位水箱供水；排水系统采用污废分流制 度，污水先经化粪池处理后排入市政污水管网；消防系统采用消火栓灭火系统，火灾初期 10min 的水由消防水箱提供，正常 供水通过水泵从贮水池内抽取；在本设计中，通过计算确定了每个系统的方案，选出了所需设备或者 构筑物的种类和型号。最后在 CAD 中，绘制了各系统的平面施工图和系统图。 关键词：高层
2、；给水；排水；消防； 第一章 设计任务书 1.1 工程概况 本设计对象是一栋11 层的类民用住宅建筑，位于江苏省南京市，总建筑高度为 30.8 米。 1.2 设计依据 建筑设计资料：各层建筑平面图、屋顶平面图； 设计规范：高层民用建筑防火规范、建筑给排水设计手册； 1.3 设计基础资料 本设计是某高层公寓住宅楼的给水排水设计，本建筑共 11 层，层高均为 2.8 米。本建筑共 4 个单元， 每单元3户，各层的情况详见对应的平面图，各卫生器具均不进行热水系统的计算和配管。室外自来水管 道距住宅楼的轴线距离为 4.8m，管径为 DN300，埋深 2.3m。，供水压力 H=350kPa。室外排水管道
3、管 径为 DN400，距住宅楼的轴线距离为 5.5m，埋深 3.6m。 1.4 设计参数 生活用水定额：qd=200m3/（人? d） 小时变化系数： kh=2.5； 每户人口:m=3.5 人； 1.5 设计内容 1.建筑给水系统设计； 2.建筑排水系统设计； 3.建筑消防系统设计； 4.材料说明表； 5.绘制施工图； 1.6 设计成果 1.给水系统设计计算书；排水系统设计计算书；消防系统设计计算书； 2.施工图纸一份： （1）一层给水排水平面图 1 张； （2）二五层给排水平面图 1 张； （3）六十一层给排水平面图 1 张； （4）屋顶层给排水平面图 1 张； （5）卫生间、阳台、厨房间大
4、样图 1 张； （6）给水系统图 1 张； （7）排水系统图 1 张； （8）消防系统图 1 张； 第二章 建筑给水 2.1 给水方法的比较 供水方案是根据建筑物的使用性质、市政管网的水压情况和建筑物的总高度确定的，对于本设计，该 高层公寓建筑室外供水管网的压力肯定不能满足所有层数的供水要求。但是为了从节约成本的角度出发， 更高效地合理地利用室外管网的水压，往往是低区直接设置成市政管网供水，供水高区就用加压储存设备 来供水。为了实现供水可靠性的提高，可以将其设计成一个低区域和高区域的连接采用不同的立管，当中 设置分隔阀，下部区域的入口管发生损坏或故障，又或者外面管网的压力不能满足供水的时候，就
5、采用打开分隔阀由高区向低区供水的方法。 分区供水有下面 4 种形式可供选择： 表 1 分区供水方式比较表 供水方式优点缺点水箱、水泵并联各区域独立、方便管理水泵多，成本高；水箱占用空间大水箱、水泵串联不存在高压水泵或高压管道水泵噪音大，占用空间多减压水箱水泵少，成本低下层减压水箱中浮球阀承压大减压阀取代减压水箱，节省空间下区水压损失大，能耗多2.2 给水系统的确定 据设计任务书：本高层公寓住宅楼以城市自来水管网作为水源，给水管管径为 DN300，供水压力 H=350kPa。因此，根据建筑给水排水工程（第六版）：“给水系统所需的压力 H，通常用经验法进行估算： 1 层为 100Kpa，2 层为
6、120Kpa，3 层以上每增加 1 层，增加 40Kpa（即 H=120+40*（n-2）kpa，其中 n2）” 1。所以通过估算对于本设计的建筑物分区方法是：1 到 7 层为一区，8到 11层为二区。其中一区可由市政管网直接供水，二区用水泵加压到屋顶水箱供水。 要指出的是：本建筑物当中的楼层中没有允许设置水箱的空间，因此，二区采用使用屋顶 的高位水箱的设计方法，但为了保证二区正常平稳的供水水压，减少管道的压力负荷，本设计在11层安 装减压阀。考虑到城市管网直接吸水是不被允许的，因此在水泵前设贮水池，来提高高区居民用水的可靠性。 2.3 给水系统的组成 给水系统由进户管、水表节点、供水管网、卫
7、生器具、管道附件、减压设备和贮水设备等组成。 根据建筑给水排水工程（第六版）：“贮水设备和减压设备就是指室外给水管网的水量、水压不能 满足建筑的用水要求，或者建筑内部对供水可靠性、水压稳定性要求较高时，需要在设计中增设贮水池、 水箱等增压和贮水设备。当某些部位水压太高时，则需设置减压设备”1。 本设计中的贮水设备为高位水箱，其贮存生活用水水量和调节水量、稳定室内供水水压以及贮存消防 水量的优势十分明显。根据高层民用建筑设计规范要求：“高位水箱的设置高度的设置应保证最不利点消火栓的静水压力；本设计中的高层建筑高度为 30.8m,低于 100m，则其最不利点消火栓静水压力应大于 0.07MPa”2
8、。 1、 水箱 水箱的有效容积，从理论上讲，应根据用水和进水流量特性曲线确定3。但曲线是很难获得的，所以 往往由经验确定，根据给水排水设计手册（第二册 建筑给水排水）第二版：“当水箱通过水泵提升 进水时，生活用水的调节水量按照不低于最大时用水量的 50%计算；而当水箱由市政管网水压直接供水时， 生活用水的调节水量按照最高日用水定额和用户人数确定；生产事故的备用水量按照工艺处理的要求来确 定；当生活生产的调节水箱和消防公用时，水箱的有效容积还需加上 10min 室内消防设计流量”4。 水箱的有效深度一般是 0.702.50m。水箱的保护高度一般是 200mm。 水箱的高度由下式计算： 式中 H最
9、低水位到最不利配水点的静水压，kPa； Hs水箱出口到最不利点管路总水头损失，kPa； Hc最不利点卫生器具最低工作压力，kPa； 贮存消防用水量的水箱，需要满足消防设备所需的工作压力，当不能满足时，可借助增压泵等措施来 解决。 2.水箱的配管与附件 水箱的配管与附件包括：进水管、出水管、溢流管、泄水管、通气管、水位信号装置和人孔等3。 3.水箱的布置与安装 水箱间位置要结合构筑物的自身情况和结构条件来确定，并且从方便管道的布置方向出发，尽量缩短 管线，保证良好的通风条件，保证采光，室内最低气温是 5。水箱间的净高最小为 2.20m。承重部分的 材料必须是不可燃的。 水箱的布置间距要求见表 2
10、。为提高高层建筑供水的安全性，可以将水箱设置成两个水箱，也可以分 两格设置。 表 2 水箱布置间距（m）箱外壁至墙面的距离水箱之间的距离箱顶至建筑最低点的距离有阀一侧无阀一侧1.00.70.70.84、水泵 给水系统中，如果现有水源的水压较小，不能符合供水系统水压要求，往往采用设水泵增加水压，来 符合供水的要求。一般离心泵常常被运用于建筑物供水系统中。有以下几种常见的不同类型的离心泵，适 用于不同的情况。 管道离心泵体积小、结构紧凑，在安装时不需设基础，因此经常被使用，其具有噪声小、运行效率高、 占空间小的好处，；当水泵、水箱的给水方法被使用时候，水泵将水直接提升到高位水箱，这种情况一般 会选
11、择恒速离心泵，它的出水量与扬程几乎是不会变的，对于高层建筑给水系统来说，可以保证其稳定性； 不设水箱而设水泵的给水方法时，一般会采用变频调速离心泵来供水。 （1）水泵流量的确定 在生活给水系统中，不是由水箱调节时，按设计秒流量确定水泵的调节流量；由水箱调节时，就按最 大时流量来确定水泵的流量；当用水量比较均匀且调节水箱的容积较大的时候，就按平均时流量确定水泵 的流量，按室内消防的设计水量确定消防水泵的流量。 （2）水泵扬程的确定 用水泵从贮水池吸水输送到室内管网中的高位水箱时，水泵的扬程用下式计算： Hb=Hzl+Hs+Hv式中：Hb水泵扬程，kPa；HS水泵的吸入口到室内最不利点总水头损失，
12、kPa；Hzl水泵吸入端的最低水位到水箱最高水位需要的静水压，kPa；Hv水泵的出水管的末端的流速水头， kPa；5、 减压阀 能够自动降低水的压力到要求的值，其阀后的压力是可以在一定范围内进行 调节的，是一种自动调节 压力的阀。 给水立管的减压的主要目的：因为管段上的配水压力超出用水器具能承受的压力范围或管段能够承 受的压力，具体根据建筑物中卫生器具布置情况和给水管网布置情况，通过计算选出最合适的减压阀实 现适用于管段要求的压力或用水器具要求的压力，来减小压力达到设计的要求。 减压阀的安装规范： 减压阀的公称直径应该要和管道的管径一样。 减压阀前后设置压力表。 减压阀组从进水口到出水口主要有
13、阀门、过滤器、减压阀、橡胶接头和压力表等部件。 2.4 建筑给水设计计算 2.4.1 最高日用水量 根据设计任务书，本建筑每户平均人口数是 3.5人，则总人数为：3.5*3*11*4=462人，用水量定额在本设计中选定 qdi=200L/(人 *d)，则： 2.4.2 最高时用水量 其中时变化系数为Kh=2.5(Kh取值范围为2.52.0，在本设计中取2.5) 2.4.3 最高日平均时用水量 2.4.4 生活给水设计秒流量计算方法 根据建筑给水排水工程（第六版）可知：“设计秒流量是建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时 的最大瞬时流量”1。为了简化计算，“将 1 个直径为 15mm 的配水水嘴的额定流量 0.2L/s 作为一个当量， 其他卫生器具的给水额定流量与它的比值，即为这种卫生器具的当量”1。生活给水系统设计秒流量计算 方法为： （1）根据建筑物内布置的卫生器具的给水当量数、使用的人数、每人每天的用水定额、使用小时数 及小时变化系数，按下述公式计算出最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率 式中：U0最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率，%；qd最高用水日的用水定额；m 每户用水人数；Kh小时变化系数；Ng每户设置的卫生器具
