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1、沈阳建筑大学成人高等教育学生毕业设计（论文）题 目： 办公楼给排水、排水及消防设计 学习站点： 沈阳华邦教育培训 教育形式： 2.5 年 函 授 层 次： 专升本 专 业： 2013给排水工程 学生姓名： 职 称： 教 授 1.毕业设计（论文）任务书 共 43 页 2.毕业设计（论文）学生进度检查表 共 1 页 3.毕业实习指导教师评语 共 1 页 4.毕业设计（论文）指导教师评定意见 共 1 页 5.毕业设计（论文）答辩记录及成绩 共 1 页 6.毕业设计（论文）答辩委员会意见 共 1 页摘要本设计为办公楼建筑给水排水及消防系统设计。本工程设有生活给水系统，生活排水系统，室内消火栓系统及自动
2、喷洒灭火系统。建筑物地下两层，地上八层。在给水系统的设计中，本设计给水分高低两个区，低区为地下二层自二层，高区为三层至屋顶，低区采用市政供水，高区由设在地下一层水泵房内的胶囊无负压变频调速供水装置供给。本建筑采用2台150m/h的横流式超低噪声冷却塔，冷却水经冷却塔后循环使用，冷却塔在屋顶，冷却塔补水由变频调速供水装置供给。室内设有消火栓系统，自动喷洒灭火系统及手提灭火器。在设计过程中，主要的依据是建筑给水排水设计规范、高层民用建筑设计防火规范、建筑设计防火规范，自动喷水灭火系统设计规范等。目 录 第一章 设计任务书41.1设计任务41.2设计的要求4第二章 方案设计说明62.1建筑给水工程6
3、2.1.1系统的选择62.1.2系统的组成62.2建筑排水工程62.2.1系统的选择62.2.2系统的组成62.3建筑消防给水工程62.3.1系统的选择62.3.2系统的组成82.4管道和附件的安装82.4.1给水管道安装要求82.4.2排水管道安装要求92.4.3消防给水管道安装要求9第三章 建筑给水排水设计计算103.1生活水箱、消防水池、消防水箱容积计算103.2建筑给水系统计算113.2.1用水定额及用水量计算113.2.2给水管网水力计算123.3建筑排水系统计算163.3.1排水系统计算163.4建筑消防系统计算323.4.1设计计算323.4.2消防管道系统计算343.4.3自喷
4、管道系统计算37第四章 技术经济分析404.1建筑给水工程404.2建筑排水工程404.3建筑消防工程40致 谢41参考文献42 3沈阳建筑大学成人高等教育毕业设计办公楼给排水及消防系统设计第一章 设计任务书 本设计为办公楼给水排水及消防工程设计，设计内容包括建筑给水，建筑排水，建筑消防以及附属设备和配件的选择。由于缺乏设计经验，接触实际工程的机会少，所以设计中难免有错误和不妥之处，希望各位老师能够给予宝贵的意见。 1.1设计任务根据建设单位的要求，完成办公楼给排水及消防工程设计。该办公楼要求设置完善的给水排水卫生设备，要求设置独立的消火栓系统和自动喷洒系统；每个消火栓均设有消防按钮，消防时可
5、直接启动消防泵。生活给水泵要求自动启动。此外，由于美观方面的考虑，管道均尽量暗设。要求设计的该建筑的给水排水工程的各分项工程为：（1）建筑生活给水系统设计； （2）建筑消防系统设计； （3）建筑排水系统设计；1.2设计的要求1. 建筑给水系统设计建筑给水系统设计的主要内容：确定生活给水设计标准与参数进行用水量计算；选择给水方式，布置给水管道及设备；进行给水管网水力计算及室内所需水压的计算；高位水箱、贮水池容积计算并确定构造尺寸；选择生活水泵；确定管材及设备；绘制给水系统的平面图、系统图及卫生间大样图。3. 建筑消防系统设计建筑消防系统设计包括消火栓系统、自动喷水灭火系统、固定灭火装置。建筑消火
6、栓系统设计的主要内容：消防水量计算；消防给水方式的确定；消防栓、消防管道布置；消防管道水力计算及消防水压计算；消防泵的选择；确定稳压系统；绘制消火栓系统的平面图及系统图。自动喷水灭火系统设计包括：给水方式的确定；选择、布置喷头；自动喷洒系统水力计算；报警阀、水流指示器的选型；喷洒泵的选择；确定稳压系统；绘制自动喷洒灭火系统的平面图及系统图。4.建筑排水系统设计 建筑排水系统设计的主要内容：选择排水体制；确定排水系统的形式和污水处理方法；排水管道水力计算及通气系统计算；屋面雨水排除方式的选择；雨水管道系统水力计算；选择管材及管道安装；绘制排水系统的平面图及系统图。5.图纸的具体内容（1）主要层（
7、如地下室、首层、标准层）给排水消防平面图；（2）贮水池水泵房、卫生间管井、水箱间等大样图；（3）室内给排水系统图（给水、排水）；（4）消防系统图（消火栓、喷洒）。图纸量在810张（1#图幅）。6.编制计算说明书，要求在0页左右，大约万字左右。三、原始资料1.给水水源 给水分高低两个区，低区为地下二层自二层，高区为三层至屋顶，低区采用市政供水，高区由设在地下一层水泵房内的胶囊无负压变频调速供水装置供给。2.排水条件本楼采用污、废水合流制。一楼以上的卫生间污、废水经管道自流排至室外污水管网，地下一层卫生间污、废水单独排至室外积水坑。地下一、二层内的废水汇集至地下二层的积水坑，由潜水泵提升至室外雨水
8、管网，每个积水坑设2台潜水泵，互为备用，潜水泵由积水坑水位自动控制。3.热源条件该大楼以小区集中锅炉房提供的蒸汽为热媒，蒸汽压力为0.3MPa。4.卫生设施卫生间内设蹲便器、台式洗面器，厨房设有陶瓷洗涤盆。第二章 方案设计说明2.1建筑给水工程2.1.1系统的选择给水分高低两个区，低区为地下二层自二层，高区为三层至屋顶，低区采用市政供水，高区由设在地下一层水泵房内的胶囊无负压变频调速供水装置供给。2.1.2系统的组成该建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、配水装置、用水设备、给水附件、增压和储水设备等组成。 2.2建筑排水工程2.2.1系统的选择本楼采用污、废水合流制。一楼以上的卫生间污
9、、废水经管道自流排至室外污水管网，地下一层卫生间污、废水单独排至室外积水坑。地下一、二层内的废水汇集至地下二层的积水坑，由潜水泵提升至室外雨水管网，每个积水坑设2台潜水泵，互为备用，潜水泵由积水坑水位自动控制。2、雨水排水系统本建筑屋面雨水排水系统采用内排水排至室外雨水管道。2.2.2系统的组成本建筑的污水排水系统由卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、排出管、检查井、化粪池、潜水泵、集水井等组成。通气系统包括伸顶通气管、专用通气管、结合通气管。本建筑的雨水排水系统由雨水斗、连接管、悬吊管、雨水立管、排出管、检查井等组成。2.3建筑消防给水工程2.3.1系统的选择高层建筑由于层数多、建筑高度高等
10、特点,在火灾的蔓延和扑救等方面,与多层建筑相比都有以下不同：火灾蔓延的途径多、火势发展快，高层建筑火灾的隐患多，疏散困难,扑救难度大。因此由此可见高层建筑必须立足于以室内消防设施来自救。(1)消火栓系统高层建筑必须立足于以室内消防设施来扑救火灾。而室内消火栓给水系统是高层建筑的主要消防设施，在高层民用建防火规范中有较普通建筑更严格的要求。该建筑为高级宾馆，按照高层民用建筑防火规范，室内消火栓系统的流量为40L/s，最小充实水柱为 10m，水枪最小流量为5L/s，最不利的情况是同时有3支水枪使用，其分配方式为最远的立管上有3股，次远的立管上也有2股。由于该建筑的高度为76.2m，最不利点静压未超
11、过0.8MPa,所以系统不分区。在室外设有水泵结合器，以便消防车在消防时向管网供水，以消防水池中的水作为水源。(2)自动喷洒系统自动喷水灭火装置具有安全可靠、实用、灭火成功率高等优点,是当今世界上比较普遍使用的固定灭火系统。 危险等级的确定。根据规范该建筑危险等级为中危险级，所以设计喷水强度为6L/minm2，作用面积为160m2，喷头工作压力为0.1MPa。系统形式选择。因建筑内设有空调及供暖系统常年室内温度不低于4，不超过70，所以该建筑采用湿式自动喷洒系统。 喷头布置和选择a) 本建筑喷头的平面布置形式多采用矩形布置。地下室及一二层喷头采用直立型，其它各层自喷喷头均采用下垂型喷头。b)
12、喷头之间的水平距离是根据每个标准喷头的保护面积和平均喷水强度确定的。按照规范选定，本建筑的喷头距离2.4m3.6m之间，喷头距墙的距离在0.1m1.8m。 管道布置a）自动喷洒系统供水干管。本设计自喷系统有设有两个控制报警阀，根据规范每个报警阀前供水干管成环状,系统的进水管采用一条,其进水管的管径按设计负荷计算。系统管网上设置两个水泵接合器。b）配水管网。配水管网按竖向分区和水平分区并考虑建筑的功能分区,在分区内划分为若干计算单元,每个计算单元的喷头数不宜超过100个,每个计算单元宜设一个水流指示器。100个喷头数，并不是一个绝对的要求,主要是为了计算时使各计算分区易于平衡。各层水平干管起端均
13、设置水流指示器和信号阀。c）配水支管。轻危险级和中危险级建筑物,配水管每侧的支管上设置的喷头数不应多于8个,同一配水支管在吊顶上下都布置有喷头时,其上或下侧的喷头各不多于8个。配水支管宜在配水管的两侧均匀分布,每根支管的管径不应小于25mm,也不宜大于50mm。（d）控制报警阀。系统的每个竖向分区都宜单独设置报警控制阀, 报警阀集中设于地下一层，每个报警控制阀控制的喷头数应不超过800个，最低与最高喷头的高差不超过50m。2.3.2系统的组成消火栓系统由消防泵、消防管网、减压孔板、消火栓、水泵接合器以及自动控制装置等组成。自动喷洒系统由自动喷洒消防泵、管网、报警装置、水流指示器、喷头和水泵接合
14、器等组成。系统末端设置末端试水装置。末端检验装置包括截止阀、压力表、放水阀、放水管等。2.4管道和附件的安装2.4.1给水管道安装要求(1) 管道布置 对重要的建筑物，应设两条引入管。每条引入管的管径应满足建筑物的用水量要求，每条引入管上应设止回阀、水表、倒流防止器和过滤器。 建筑内环状管网的引入管应符合下列要求：a） 引入管不少于两条。b） 从室外环状管网的不同侧引入。如必须从同一侧引入时，两根引入管的间距不得小于1015m，并在两引入管接管点中间的室外给水管道上设置阀门。c) 引入管与排水管的水平间距不得小于1.0m。d） 不允许间断供水的建筑物内，采用环状管网有困难时，可从室外管网的不同
15、侧接两条或两条以上引入管，在建筑物内连成贯通枝状管网，双向供水。e）给水管道的位置应靠近用水设备或器具。一般应沿墙、梁、柱平行或垂直布置，并力求最短。(2) 管道敷设 给水横管宜敷设在地下室，技术夹层或吊顶内，立管宜设在管道井内。 给水立管，支管及设备的连接管上应装设阀门；立管上应装设泄水阀门；在干管的重要部位安装分段阀门。 管道穿越墙壁时,需预留孔洞,孔洞尺寸采用d+50mmd+100mm,管道穿过楼板时应预埋金属套管。 在立管和横管上应设闸阀 ,当直径小于等于50mm时,采用截止阀;当直径大于50mm时,采用闸阀或蝶阀。 给水管连接方式采用粘结。2.4.2排水管道安装要求(1) 排水管道布
16、置和连接在布置排水管道时应尽量避免排水横支管过长，并避免支管上连接卫生器具或排水设备过多。当排水器具分散使得横支管过长时，宜采用多立管布置，然后在立管的底部用横管连接。排水支管不应接在排出管上。排水支管连接在排水横干管上时，连接点距立管底部的水平距离不宜小于3m，且支管应与主通气管连接。排水横支管与立管的连接，不宜采用正三通而宜采用 45或 90斜三通。一些规定中要求采用后者附件连接，水力条件较好，有利于支管排水顺畅。排水立管与排出管的连接，宜采用弯曲半径不小于4倍管径的90弯头或两个45弯头。(2)管道的敷设和安装排水管道的坡度，按规范确定。排水立管上应设检查口，铸铁管上检查口每10m设一个
17、，且在建筑物的最底层有卫生器具的坡屋顶建筑物的最高层应设检查口。排水管材采用机制离心铸铁管。排水立管在垂直方向转弯处，采用两个45度弯头连接。（3）排水立管穿越楼板应预留孔洞，安装时应设金属防水套管。2.4.3消防给水管道安装要求(1)消火栓系统的安装要求 消火栓给水管道的安装与生活给水管基本相同。 采用热浸镀锌钢管，连接采用光沟槽式机械接头。 消火栓立管采用DN100mm，消火栓口径为65mm，水枪喷嘴口径为19mm，水龙带为衬胶，直径65mm，长度25mm。(2) 自动喷洒灭火系统 管道均采用热浸镀锌钢管。设置吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水为原则，吊架距离喷头的距离应大于0.3m，距末端喷
18、头的距离应小于0.7m。 报警阀设在距地面1.2 m处,且便于管理的地方，警铃应靠近报警阀安装,水平距离不超过15m，垂直距离不大于2m，宜靠近消防警卫室。. 第三章 建筑给水排水设计计算3.1生活水箱、消防水池、消防水箱容积计算3.1.1生活水箱容积的计算办公室生活用水量标准为3050L/（人班），小时变化系数为1.51.2，使用时间为8-10h,办公室的人数一般由甲方或建筑专业提供，当无法获得确切人数时，可按57m2（有效面积）/人计算。 表3-1低区生活用水量计算部位用水用水标准单位数量用水时间（h）变化系数最大日用水量(m3/d)最大时用水量(m3/h)办公楼4000L/人班120人8
19、.01.52.000.3空调冷却循环补充水24.01867.75热水交换站循环水量24.014.40.6总计如下：未预见水量百分比：13%最大日用水量：70 m3/d最大时用水量：7. 9 m3/d设计秒流量：9.56L/S3.1.2消防水池容积的计算 (1) 消火栓用水量本建筑为一类建筑，且高度超过50m，火灾延续时间为3小时。取室内消防设计用水量为40L/s，室外消火栓用水量为30 L/s。 消火栓用水量：(40+30)36003=756 m3 (2) 自动喷洒用水量本建筑为一类建筑，中危险级级，喷水强度为6L/min，作用面积为160,火灾延续时间取1小时。 自喷用水量：16061.36
20、03600=74.8 m3消防储水池容积为 V=756+74.8=831m3 设一座消防水池,分两格设置,尺寸为2000063005600. 3.1.3消防水箱调节水量:(1) 消火栓按保证10分钟用水量计算 V1=0.6QX=0.640=24m3(2) 自动喷洒也要按保证10分钟用水量计算 V2=0.6QX=0.621=12.6m3屋顶水箱容积为 V水箱= V1+V2=24+12.6=36.6m3消防水箱大于18立方米，取18立方米，尺寸LBH取400025002000。3.2建筑给水系统计算3.2.1用水定额及用水量计算(1) 生活设计水量计算外网常年可资用水头为0.10Mpa。由此系统分
21、为二个区：地下一层二层和三层至八层均采用变频调速泵上行下给给水方式。建筑物最高日用水量按以下公式计算：Qd= (m3/d) 3-1式中 m设计单位数 qd单位用水定额（L/人.d） (2) 最大小时生活用水量按以下公式计算：Qh=K (m3/h) 3-2 式中 Qd最高日生活用水量（m3/d）T每日使用时间（h/d）Kh小时变化系数，本宾馆取2.53.2.2给水管网水力计算根据建筑给排水设计规范按以下公式计算： qg=0.2 3-3其中 qg 计算管段的生活设计秒流量,单位,L/s；Ng 计算管段的卫生器具当量总数； 根据建筑物类别、性质用途而定的系数，本工程为宾馆，=2.5。(1)低区给水管
22、网管段水力计算见表3-1，3-2，计算草图见下图3-1，3-2： 图3-1 GDL-8水力计算简图图3-2 GDL-7水力计算简图表3-3 GDL-7水力计算管段编号管段长度卫生器具当量总数（LS）管径（mm)流速（m/s)坡降i(Kpa/m)水头损失（KPa)大便器N=0.5淋浴器N0.5洗脸盆N0.51-20.73310.50.1150.770.340.24922-31.4521110.2201.110.630.92783-40.7631111.50.3250.770.220.17474-511.489888121.7320500.940.192.25185-64.943242424363
23、500.970.281.4285总沿程水头损失(kpa)5.032146表3-3 GDL-8水力计算管段编号管段长度卫生器具当量总数（LS）管径（mm)流速（m/s)i(Kpa/m)水头损失（KPa)大便器N=0.5淋浴器N0.5洗脸盆N0.51-21.37410.50.1150.770.340.4672-31.0491110.2201.110.6390.6703-40.9281111.50.3250.770.2290.2124-50.36122230.6320.890.2950.1065-69.339161616242.4494501.270.3343.119总沿程水头损失（Kpa）4.57
24、5704由表3-1和表3-2可知 GDL-7的总沿程水头损失大于GDL-8的总沿程水头损失，故GDL-7为最不利计算立管.绘制最不利计算管段草图及水力计算表如下:图3-3 低区最不利管段水力计算简图表3-5低区最不利管段水力计算管段编号管段长度卫生器具当量总数（LS）管径（mm)流速（m/s)坡降i(Kpa/m)水头损失（KPa)大便器N=0.5淋浴器N0.5洗脸盆N0.51-20.73310.50.1250.770.340.24922-31.4521110.2251.110.630.92783-40.7631111.50.3320.770.220.17474-511.489888121.73
25、500.940.192.25185-65.483242424363500.970.281.58456-73.53404040603.87651.270.240.84727-83.665565656844.58651.390.281.03358-94.0077272721085.19801.130.160.64519-1037.238080801205.47801.20.176.626910-113.27.57801.650.311.00811-1218.809.281001.140.112.1437总沿程水头损失（Kpa）17.492773低区给水水泵的选择：流量Qb=9.56L/S扬程HbH
26、1 + H2 + H338 + 17.492+ 2 = 57.492所以选择KQDL100X-203型立式多级离心泵两台，一用一备，其参数为Q=14 L/S，扬程H= 67.5m，=66%，电机功率为13.92kw，转速1480r/min。3.3建筑排水系统计算3.3.1排水系统计算（1）污水流量计算公式：qu=0.12+qmax 3-4式中 qu 计算管段的污水设计秒流量（L/s）； Np 计算管段的卫生器具排水当量总数； 根据建筑物的用途而定的系数； qmax 计算管段上最大的一个卫生器具的排水流量（L /s）。 （2）洗涤排水管道计算 洗涤排水管道设计秒流量按下式计算，即qu=0.12+
27、qmax 式中 qu 计算管段的污水设计秒流量（L/s）； Np 计算管段的卫生器具排水当量总数； 根据建筑物的用途而定的系数；qmax 计算管段上最大的一个卫生器具的排水流量（L/s） 在上式中，=1.5，qmax=0.33L/S. 计算立管当量总数和设计秒流量。 3-20层总的排水流量为：qu=0.12+qmax=0.121.5=0.76 L/s1.0 L/s根据规范，支管管径为DN50，而立管管径不得小于75mm,取100mm,并仅设伸顶通气立管。 （3）排水支管水力计算计算公式为qu=0.12+qmax排水支管计算草图如下（其中PL-1，PL-6，PL-7计算简图相同，PL-2，PL-
28、3计算简图相同，PL-8，PL-11计算简图相同）： 图3-6排水支管水力计算简图表3-6 排水支管水力计算管段编号洗脸盆个数N=0.75淋浴器个数N=0.45大便器个数N=4.5当量总数设计秒流量h/DV(m/s)i(mm/m)管径PL-11-20014.51.88180.50.720.0121002-30114.951.90040.50.720.0121003-41115.71.92970.50.720.012100PL-21-20014.51.88180.50.720.0121002-30114.951.90040.50.720.0121003-41115.71.92970.50.720
29、.0121004-522211.42.10770.50.720.012100PL-31-20014.51.88180.50.720.0121002-30114.951.90040.50.720.0121003-41115.71.92970.50.720.0121004-522211.42.10770.50.720.012100PL-41-20014.51.88180.50.720.0121002-30114.951.90040.50.720.0121003-41115.71.92970.50.720.0121004-521210.952.09560.51.020.035100PL-51-200
30、14.51.88180.50.720.0121002-30114.951.90040.50.720.0121003-41115.71.92970.50.720.0121004-51216.151.94630.50.720.012100PL-61-20014.51.88180.50.720.0121002-30114.951.90040.50.720.0121003-41115.71.92970.50.720.012100PL-71-20014.51.88180.50.720.0121002-30114.951.90040.50.720.0121003-41115.71.92970.50.720
31、.012100PL-8,111-21000.750.31180.50.660.025502-31015.251.91240.50.770.021003-41029.752.06200.50.930.021004-511314.72.19010.50.930.02100PL-91-21101.20.44460.50.660.025502-31115.71.92970.50.930.021003-412210.652.08740.50.930.02100PL-101-20100.450.26920.50.660.025502-30114.951.90040.50.930.021003-41115.
32、71.92970.50.930.02100（4）排水立管水力计算排水立管水力计算表如下：表3-7 排水立管水力计算立管编号洗脸盆个数N=0.75淋浴器个数N=0.45大便器个数N=4.5小便器N=0.3蹲式大便器N=7.5洗手盆N=0.3洗涤盆N=1当量总数设计秒流量管径PL-11818180000102.63.32100PL-23636360000205.24.07100PL-33636360000205.24.07100PL-43618360000197.14.02100PL-51836180000110.73.39100PL-61818180000102.63.32100PL-71820
33、1881780103.53.33100PL-83636360000205.24.07100PL-93636360000205.24.07100PL-101818180000102.63.32100PL-113636360000205.24.07100PL-121711711710000974.77.11100PL-131331331330000758.16.45100PL-1411001001.21.69100PL-15予留副食加工排水100PL-1600000018182.2100（5）排水横管水力计算计算简图如下： 图3-7 三层左侧单排横管水力计算简图 图3-8 三层左侧单排横管水力计算
34、简图 图3-8 三层左侧排水横管水力计算简图 图3-10 三层右侧排水横管水力计算简图表3-8 排水横管水力计算三层左侧污水横干管水力计算表管段编号洗脸盆个数N=0.75淋浴器个数N=0.45大便器个数N=4.5当量总数设计秒流量h/DV(m/s)i(mm/m)管径12363636205.24.07840.50.810.0115023727272410.45.14640.50.940.0115034108108108615.65.96600.50.940.0115045144144144820.86.65690.50.940.0115056162162162923.46.96970.50.94
35、0.0115067171171171974.77.11960.50.940.01150三层右侧污水横干管水力计算表管段编号洗脸盆个数N=0.75淋浴器个数N=0.45大便器个数N=4.5当量总数设计秒流量h/DV(m/s)i(mm/m)管径12181818102.63.3230.50.930.0115023543654299.74.6160.51.150.0115034727272410.45.1460.51.150.0115045108108108615.65.960.51.150.0115056126126126718.26.3230.51.150.0115067133133133758.
36、16.4560.51.150.01150三层单排左侧横干管水力计算表管段编号洗脸盆个数N=0.75淋浴器个数N=0.45大便器个数N=4.5当量总数设计秒流量h/DV(m/s)i(mm/m)管径121115.71.929740.50.930.021002322211.42.107740.50.930.021003433317.12.244330.50.930.021004544422.82.359480.50.930.021005655528.52.460930.50.930.021006766634.22.552650.50.930.021007888845.62.715490.50.930.021008999951.32.789230.50.930.02100三层单排右侧横干管水力计算表管段编号洗脸盆个数N=0.75淋浴器个数N=0.45大便器个数N=4.5当量总数设计秒流量h/DV(m/s)i(mm/m)管径121115.71.929740.50.930.021002322211.42.107740.50.930.021003432316.652.234470.50.930.021004533317.12.244330.50.930.021005644422.82.359480.50.930.021006766634.22.