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1、鹽城工學(xué)院新校區(qū)圖書館供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書目錄1設(shè)計(jì)目的12設(shè)計(jì)任務(wù)13設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)內(nèi)容13.1 設(shè)計(jì)思路13.2設(shè)計(jì)內(nèi)容14系統(tǒng)設(shè)計(jì)24.1生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)24.1.1 用水定額選取及用水量計(jì)算24.1.2 給水各管段管徑計(jì)算與選型34.2生活排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)44.2.1 排水管設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算44.2.2 排水立管及橫支管計(jì)算與選型54.3雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)74.3.1 雨水排水系統(tǒng)水力計(jì)算74.4消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)84.4.1消火栓給水系統(tǒng)計(jì)算84.4.2消火栓系統(tǒng)選型104.5自動(dòng)噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)124.5.1 噴淋系統(tǒng)的計(jì)算與選型13參考文獻(xiàn)16附 錄17鹽城工學(xué)院新校區(qū)圖書館供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1
2、設(shè)計(jì)目的專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)是高等院校培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力的高級專業(yè)人才不可缺少的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分,是對我們學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練的重要階段。通過課程設(shè)計(jì),能夠培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)及相關(guān)知識(shí)的能力和工程實(shí)踐能力,在指導(dǎo)老師的幫助下,在查閱中外文獻(xiàn),資料收集及調(diào)查研究,工程設(shè)計(jì)及圖紙繪制、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的撰寫等方面的能力得到一定程度的提高,為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)任務(wù)本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是對鹽城工學(xué)院希望大道校區(qū)圖書館大樓供水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),需要詳細(xì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括:生活給水系統(tǒng),消火栓給水系統(tǒng),自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng),污水排水系統(tǒng),雨水排水系統(tǒng)等五大部分。要求:用計(jì)
3、算機(jī)或手工繪制一份建筑電氣施工圖(含系統(tǒng)圖、平面布置圖、設(shè)備接線圖),圖紙要求符合國家現(xiàn)行建筑電氣施工圖設(shè)計(jì)規(guī)范,圖形比例應(yīng)符合要求,圖號(hào)可根據(jù)圖面比例和大小確定。設(shè)計(jì)圖要達(dá)到施工圖要求,方案合理,系統(tǒng)清楚,圖紙清晰,選擇設(shè)備材料適當(dāng),符合現(xiàn)行規(guī)范的要求,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面做到優(yōu)化設(shè)計(jì)。3設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1 設(shè)計(jì)思路室內(nèi)給水系統(tǒng)由市政給水管網(wǎng)直接供水,為了避免消防用水直接從市政管網(wǎng)系統(tǒng)抽水,本系統(tǒng)在屋面設(shè)置消防水箱,地下設(shè)置消防水池,水箱與水池聯(lián)合供水。室內(nèi)排水系統(tǒng)采用污、廢合流制,廢水和污水立管設(shè)置伸頂通氣管,污水先排入化糞池,經(jīng)過簡單的處理后排入市政排水管網(wǎng)系統(tǒng),屋面雨水單獨(dú)排入城市雨
4、水管網(wǎng)系統(tǒng)。3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容給水系統(tǒng)建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)是將城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)或自備水源給水管網(wǎng)的水引入室內(nèi),經(jīng)配水管送至生活、生產(chǎn)和消防用水設(shè)備,并滿足用水點(diǎn)對水量、水壓和水質(zhì)要求的冷水供應(yīng)系統(tǒng)。本工程由市政給水管網(wǎng)直接供水,接入管DN150.市政供水壓力0.25Mpa,給水管采用塑料管。排水系統(tǒng)室內(nèi)排水系統(tǒng)采用污、廢合流制,廢水和污水立管設(shè)置伸頂通氣管,污水先排入化糞池,經(jīng)過簡單的處理后排入市政排水管網(wǎng)系統(tǒng),屋面雨水單獨(dú)排入城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。室內(nèi)排水管采用UPVC塑料排水管,一層和八層分別設(shè)置一檢查口,檢查口距離樓層地面高度1.0米。消防系統(tǒng)本建筑屬于中危險(xiǎn)級1級。消防系統(tǒng)主要包括消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)
5、噴淋滅火系統(tǒng)。在建筑的辦公室,會(huì)議室等公共活動(dòng)場,走廊等處均應(yīng)設(shè)置預(yù)作用自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)。重要設(shè)備用房等不宜用水消防的部位設(shè)置二氧化碳或干粉滅火器。走廊內(nèi)消火栓附近應(yīng)配置適量滅火器。其中室內(nèi)消火栓流量為20L/s,室外消火栓流量為30L/s,自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)流量為30L/s。(1)消火栓給水系統(tǒng)本系統(tǒng)由消防水池和屋面水箱聯(lián)合供水以保證消防用水。采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng),火災(zāi)時(shí)啟動(dòng)消防水泵,使消防水壓滿足要求。消火栓口距地面高度1.1米,經(jīng)計(jì)算消火栓栓口處的出水壓力不超過50米水柱,不再設(shè)置減壓孔板。室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)為環(huán)狀,消防水進(jìn)水管徑為DN150.為了保證有兩個(gè)水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何地方
6、,主樓室內(nèi)消火栓的間距不應(yīng)超過30米,為保證安全,留有一定的安全余量。(2)自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)管網(wǎng)為樹狀。本設(shè)計(jì)中的噴頭按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求,均向上安裝,采用了火災(zāi)探測器,報(bào)警閥等自動(dòng)控制系統(tǒng)。噴頭布置一般為兩噴頭距離大于2.4米小于3.6米,與墻近時(shí)要離墻大于0.6米小于1.8米。每層的噴淋支管末端,即最不利點(diǎn),都需設(shè)置壓力表和泄水閥,排水立管。每層的支管進(jìn)水處均需設(shè)置信號(hào)閥和水流指示器。4系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)近年隨著人們對飲用水品質(zhì)要求的不斷提高,在某些城市、地區(qū)或高檔住宅小區(qū)、綜合樓等實(shí)施分質(zhì)供水,管道直飲水給水系統(tǒng)已進(jìn)入住宅。本設(shè)計(jì)是圖書館給排水設(shè)計(jì),主要生活用水途
7、徑為洗滌用水、沖廁用水和清洗地面等。4.1.1 用水定額選取及用水量計(jì)算按照全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水2003年版規(guī)范規(guī)定,圖書館的每一位閱覽者的用水定額為25升每人次,時(shí)變化系數(shù)為2.0;辦公人員用水定額為30升每人次,時(shí)變化系數(shù)選為2.0,閱覽室用水定額選擇為每人每天30升,時(shí)變化系數(shù)選為1.5;未預(yù)見用水量按總用水量的10%計(jì)算,詳細(xì)數(shù)據(jù)列于下表:表4-1 圖書館用水定額的選取表序號(hào)名稱用水標(biāo)準(zhǔn)使用人數(shù)(人)使用時(shí)間(h)時(shí)變化系數(shù)1圖書館25L/人80082.02辦公人員30L/人6082.03閱覽室30L/人20081.54合計(jì)圖書館各部分最高日用水量按下式計(jì)算:式中,圖書
8、館各部分最高日用水量,單位(L/d); 各部分用水人數(shù),單位(人); 最高日生活用水定額,單位(L/人d)。各部分最高日最大時(shí)用水量按下式計(jì)算:/式中,最高日最大時(shí)用水量,單位(L/h); 時(shí)變化系數(shù); 使用時(shí)間,單位(h)。未預(yù)見水量按各項(xiàng)目總和的10%計(jì)算,單位(m)。計(jì)算結(jié)果列于下表中:表4-2計(jì)算結(jié)果序號(hào)名稱用水標(biāo)準(zhǔn)使用人數(shù)(人)使用時(shí)間(h)時(shí)變化系數(shù)最高日用水量(m/d)最大時(shí)用水量(m/h)1圖書館25L/人80082.020.005.002辦公人員30L/人6082.01.800.453閱覽室30L/人20081.56.001.134未預(yù)見水量2.780.665合計(jì)30.587
9、.244.1.2 給水各管段管徑計(jì)算與選型給水管道的設(shè)計(jì)流量不僅是確定各管段管徑,也是計(jì)算管道水頭損失,進(jìn)而確定給水系統(tǒng)所需壓力的主要依據(jù)。因此,設(shè)計(jì)流量的確定應(yīng)符合建筑內(nèi)部的用水規(guī)律。建筑內(nèi)的生活用水量在一晝夜、1h里都是不均勻的,為保證用水,生活給水管道的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為建筑內(nèi)衛(wèi)生器具按最不利情況組合出流時(shí)的最大瞬時(shí)流量,又稱設(shè)計(jì)秒流量。對于辦公樓,商場,圖書館等建筑的生活給水設(shè)計(jì)秒流量應(yīng)按下式計(jì)算:式中,計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量; 計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù);根據(jù)建筑物用途確定的系數(shù),見表4-3:表4-3根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)()值建筑物名稱值建筑物名稱值幼兒園、托兒所、養(yǎng)老院1.2醫(yī)院、
10、療養(yǎng)院、休養(yǎng)所2.0門診部、診所1.4集體宿舍、旅館、招待所、賓館2.5辦公樓、市場1.5客運(yùn)站、會(huì)展中心、公共廁所3.0學(xué)校1.8 在本設(shè)計(jì)中,選擇1.8。通過設(shè)計(jì)規(guī)范查明每一用水器具的給水當(dāng)量數(shù),計(jì)算立管設(shè)計(jì)秒流量及管徑。通過查表,大便器當(dāng)量取N=0.5,額定流量0.1L/s;小便器當(dāng)量取N=0.5,額定流量0.1L/s;洗手池當(dāng)量取N=0.5,額定流量0.1L/s;拖布盆當(dāng)量取N=1.0,額定流量0.2L/s。根據(jù)以上參數(shù)求得各管段的設(shè)計(jì)秒流量后,按照以下公式即可求定管徑:式中,計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量,; 計(jì)算管段的管內(nèi)徑,; V管道中的水流速,m/s。當(dāng)計(jì)算管段的流量確定以后,流速的大小
11、將直接影響到管道系統(tǒng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理性,流速過大易產(chǎn)生水錘,引起噪聲,損壞管道或附件,并將增加管道的水頭損失,是建筑內(nèi)給水系統(tǒng)所需壓力增大;而流速過小,又將造成管材的浪費(fèi)。考慮以上因素,建筑物內(nèi)的給水管道一般可按表4-4選取。但最大不超過2m/s。工程設(shè)計(jì)中也可采用下列數(shù)值:DN15-DN20,v=0.61.0m/s;DN25-DN40, v=0.81.2m/s;DN50-DN70,v1.5m/s;DN80及以上的管徑,v1.8m/s。表4-4生活給水管道的水流速度與管徑的選取DN (mm)15-2025-4050-70V/(m/s)1.01.21.5注:PPR管的選用流速不宜大于2.0 m/
12、s。4.2生活排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)計(jì)算是在布置完排水管線,繪出系統(tǒng)計(jì)算草圖后進(jìn)行的。計(jì)算的目的是確定排水系統(tǒng)各管段的管徑、橫向管道的坡度、通氣管的管徑和各控制點(diǎn)的標(biāo)高。圖書館的衛(wèi)生間排水系統(tǒng)采用廢,污合流制,污水經(jīng)化糞池簡單處理后排入市政污水管網(wǎng)系統(tǒng)。最高日污水量取最高日用水量的90%,即30.580.9=27.52 。4.2.1 排水管設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算建筑內(nèi)部排水管道的設(shè)計(jì)流量是確定各管段管徑的依據(jù),因此,排水設(shè)計(jì)流量的確定應(yīng)符合建筑內(nèi)部排水規(guī)律。建筑內(nèi)部排水流量與衛(wèi)生器具的排水特點(diǎn)和同時(shí)排水的衛(wèi)生器具數(shù)量有關(guān),具有歷時(shí)短、瞬時(shí)流量大、兩次排水時(shí)間間隔長、排水不均勻的特點(diǎn)。為保證最不
13、利時(shí)刻的最大排水量能迅速、安全的排放,某管段的排水設(shè)計(jì)流量應(yīng)為該管段的瞬時(shí)最大排水流量,又稱為排水設(shè)計(jì)秒流量。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,對于辦公樓,商場,圖書館等建筑用水設(shè)備使用不集中,用水時(shí)間長,同時(shí)排水百分?jǐn)?shù)歲衛(wèi)生器具數(shù)量增加而減少,其設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算公式為:式中:計(jì)算管段排水設(shè)計(jì)秒流量,L/s; 計(jì)算管段衛(wèi)生器具排水當(dāng)量總數(shù); 計(jì)算管段上排水量最大的一個(gè)衛(wèi)生器具的排水流量,L/s; 根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù),本建筑設(shè)計(jì)中的值取2.5。根據(jù)規(guī)范,大便器的排水流量為1.5,小便器的排水流量為0.1,洗手池的排水流量為0.1,拖布盆的排水流量為0.33。當(dāng)用上述公式計(jì)算排水管網(wǎng)起端的管段時(shí),因連接的衛(wèi)生器具
14、較少,計(jì)算結(jié)果有時(shí)會(huì)大于該管段上所有衛(wèi)生器具排水流量的總和,這時(shí)應(yīng)該按照該管段所有衛(wèi)生器具排水流量的累加值作為排水設(shè)計(jì)秒流量。4.2.2 排水立管及橫支管計(jì)算與選型排水橫管最大設(shè)計(jì)充滿度規(guī)定如下:生活排水管道:管徑125mm,最大設(shè)計(jì)充滿度為0.5;管徑150-200mm,最大設(shè)計(jì)充滿度為0.6。根據(jù)規(guī)定,建筑內(nèi)部排水管的最小管徑為50mm,凡是連有大便器的支管,其最小管徑為100mm。排水管采用UPVC管,其他一些參數(shù)在建筑給水排水工程第五版7中均可查得。根據(jù)已知建筑圖,根據(jù)已知的排水器具,布置排水立管WL-1,WL-2,WL-3,WL-4,WL-5,WL-6,WL-7,WL-8,WL-9,
15、WL-10,WL-11,通過設(shè)計(jì)規(guī)范查明排水器具數(shù)及連接排水器具的每一排水管管徑,計(jì)算立管設(shè)計(jì)秒流量并選取管徑。其他各與用水器具直接相連的排水橫支管,按照全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水2003年版規(guī)范規(guī)定的排水器具排水管管徑進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝。在衛(wèi)生間及其他應(yīng)設(shè)計(jì)地漏的房間,均設(shè)有地漏,詳情參見各層給排水平面圖。由于該建筑為低層的公共基礎(chǔ)建筑,且沒有較為復(fù)雜的與衛(wèi)生器具相連的橫支管,故排水立管僅設(shè)置伸頂通氣管,其頂端應(yīng)裝設(shè)風(fēng)帽或網(wǎng)罩,避免雜物落入排水立管。伸頂通氣管的設(shè)置高度與周圍環(huán)境、該地的氣象條件、屋面使用情況有關(guān),伸頂通氣管高出屋面不小于0.3m,但應(yīng)大于該地區(qū)最大積雪厚度;屋頂有人停
16、留時(shí),高度應(yīng)大于2.0m;若在通氣管口周圍4m以內(nèi)有門窗時(shí),通氣管口應(yīng)高出窗頂0.6m或引向無門窗一側(cè);通氣管口不宜設(shè)在建筑物挑出部分(如屋檐檐口、陽臺(tái)和雨篷等)的下面。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,應(yīng)對排水立管的最大排水能力與實(shí)際排水情況進(jìn)行校核,現(xiàn)校核如下:表4-5僅設(shè)置伸頂通氣管的生活排水立管最大排水能力立管管徑/mm塑料管排水能力(L/s)501.2753.0903.81105.41257.516012.0 經(jīng)校核,設(shè)計(jì)排水量均小于僅設(shè)置伸頂通氣管的生活排水立管的最大排水能力。 另外,由于圖書館的層高較大,大于4m,排水立管每層設(shè)置兩個(gè)伸縮節(jié),排水橫支管,橫干管的直線管段長度大于2m時(shí),也設(shè)置伸縮
17、節(jié),且排水橫管設(shè)置專用伸縮節(jié)(橫貫伸縮節(jié)采用鎖緊式橡膠圈管件,當(dāng)橫干管公稱外徑大于或等于160mm時(shí),采用彈性橡膠密封圈連接)。伸縮節(jié)之間最大的間距不得大于4m,故對于排水橫支管,橫干管的直線管段若大于4m,則每4m設(shè)置一個(gè)伸縮節(jié),除此之外,大于2m不足4m部分也設(shè)置一個(gè)伸縮節(jié),小于2m部分不再設(shè)置伸縮節(jié)。管道設(shè)計(jì)伸縮量不大于下表中伸縮節(jié)允許伸縮量。表4-6伸縮節(jié)允許最大伸縮量管外徑(mm) 63 75 90 110 125 150 最大允許伸縮量(mm) 121520202025管道受環(huán)境溫度變化而引起的伸縮量可按下式計(jì)算:式中,管段伸縮量(m); 管段長度(m); 膨脹系數(shù),取m/(m);
18、閉合差,為安裝時(shí)大氣溫度與使用中可能出現(xiàn)的最高和最低大氣溫度的溫差,取20。 按上式驗(yàn)算,4.5m的排水立管的伸縮量為6.3mm,設(shè)置兩個(gè)伸縮節(jié)后,各立管伸縮節(jié)的伸縮量均小于最大允許的伸縮量,而對于4m長的排水橫支管,橫干管,伸縮量為5.6mm,小于最大伸縮量。因此設(shè)計(jì)是可行的。而且由于圖書館常年人流量大,溫度變化小,所以采用上述設(shè)計(jì)方式是很安全的。排水橫支管,橫干管都需要有一定的水力坡度,并滿足一定的最大設(shè)計(jì)充滿度。污水中含有固體雜質(zhì),如果管道坡度過小,污水的流速慢,固體雜物會(huì)在管內(nèi)沉淀淤積,減小過水?dāng)嗝娣e,造成排水不暢或堵塞管道,為此對管道坡度作了規(guī)定。建筑內(nèi)部生活排水管道的坡度有通用坡度
19、和最小坡度兩種,具體下面闡述。通用坡度是指正常條件下應(yīng)予以保證的坡度;最小坡度為必須保證的坡度。一般情況下應(yīng)采用通用坡度,當(dāng)橫管過長或建筑空間受限制時(shí),可采用最小坡度。塑料排水橫管的標(biāo)準(zhǔn)坡度均為0.026。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,生活排水塑料管的排水橫支管的通用坡度應(yīng)為0.026,最大設(shè)計(jì)充滿度為0.5。排水橫干管的坡度按下表調(diào)整表4-7建筑物排水塑料管排水橫干管最小坡度和最大設(shè)計(jì)充滿度管徑(mm)最小坡度最大設(shè)計(jì)充滿度500.0120.5750.0070.5900.0050.51100.0040.51250.00350.51600.0030.62000.0030.6 本設(shè)計(jì)中考慮到排水流暢及安裝習(xí)慣
20、,采用下面的水力坡度:排水橫支管水力坡度和管外徑小于110的排水橫干管采用0.026的水力坡度,外徑為110的排水橫干管采用0.02的水力坡度,外徑為160的排水橫干管采用0.01的水力坡度。4.3雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)建筑雨水排水系統(tǒng)是建筑物給排水系統(tǒng)的重要組成部分,它的任務(wù)是及時(shí)排除降落在建筑物屋面的雨水,雪水,避免形成的屋頂積水對屋頂造成威脅,或造成雨水溢流、屋頂漏水等水患事故,以保證人們正常生活和生產(chǎn)活動(dòng)。本設(shè)計(jì)主要采用檐溝外排水,一般用于居住建筑,屋面面積比較小的公共建筑和單跨工業(yè)建筑,屋面雨水匯集到屋頂?shù)拈軠侠铮缓罅魅氲接曷涔?,沿雨落管排泄到地下管溝或排到地面。本圖書館采用了分流制排水
21、系統(tǒng),故對雨水和生活污廢水進(jìn)行分別設(shè)計(jì),分別排水,經(jīng)查,本地區(qū)暴雨強(qiáng)度公式為:上式中,q雨峰時(shí)段內(nèi)的平均設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,(L/s)/h; P設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,a; t降雨歷時(shí),min。雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要在屋面建筑圖上進(jìn)行,根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范,主要采用檐溝外排水方式收集雨水,輔助以天溝排水方式對部分屋面檐溝進(jìn)行連通,具體排水的溝渠布置方式請參見屋面雨水排水平面圖。4.3.1 雨水排水系統(tǒng)水力計(jì)算對于匯水面積較小的雨水管渠,地面徑流量可以按照下式進(jìn)行計(jì)算:(L/s)式中,Q計(jì)算匯水面積的設(shè)計(jì)最大徑流量,亦即要排除的雨水設(shè)計(jì)流量,L/s; q雨峰時(shí)段內(nèi)的平均設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度; 徑流系數(shù),設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定,屋面
22、徑流系數(shù)為0.9; F計(jì)算匯水面積,h根據(jù)規(guī)范,降雨歷時(shí)采用5min。雨水排水設(shè)計(jì)的溝渠系統(tǒng)及立管布置請?jiān)斠娢菝嬗晁潘矫鎴D,根據(jù)屋面排水的實(shí)際情況,布置雨水排水立管YL-1YL-23。通過排水管渠的布置和雨水管的布置,計(jì)算出各立管的排水量,選擇各立管的管徑,立管管材與生活污廢水排水管相同,為UPVC。4.4消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)本工程室外消防用水由市政管網(wǎng)供給,室內(nèi)消防用水貯存于地下一層消防水池內(nèi),火災(zāi)初期用水量由屋面水箱供給,消防泵房設(shè)于地下一層,內(nèi)設(shè)一組消火栓泵和一組噴淋泵。設(shè)計(jì)用水量及標(biāo)準(zhǔn):(1)消火栓系統(tǒng)用水量:按照設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的消火栓給水系統(tǒng)用水量選取為:室內(nèi)20L/s,室外30L
23、/s?;馂?zāi)延續(xù)時(shí)間為2h,設(shè)計(jì)充實(shí)水柱取0.12MPa。(2)屬于中危險(xiǎn)級,按要求,消火栓的間距應(yīng)保證同層任何部位有2個(gè)消火栓的水槍充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)。(3)本設(shè)計(jì)中消火栓系統(tǒng)采用DN6519的直流水槍,25m長DN65的麻織水帶。4.4.1消火栓給水系統(tǒng)計(jì)算建筑消火栓給水系統(tǒng)是把室外給水系統(tǒng)提供的水量,經(jīng)過加壓(外網(wǎng)壓力不滿足需要時(shí)),輸送到用于撲滅建筑物內(nèi)的火災(zāi)而設(shè)置的固定滅火設(shè)備,是建筑物中最基本的滅火設(shè)施。消火栓口距地面的安裝高度為1.1m,栓口宜向下或與墻面垂直安裝。同一建筑內(nèi)應(yīng)選用同一規(guī)格的消火栓、水帶和水槍,以方便使用。為保證及時(shí)滅火,每個(gè)消火栓處應(yīng)設(shè)置直接啟動(dòng)消防水泵的按鈕或報(bào)警
24、信號(hào)裝置。消火栓應(yīng)設(shè)在使用方便的走道內(nèi),宜靠近疏散方便的通道口處、樓梯間內(nèi)。建筑物設(shè)有消防電梯時(shí),其前室應(yīng)設(shè)消火栓。在建筑物屋頂應(yīng)設(shè)一個(gè)消火栓,以利于消防人員經(jīng)常檢查消防給水系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行,同時(shí)還能起到保護(hù)本建筑物免受鄰近建筑火災(zāi)的波及。在寒冷地區(qū),屋頂消火栓可設(shè)在頂層出口處、水箱間或采取防凍技術(shù)措施。消火栓的保護(hù)半徑消火栓的保護(hù)半徑可以按照下列計(jì)算公式計(jì)算:式中,R消火栓保護(hù)半徑,m; 水帶敷設(shè)長度,m; C考慮水帶的轉(zhuǎn)彎曲折,折減系數(shù)取0.8; 水槍充實(shí)水柱長度的平面投影長度,m。因此,消火栓的保護(hù)半徑為: 消火栓布置間距民用建筑應(yīng)保證有2支水槍的充實(shí)水柱達(dá)到同層內(nèi)任何部位,所以,其布
25、置間距采用下式計(jì)算:式中,S消火栓間距,m; R消火栓保護(hù)半徑,m; b消火栓最大保護(hù)寬度,m。本設(shè)計(jì)中,消火栓采用單排布置,消火栓的最大保護(hù)寬度b取9.3m,因此,消火栓間距為:m,取26m。水槍噴嘴處所需的水壓: 式中,水槍噴嘴處水壓,; 水槍系數(shù);水槍實(shí)驗(yàn)系數(shù); 水槍充實(shí)水柱; 水槍系數(shù)。水槍在使用時(shí)常傾斜4560角,由試驗(yàn)得知充實(shí)水柱長度幾乎與傾角無關(guān),在計(jì)算時(shí)充實(shí)水柱長度與充實(shí)水柱高度可視為相等。經(jīng)過查表,水槍噴口直徑選19mm,水槍系數(shù)值為0.0097,充實(shí)水柱要求不小于10m,選取=12m,水槍實(shí)驗(yàn)系數(shù)值為1.21。因此,水槍噴嘴處所需水壓為:=169KPa水帶阻力水帶阻力損失:
26、式中,水帶阻力損失,m; 水帶阻力系數(shù); 水帶有效長度,m; 水槍噴嘴出流量,L/s。本設(shè)計(jì)中,19mm的水槍配65mm的麻織水帶。查表可知65mm的麻織水帶阻力系數(shù)值為0.00430,具體見表4-8:表4.8水帶阻力系數(shù)值水帶材料水帶直徑(mm)506580麻織0.015010.004300.00150襯膠0.006770.007120.00075水槍噴嘴實(shí)際出流量按下式計(jì)算:式中,B值具體見表4-9:表4-9水槍水流特性系數(shù)B值水槍噴口直徑(mm)13161922B0.3460.7931.5772.836經(jīng)查表,在本設(shè)計(jì)中,B=1.577,所以水槍噴嘴實(shí)際出流量為:L/s5.0L/s因此,
27、水帶阻力損失為:消火栓口所需的水壓式中,消火栓口的水壓,; 水槍噴嘴處的壓力,; 水帶的水頭損失,; 消火栓栓口水頭損失,按2計(jì)算。所以,=16.9+2.9+2=21.8消防給水管道水力計(jì)算消防管網(wǎng)水力計(jì)算的主要目的在于確定消防給水管網(wǎng)的管徑、計(jì)算或校核消防水箱的設(shè)置高度、選擇消防水泵。由于建筑物發(fā)生火災(zāi)地點(diǎn)的隨機(jī)性,以及水槍充實(shí)水柱數(shù)量的限定(即水量限定),在進(jìn)行消防管網(wǎng)水力計(jì)算時(shí),對于支狀管網(wǎng)應(yīng)首先選擇最不利立管和最不利消火栓,以此確定計(jì)算管路,并按照消防規(guī)范規(guī)定的室內(nèi)消防用水量進(jìn)行流量分配。消火栓給水管道中的流速一般以1.41.8m/s為宜,不允許大于2.5m/s。消防管道沿程水頭損失的
28、計(jì)算方法與給水管網(wǎng)計(jì)算相同,其局部水頭損失按管道沿程水頭損失的10%采用。當(dāng)有消防水箱時(shí),應(yīng)以水箱的最低水位作為起點(diǎn)選擇計(jì)算管路,計(jì)算管徑和水頭損失,確定水箱的設(shè)置高度或補(bǔ)壓設(shè)備。當(dāng)設(shè)有消防水泵是,應(yīng)以消防水池最低水位作為起點(diǎn)選擇計(jì)算管路,計(jì)算管徑和水頭損失,確定消防水泵的揚(yáng)程。4.4.2消火栓系統(tǒng)選型根據(jù)消火栓的布置情況,為了便于給水,共布置消防立管16根并按順序標(biāo)記為XL-116,為了保證消防用水安全,消防給水管網(wǎng)包括各消防立管在內(nèi)的全部系統(tǒng)構(gòu)成的整體管網(wǎng)為環(huán)狀,具體各管段連接方式請參見消火栓給水系統(tǒng)圖。為了達(dá)到相應(yīng)抗壓要求,消防給水管全部采用鋼管,其壁厚根據(jù)連接方式選用。根據(jù)對消火栓的設(shè)
29、計(jì)計(jì)算,最不利點(diǎn)消火栓動(dòng)水壓力不低于0.2176MPa;根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,當(dāng)消火栓口動(dòng)水壓力超過0.50MPa時(shí),需要設(shè)置減壓閥減壓。對于消防環(huán)狀網(wǎng),系統(tǒng)中所有室內(nèi)消防用水量都有可能經(jīng)過環(huán)狀網(wǎng)包含的每一管段,因此,所有管段都必須能承受20L/s室內(nèi)消防的用水量。故環(huán)狀網(wǎng)上的全部管段選用DN150的給水管,其余部分只有一個(gè)消火栓流量的管段,采用DN70的給水管。消防水泵計(jì)算(1)最不利點(diǎn)處消火栓到消防水池最低水位高程差為18.8m=0.188MPa(2)消防水泵到最不利消火栓處的總水頭損失:沿程損失為29KPa,局部阻力損失取20%,則總阻力損失為0.035MPa(3)消防水泵所需揚(yáng)程H=0.188
30、+0.035+0.2176=0.44MPa根據(jù)流量為20L/s,揚(yáng)程為0.44MPa,選擇消火栓泵為XBD4.5/20-W100X型兩臺(tái),一用一備。消火栓減壓根據(jù)消火栓布置,壓力最大的點(diǎn)應(yīng)在一層離消防水箱最近,但是由于泵只能提供0.45MPa的壓力,且在泵與消火栓之間有沿程損失和高度差,所以消火栓壓力必然小于0.50MPa,故不需要設(shè)置減壓閥。校核水箱安裝高度(1)設(shè)置的消防水儲(chǔ)水高位水箱最低水位18.6m,最不利點(diǎn)消火栓栓口高程14.6m,則最不利點(diǎn)消火栓栓口的靜水壓力為18.6-14.6=4,按照規(guī)定,需要設(shè)置消防泵。前10分鐘,室內(nèi)消防用水自屋面消防水箱由上而下供給,故將一組消防泵設(shè)于水
31、箱后,管網(wǎng)前。10分鐘后消防水箱中的室內(nèi)消防用水耗盡,改由消防水池自下而上供水,此時(shí)需要開啟另一組消防泵。(2)根據(jù)管網(wǎng)布置形式,火災(zāi)初期(10min內(nèi))最不利點(diǎn)為離屋面水箱距離最遠(yuǎn)的頂層消火栓(本設(shè)計(jì)中認(rèn)為屋頂試驗(yàn)消火栓不是最不利點(diǎn))。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,所有消火栓一律放置于離地面1.1m高的地方,經(jīng)計(jì)算屋面消防水箱中的水要通過80m長的DN150的給水管才能到達(dá)最不利點(diǎn)。其間沿程水頭損失(其中流量計(jì)為全部室內(nèi)消防流量,此時(shí)為最不利情況):式中,沿程水頭損失,KPa; 管道計(jì)算長度,m; 管道單位長度水頭損失,KPa/m,按下式計(jì)算。式中,管道單位長度水頭損失,KPa/m; 管道計(jì)算內(nèi)徑,m;
32、 給水設(shè)計(jì)流量,m/s; 海澄威廉系數(shù),塑料管、內(nèi)襯(涂)塑管=140;銅管、不銹鋼管=130;襯水泥、樹脂的鑄鐵管=130;普通鋼管、鑄鐵管=100。在本設(shè)計(jì)中,=100,所以:故,=0.15580=12.4KPa。由于管網(wǎng)復(fù)雜(特別是屋面水箱出水部分)局部水頭損失較大(包括彎頭,三通和部分閥門),取沿程損失50%,所以,總的水頭損失約為20KPa,即0.020MPa。(3)為了保證最不利點(diǎn)所需要的水壓,必須至少采用能提供0.198MPa壓力的增壓設(shè)備。所以,考慮到泵的型號(hào)和保留一定的安全系數(shù),選用0.20MPa揚(yáng)程,流量為20L/s的消防泵。另外,為了防止爆管設(shè)置一個(gè)穩(wěn)壓泵,穩(wěn)定管網(wǎng)壓力并
33、同時(shí)配備一個(gè)穩(wěn)壓罐。消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓泵選用KQDP50-16-11X2兩臺(tái),一用一備,并配備穩(wěn)壓罐。消火栓減壓根據(jù)目前的管網(wǎng)形式,壓力最大的消火栓應(yīng)位于底層,且離消防水箱比其他底層消火栓近。按照消火栓的布置情況,一層消火栓中位于XL-4的消火栓為壓力最高點(diǎn)。從屋面消防水箱到達(dá)該消火栓需要5.2L/s的水流量(1個(gè)消火栓的流量,此時(shí)壓力最大)通過長34m的DN150以及長2.4m的DN70的水管。故依公式計(jì)算,沿程水頭損失為10.35KPa,局部損失取為20%,故總損失為12.42KPa。此過程中高度差引起的壓力升為0.175MPa,且系統(tǒng)中可能出現(xiàn)最大增壓壓力為0.30MPa,故得出壓力最大的消
34、火栓最大壓力為0.463MPa,不需要設(shè)置減壓閥。4.5自動(dòng)噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是一種發(fā)生火災(zāi)時(shí),能自動(dòng)打開噴頭噴水滅火并同時(shí)發(fā)出火警信號(hào)的消防滅火設(shè)施。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)撲滅初期火災(zāi)的效率為97%以上,因此在國外一些國家的公共建筑都要求設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。鑒于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r,目前要求在人員密集不易疏散,外部增援滅火與救生較困難或火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的場所設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為6L/(min),作用面積為160,經(jīng)計(jì)算自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)消防用水量 。上面的參數(shù)選擇參照下表(表4-10):表4-10民用建筑和工業(yè)廠房的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)
35、參數(shù)建、構(gòu)筑物的危險(xiǎn)等級項(xiàng) 目設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度L/(min)作用面積()噴頭工作壓力(MPa)嚴(yán)重危險(xiǎn)級 級122600.10 級16中危險(xiǎn)級 級6160 級8輕危險(xiǎn)級4注:系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭工作壓力不應(yīng)低于0.05MPa。根據(jù)噴頭的布置情況為了便于給水,共布置自動(dòng)噴淋給水立管3跟,依照順序標(biāo)記為ZPL-1-3,其中ZPL-3立管與屋面消防水箱直接連接,用于滿足火災(zāi)初期的用水需要。為了保證噴淋系統(tǒng)用水安全,噴淋給水管網(wǎng)設(shè)置末端試驗(yàn)立管2根,MDL-12,由于每層都有測試噴頭,起管內(nèi)徑為50mm,為達(dá)到相應(yīng)抗壓要求,自動(dòng)噴淋給水管全部采用鋼管,其壁厚根據(jù)連接方式選用。根據(jù)市政管網(wǎng)水壓和自動(dòng)噴淋管網(wǎng)水
36、頭損失的估算,最不利點(diǎn)噴頭的壓力不能滿足0.088MPa的噴頭工作壓力,所以必須增設(shè)消防泵。前10min,室內(nèi)噴淋用水自屋面消防水箱由上而下供給,故將一組消防泵設(shè)于水箱后,管網(wǎng)前,10min后消防水箱中的室內(nèi)消防用水耗盡,改由消防水池自下而上供水,此時(shí)需開啟另一組消防泵。對于自動(dòng)噴淋系統(tǒng),系統(tǒng)中所有噴淋系統(tǒng)用水量都有可能經(jīng)過任意一根立管到達(dá)立管上連接的各噴頭,因此,所有立管都必須能承受30L/s噴淋系統(tǒng)的消防用水量。故各立管管段全部選用DN150的給水管,其余部分只有一個(gè)噴頭流量的管段,采用DN25的給水管;有2-3個(gè)噴頭流量的管段,采用DN32的給水管;有4個(gè)噴頭流量的管段,采用DN40的給
37、水管;有5個(gè)噴頭流量的管段,采用DN50的給水管;剩余部分支干管根據(jù)連接噴頭數(shù)和流量選用DN70,DN80,DN100,DN150等管徑。對于噴淋系統(tǒng)的管徑,現(xiàn)行的計(jì)算方法主要是特性系數(shù)法,但由于此法非常繁瑣,噴頭的流量相差很小再加上工程中對精度的要求不是很高,故本設(shè)計(jì)認(rèn)為,在到達(dá)設(shè)計(jì)流量前所有噴頭的流量都是工作壓力下的流量,具體各管段設(shè)計(jì)和管徑選擇請參照各層噴淋平面圖。4.5.1 噴淋系統(tǒng)的計(jì)算與選型(1)噴頭的出流量應(yīng)按下式計(jì)算:式中,q噴頭出流量,L/min; P噴頭處壓力(噴頭工作壓力),(MPa),此處選取0.088MPa; K噴頭流量系數(shù),標(biāo)準(zhǔn)噴頭K=80。所以,噴頭的出流量=1.
38、25L/s。以上工作壓力和流量系數(shù)的選擇根據(jù)下表(表4-11):表4-11噴頭的流量系數(shù)與工作壓力表噴水強(qiáng)度(L/min)標(biāo)準(zhǔn)噴頭最大保護(hù)面積()噴頭流量系數(shù)噴頭工作壓力(MPa)420800.100612.50.088811.50.1321090.12751291150.0881690.1572091550.135系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量按最不利作用面積內(nèi)噴頭同時(shí)噴水的總流量確定,根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,最不利作用面積為矩形,其長度不宜小于作用面積平方根的1.2倍。故作用面積設(shè)為1711()矩形,作用面積內(nèi)噴頭數(shù)為18只。(2)作用面積內(nèi)的設(shè)計(jì)秒流量為:式中,系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量,L/s; 最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)各噴
39、頭節(jié)點(diǎn)的流量,L/s; n最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的噴頭數(shù),在此n=18。所以,=181.25=22.5L/s理論秒流量為:式中,系統(tǒng)理論秒流量,L/s; 設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度,L/(min),根據(jù)前面設(shè)計(jì),取=6L/(min); F作用面積,。所以,設(shè)計(jì)秒流量為理論秒流量的1.20倍。注:由于各個(gè)噴頭在管網(wǎng)中的位置不同,所處的實(shí)際壓力亦不同,噴頭的實(shí)際噴水量與理論值有偏差,自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量可按理論值的1.151.30倍計(jì)算。即=(1.151.30)。(3)作用面積內(nèi)的計(jì)算平均噴水強(qiáng)度為:Q=8018/187=7.7(min)此值大于規(guī)定要求6(min)。(4)在作用面積內(nèi),根據(jù)建筑天花板布置要求,噴頭間距不等,所組成不等的任意4個(gè)噴頭所保護(hù)的面積,分別為11.22及8.91,其噴水強(qiáng)度為80/11.22=7.13(min)及80/8.91=8.98(min),均大于6(min)。(5)管段的總損失為:
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