一．建筑給水系統1.建筑給水工程設計說明建筑內部給水系統是將城鎮給水管網或自備水源給水管網的水引入室內，經配水管送至生活，生產和消防用水設備，并滿足用水點對水量，水壓和水質要求的冷水供應系統。它包括生活給水系統，生產給水系統，消防給水系統。在這里只考慮生活給水系統和消防給水系統。給水系統的的選擇應根據生活、生產、消防等各項用水對水質、水量、水壓、水溫的要求，結合室外給水系統的實際情況，經綜合評定而后選擇。首先，我們要確定合理的供水方案，通過對工程涉及的各項因素，如技術因素、經濟因素等的綜合評判確定優化供水方式。本題原始資料中，室外給水管網常年可資用水頭為300kpa,本建筑為層高是31.8m的高層建筑為減少水箱負荷，擬定采用分區供水方式，在分區處設有閥門，以備低區進水管發生故障或外網壓力不足時打開閥門，由高區向低區供水，經水壓估算，第1—4層為下區由室外給水管網直接供水，采用下行上給給水方式；第5—7層為上區由水箱，水泵聯合供水，采用上行下給給水方式，在底層設置水池間，建筑物用水由水池直接供給。2．給水系統設計計算1室內給水系統設計計算高日用水量確定用水定額：按建筑物的性質選用qd=450L/(床·d);取時變化系數Kh=2.0床位總數：該建筑每層客房數不定，該建筑2層有10個標準間，3層有7個標準間，4層有12個標準間，5層有14個標準間，6層有13個標準間，每個標準間內有三個床位，上區有81個床位，該建筑總共有168個床位。最高日用水量：Qd=168×450÷1000=75.6m3/d最高日最大時用水量：Qh=Qd·Kh/T=75.6×2÷24=6.3m3/h屋頂水箱的設計計算1）容積的確定：5—7層（81個床位）的生活用水由水箱供給，所以，水箱生活用水容積按高日用水量Qd的5%計算V=75.6×81×0.05÷168=1.82m3消防貯水容積按貯存10min的室內消防水量（每個消火栓系統出水量為40L/s）Vf=40÷Tx×60÷1000=40×10×60÷1000=24m3查手冊取貯存消防用水量的容積為18m3水箱有效容積為Vz=V+Vf=1.82＋18=19.82m3貯水池平面尺寸為3.4×1.6m有效水深為2.0m貯水池的平面尺寸為L×B×H=3.4m×1.6m×2.0m水箱設成2個，材料為玻璃鋼，其實際尺寸為2×（3.4×1.6×2）=21.76m32）水箱高度：屋頂標高是31.8m,根據安裝要求水箱安裝距屋頂應取0.5m，水箱出水管至最不利消火栓口的總水頭損失為2.0m,則水箱底標高為31.8＋0.5＋2.0=34.3m水箱最高水位34.3+2=36.3m（3）底層貯水池的設計計算容積的確定：該建筑的貯水池設計成生活、消防共用的貯水池，容積包括兩部分：生活用水調節容積與消防貯備水量生活用水調節容積按最高日用水量的20%計算Vt=75.6×20%=15.12×2=30.24m3消防貯備水量為流量是40L/s消火栓系統（火災延續時間是3小時）消防是假定一根DN150引入管提供室外消防所需水量，另一根DN150的引入管的流量進入貯水池，如流速為1.8m/s則進水量Qj=VAT=1.8×3.14×0.15×0.15×3600×3÷4=343m3/h消防貯備水量為Vx=40×3600×3÷1000-343=89m3考慮市政給水管事故時當地維修時間，事故貯備水為最高日用水量的50%計算，則Vs=75.6×0.5=37.8m3貯水池的有效容積為V=Vx+Vt+Vs=15.12+89+37.8=141.9m3根據建筑平面及貯水池位置，取平面尺寸為14.6×6.0=87.6m2取水深為2.0m貯水池容積為87.6×2.0=175.2m3貯水池設置在底層水箱間內，用鋼筋混凝土澆注（4）加壓泵的選定1）本設計的加壓水泵是為5—7層給水管網增壓，水泵僅向水箱供水，不直接向給水管網供水，水泵的設計流量應為上區最大時用水量Qd上=81×450÷1000=36.5m3/dQh上=36.5×2.0÷24=3.0m3/h=0.83L/s2）水泵設計揚程的確定：水泵吸入管采用DN80鑄鐵管，根據設計流量查表吸水管中流速V=0.20m/s水力坡度i=0.0164kpa/m壓水管采用DN75的鑄鐵管，根據設計流量查表吸水管中流速V=0.24m/s水力坡度i=0.028kpa/m吸水管長度為2m,壓水管長度為35m總水頭損失為Hs=(2×0.0164+3×0.028)×1.3=1.5kpa流處水頭為Hc=20kpa壓水管出口與水箱的高差為Hz=34.9mH2o=349kpa水泵揚程Hb=349+1.5+20=370.5KPa3)水泵選定根據揚程流量查水泵樣本選定水泵為JWPS-100-45SODL×3型水泵兩臺，其中一臺備用(5)生活給水系統水力計算1）該建筑為高層酒店，室內計算流量公式中，根據建筑物用途確定的系數a=2.5。生活給水設計秒流量計算公式qg=0.2aNg1/2下區給水計算：下區第1-4層給水系統水力計算表編號當量總數Ng設計秒流量Qg管徑DN/㎜流速v/(m/s)每米管長沿程水頭頭損失i/(KPPa/m)管段長度L/m管段沿程水頭損失失/KPa管段沿程水頭損失失累計∑hy/KPPa0-10.50.35250.660.5860.90.5271-21.50.61251.131.591.52.392-32.00.87320.90.7073.02.1213-44.01.2400.950.666.14.044-56.01.73500.800.248.01.925-624.03.4501.651.366.58.846-742.03.8700.990.3658.02.927-83.9701.1304685.02.3428.2072）校核市政管網水壓下區冷水給水系統所需給水壓力按以下公式計算：H=10H1+H2+H3+H4式中H——建筑內給水系統所需的水壓，H1——引入管起點至最不利配水點位置高度所要求的靜水壓力，H2——引入管起點至最不利配水點的給水管路即計算管路的沿程與局部水頭損失之和，H3——水流通過水表時的水頭損失，H4——最不利配水點所需的流出水頭，因為H=16.2×10+28.14×1.3+20+10=192KPa<300KPa故市政管網水壓滿足要求。高區給水系統水力計算上區第5-7層給水系統水力計算表編號當量總數Ng設計秒流量Qg管徑DN/㎜流速v/(m/s)每米管長沿程水頭頭損失i/(KPPa/m)管段長度L/m管段沿程水頭損失失/KPa管段沿程水頭損失失累計∑hy/KPPa0-10.50.35250.630.5861-21.50.61251.131.592-320.87320.900.713-441.0400.80.4730`-1`0.50.35250.630.5860.90.531`-2`1.50.61251.131.591.52.392`-420.71320.740.4951.40.694-581.41401.110.8847.86.905-6141.87500.890.4188.03.346-7342.9700.850.2748.02.197-8543.7700.990.3653.91.438-9664.1701.130.4683.91.839-10744.3800.900.2350.60.1410-1178.54.4800.910.24640.9821.42二.消防給水工程1．消防給水工程設計說明室內消火栓給水系統由消防水源、室內消防給水管網、供水設施、室內消火栓組件組成。消防給水管網向室內消火栓提供滿足水量、壓力要求的消防用水。建筑物的性質不同，對室內消火栓給水管網的要求也不相同。對于此設計項目相關建筑要求消防給水管網為環狀，進水管不少于兩條，且宜從2個不同方向的給水管引入。室內消火栓根據《高層民用建筑設計防火規范》規定，室內消防用水量為40L/s，每根豎管最小流量為15L/s，每支水槍最小流量為5.0L/s，由于消火栓口靜水壓力不大于0.8MPa，故室內消火栓系統不分區，采用水箱、水泵聯合供水的臨時高壓給水系統。高位消防水箱與生活水箱共用，貯存10min消防用水量，消防泵及管道單獨設置。每個消火栓口徑為65mm，單出口，水槍噴嘴口徑19mm，充實水柱長度為12m，采用標準麻質水袋，直徑為65mm，長度為20m，消防泵從生活-消防合用水池吸水，火災延續時間以3h計。室內消火栓應布置應注意以下幾個方面：①在明顯易取用的地方，大房間內的消火栓應設置在疏散門的附近；②消火栓栓口離地面高度不應小于1.10m，栓口出水方向宜向下或與設置消火栓的墻面垂直；③消火栓間距應保證該層任何部位有兩個消火栓的兩股水槍充實水柱同時到達；④栓口出水壓力不應大于800KPa，否則應采用分區給水系統；⑤屋頂應設檢查和試驗用的消火栓，以供本單位和消防部門定期檢驗室內消火栓給水系統供水能力時使用北方寒冷地區的屋頂消火栓還應有防凍和泄水裝置。2．消火栓給水系統計算1）消火栓的保護半徑根據《高層民用建筑設計防火規范》要求，消火栓布置間距應保證同一層任何部位有兩支消火栓水槍充實水柱同時到達，按此要求對消火栓進行布置：根據建筑物的長度和寬度、層高確定消火栓的保護半徑應為：R=Lp+Lk式中R——室內消火栓的保護半徑，Lp——水袋的敷設長度，在寬闊地帶按水袋總長的90%計算，當轉折多時按水袋總長的80%-85%計算，Lk——消防水槍充實水柱的水平投影，Lk=Hmcosa式中a——消防水槍傾斜角，一般取45-60度，Hm——消防水槍充實水柱高度，取C=0.8，每支水槍根據高層民用建筑室內消火栓給水系統消防用水量要求，高級酒店要求每支水槍最小流量為5L/s，查表得：建筑高度小于50m時，室內消防總用水量為20L/s，每根豎管最小流量是10L/s,據此查表得Hm=12m，qxh=5.2L/s,Hq=16.9m，R=C×L+Hmcos45°=0.8×20+12×0.71=24.5m2）室內消火栓間距影響消火栓檢舉的因素有換的保護半徑、消火栓的保護面積和保護方式、建筑物的凈空高度等，其值應由計算確定。如果計算值大于規范的規定最大間距，則采用間距不得大于規范規定的最大值。根據滅火點對滅火水柱數量的要求不同、樓層寬度等因素，有不同的的布置方式。當被保護建筑物的寬度不大時可采用單排布置，當寬度很大時則采用雙排或多排布置。該題根據建筑物尺寸采用單排即可。該建筑室內滅火點要求二股水柱到達，消火栓間距S按下式計算：S=（R2-b2）1/2其中b為消火栓保護寬度的一半，取b=8.8m。那么S=（24.5×24.5-8.8×8.8）1/2=22.50m消防給水水力計算表`編號設計秒流量Qg管徑DN/㎜流速v/(m/s)每米管長沿程水頭頭損失i/(KPPa/m)管段長度L/m管段沿程水頭損失/KPa0-15.201001.010.303.91.171-211.11001.270.334113.52-321.11501.720.3815.65.883-421.11501.720.3815.75.920-1’21.11501.720.3847.517.93）消火栓系統水力計算消火栓系統所需水壓為H=H1+H2+H4H1——引入管起點至最不利配水點位置高度所要求的靜水壓力，H2——引入管起點至最不利配水點的給水管路即計算管路的沿程與局部水頭損失之和，H4——最不利配水點所需的流出水頭H=279+28.88+170=477.88kpa水泵揚程為Hb1=1.1H=1.1×477.88=552.7KPa根據流量和揚程查相關選泵泵的型號為JXS-Ⅱ-5-12050LG×6根據水箱按裝要求，只能采用按裝高度為0.5m，所以應采用加壓泵H1=35kpaH2=17.9×1.1=19.7kpaH4=170kpa水泵的揚程Hb2≥170+19.7-35=154.7kpa根據設計手冊選泵已知揚程和流量則最合適的泵的型號為JXS-Ⅱ-30-60100DL×3三.建筑排水工程1．建筑排水工程設計說明建筑內部排水系統的功能是將人們在日常生活和工業生產過程中使用過的、受到污染的水及將樓到屋面的雨水和雪水收集起來，及時排到室外，建筑內排水系統分為污廢水排水系統和屋面雨水排水系統兩大類。本題研究建筑內污廢水排水系統，生活排水系統和工業廢水排水系統又分為合流制和分流制兩種體制，本題選用合流制，即生活污廢水用同一根排水管。由于建筑層數較多，為了排水管道中氣壓穩定，可設伸頂通氣管，并每隔一層設有檢查口。1.建筑內部排水系統水力計算本設計采用生活污、廢水合流制橫支管計算由此公式計算各管段的設計秒流量Qp=0.12×2.5×Np1/2+Qmax2.建筑內部排水系統水力計算本設計采用生活污、廢水合流制橫支管計算由此公式計算各管段的設計秒流量Qp=0.12×2.5×Np1/2+Qmax各層排水橫支管水力計算表管段編號衛生器具名稱數量量排水當量Np設計秒流量Qp（L/ss）管徑De(mm)坡度i污水盆大便器浴盆Np=1.0Np=4.5Np=31管0-111.00.33500.0251-2114.01.33750.0252-31118.52.851000641000.0252）立管計算㈠1立管接納的排水當量總數為Np=8.5×6=51立管最下部管段排水設計秒流量為立管底部和排出管計算立管底部和排出管放大一號管徑dd=125mm,查得符合要求Qp=0.12×2.5×511/2+1.5=3.64L/s查附錄得，選用立管管徑dd=100mm,由于設計秒流量3.64L/s小于最大允許排水流量4.5L/s不用設專用通氣立管底部和排出管管，所有排水立管都僅設伸頂通氣管3）立管底部和排出管計算立管底部和排出管放大一號管徑dd=125mm,查得符合要求㈡2立管接納的排水當量總數為Np=8.5×4=34立管最下部管段排水設計秒流量為Qp=0.12×2.5×341/2+1.5=3.25L/s查附錄得，選用立管管徑dd=100mm,由于設計秒流量3.25L/s小于最大允許排水流量4.5L/s不用設專用通氣立管底部和排出管管，所有排水立管都僅設伸頂通氣管。立管底部和排出管計算立管底部和排出管放大一號管徑dd=125mm,查得符合要求（三）3立管接納的排水當量總數為Np=8.5×12=102立管最下部管段排水設計秒流量為Qp=0.12×2.5×1021/2+1.5=4.53L/s查附錄得，選用立管管徑dd=125mm,由于設計秒流量4.53L/s小于最大允許排水流量7.0L/s不用設專用通氣立管底部和排出管管，所有排水立管都僅設伸頂通氣管。立管底部和排出管管計算立管底部和排出管管放大一號管管徑dd=150mm,查得符合要要求。（四）4立管接納的排水水當量總數為為Np=8.5×7=559.5立管最下部管段排排水設計秒流流量為Qp=0.12×2..5×59..51/2+1..5=3.882L/s查附錄得，選用立立管管徑dd=100mm,由于設計秒秒流量3.882L/s小于最大允允許排水流量量4.5L/s不用設專用用通氣立管底底部和排出管管管，所有排排水立管都僅僅設伸頂通氣氣管。立管底部和排出管管計算立管底部和排出管管放大一號管管徑dd=125mm,查得符合要要求。（五）5立管接納的排水水當量總數為為Np=8.5×11==93.5立管最下部管段排排水設計秒流流量為Qp=0.12×2..5×93..51/2+1..5=4.440L/s查附錄得，選用立立管管徑dd=125mm,由于設計秒秒流量4.440L/s小于最大允允許排水流量量7.0L/s不用設專用用通氣立管底底部和排出管管管，所有排排水立管都僅僅設伸頂通氣氣管。立管底部和排出管管計算立管底部和排出管管放大一號管管徑dd=150mm,查得符合要要求。（六）6立管接納的排水水當量總數為為Np=8.5×8=668立管最下部管段排排水設計秒流流量為Qp=0.12×2..5×6811/2+1..5=3.997L/s查附錄得，選用立立管管徑dd=100mm,由于設計秒秒流量3.997L/s小于最大允允許排水流量量4.5L/s不用設專用用通氣立管底底部和排出管管管，所有排排水立管都僅僅設伸頂通氣氣管。立管底部和排出管管計算立管底部和排出管管放大一號管管徑dd=125mm,查得符合要要求。（八）8立管同2