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毕业论文网 > 开题报告 > 土木建筑类 > 给排水科学与工程 > 正文

某商住楼建筑给排水设计开题报告

 2020-04-14 19:45:14  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写

2000字左右的文献综述:

关于高层商住楼消防设计的一些问题

摘 要:  随着经济的发展和科技的不断提高,商住楼日益普遍的存在。本文分析了商住楼中消防给水即消火栓系统和自动喷水灭火系统给水方式的选择、竖向分区的一些问题,以及消防排水的水量组成,排水措施和消防管材的一些认识和探讨,最后分析了高层商住楼消防设计的一些问题和解决的方法。

关键词: 高层商住楼;消防给水;消防排水;消防管材;选择分析

一、引言

随着国家综合国力和人民生活水平的提高,商住楼越来越普遍的出现在我们的生活的城市中。国民的消防意识的不断增强,人们对商住楼消防问题也日益关注。商住楼整体建筑趋于大型化, 裙房的体量越来越大, 住宅的数量越来越多, 分布形式多样化, 建筑功能多, 疏散路线及人流设计也越来越复杂,是特大火灾发生的主要场所。现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》没有对此类建筑进行明确的规定,各地消防部门对此类建筑的消防意见也不统一,造成设计人员在设计商住楼的消防时根据自己的理解对商住楼的消防即裙房的消火栓系统和自动喷水灭火系统和住宅部分的消火栓系统做出设计,对于没有明确规范的设计者易造成消防系统的不合理,最终带来巨大的人身财产损失,造成不可弥补的遗憾。因此对于高层建筑尤其是商住楼消防问题在设计时应高度重视。

高层建筑消防本来就是现代建筑管理的一个难点,而高层建筑消防的给水、排水、管材等的选择更与设计的可靠性,与人民的利益等息息相关。

二、高层商住楼的消防给水

高层商住楼给水楼层高,隐患多,尤其在裙房部分在设计时并不知道该地到底是用于什么,直到建筑完成后才明确这个区域的具体用途。正是由于这种原因,在高层建筑中一旦发生火灾,势必来势汹汹,蔓延很快。这便对高层商住楼的消防给水提出了很高的要求。鉴于当前国内现实和消防设备而言,扑救高层商住楼突发火灾具有一定的难度,故需要选择安全可靠又符合技术经济的消防给水方式。

(1)消火栓给水系统。消火栓的给水方式按设备行方式可分为水泵高位水箱,水泵气压罐,水泵变频的给水方式。这三种方各有优缺点应结合工程具体实际加以选择,不能笼统的评价优劣。但是无论选择何种方式,都要保证两路供水,确保其可靠性。由于商住楼的楼层较高,例如本建筑为23层,建筑总高度为86.5m,若根据建筑物的高度来划分则可以分为分区和不分区两种。《高层民用建筑设计防火规范》规定:当消火栓栓口出水压力大于0.8mPa时,因采取分区给水;当消火栓栓口出水压力大于0.5mPa时设置减压阀。本建筑高度不超过100m,所以竖向分区不超过两个。因为若不分区那么消火栓系统(比如接头阀门等连接处)在平常易漏、损坏管道及配件,尤其是到了失火时由于压力的突然增大而产生爆管等问题,不仅不能及时扑灭火灾,而且会给消防队员的营救工作造成一定的阻碍。但是竖向分区也不宜跨度过大,若竖向分区高度太大,则会造成水泵扬程过大,压水管过长,对水泵和管材的要求也较高,更不利于灭火。

(2)自动喷水灭火系统。对于商住楼住宅部分的自动喷水灭火系统,各地的消防部门对商住楼住宅部分的消防意见也不尽相同。因为这与商住楼住宅部分的定性有很大的关系。若按照《高层民用建筑设计防火规范》3.0.1条中所说的,那么商住楼应该为公共建筑,自然自动喷水灭火系统是不可少的。但是从我们对商住楼了解和其实际的用途来说,商住楼的商业部分和住宅部分有着较好的防火分区,并且住宅部分发生火灾的隐患也较少,故可以按住宅建筑加以设计消防系统,那么就可以不设自动喷水灭火系统,也可在住宅楼的公共部分设自动喷水灭火系统。对于一百米以下的自动喷水灭火系统一般采用备有重力水箱和水泵的给水方式。

三、商住楼的消防排水

商住楼消防排水的来源有多种,最主要的自然是消火栓给水系统和自动喷水灭火系统的给水灭火时所产生的水,还包括地下水和消防电梯的消防排水、系统的定期放空检查维修排水、消防泵的排水、防止系统超压时的排水、水灭火系统的试验排水、系统其它设备排水等。消防排水要做到平时流量不大,但是用时流量大这个特殊情况与城市雨水管网相结合,合理设置相应的消防水池并保证高层建筑两路排水。在无法满足排水量时,让这些水量大,持续时间长的水及时排入到雨水管网中或在一些雨水管网不方便接入处,设置专门的消防用水排水管道或设置缓冲水池再排入雨水管网中;若方便接入附近卫生间等具有排水功能的部位也可以,并且加入反溢工艺。要求严格分区排水,各司其职,不得相互连通,地面上的排水不得流入地下室,保证水泵房等用电设备的用电安全。

四、商住楼的消防管材和连接方式

一个好的消防设计不仅要对消防系统有深刻的了解,对于市面上层出不穷的管材以及其相应的连接方式也应该有自己的深刻的认识。在保障商住楼安全的同时,降低建设成本。消防给水管管材又可细分为球墨给水铸铁管,普通焊接钢管,热浸镀锌焊接钢管等。规范中已明确说明在室内消火栓必须使用钢管。故室内消火栓系统一般为普通焊接钢管;当室外消防为生活与消防合用或为临时高压给水系统、常高压给水系统时,可采用球墨铸铁管和焊接钢管,焊接连接,但是我们是否有考虑在室内消火栓泵加压管道从地下室引入室内时的埋地管是否可以采用塑料管而不是钢管呢?我认为是可以的。塑料管材具有表面光滑,不易结垢,水头损失小,耐腐蚀,重量轻,加工和接口方便等优点,在加上现在市场上塑料管材有巨大的发展潜力,我们可以把这些埋地管埋设符合压力要求的塑料管,这样不仅施工方便,而且造价低、提高了供水的安全性,但是到距离室内一定距离时仍需换成钢管。自动喷水灭火系统我们一般也采用内外镀锌的无缝钢管,采用沟槽式连接。

五、商住楼消防设计的一些问题和解决方法

(1)是否用双阀双出口消火栓代替两组单阀消火栓

《高层民用建筑防火规范》(2005版)7.4.2以强制性条文指出当为十八层及十八层以下的单元式住宅或十八层及十八层以下、每层不超过八户、建筑面积不超过650的塔式住宅,当设两根消防竖管有困难时,可设一根竖管,但必须采用双阀双出口型消火栓。这条强制性条文的言外之意便是尽量减少双阀双出口消火栓。这在生活中我们是可以理解的。双阀双出口消火栓在发生火灾时有诸多不便之处,当火灾发生时,每一秒都显得非常重要,双阀双出口消火栓在消防队员拖动水带时可能会造成不必要的麻烦,比如水带缠绕,交叉等。

(2)消防电梯前室消火栓是专用还是兼用问题

虽然在《建筑设计防火规范》中指出消防电梯前室的消火栓不计入消火栓总数内,而《全国民用建筑工程设计技术规范--给水排水》却指出消防电梯前室消火栓可计算在布置数量范围内。《高层民用建筑设计防火规范》并为明确指出。我认为消防电梯前室消火栓是否计入同层消火栓数量的总数与消防电梯前室的排烟措施有密切的关系。若消防电梯前室选择正压送风,那么前室消火栓可以计入同层。若选择自然送风,那么前室消火栓不计入同层。

(3)商住楼安全疏散问题

商住楼裙房部分做商业用,塔楼部分做住宅用,平时人流量大,尤其是裙房部分安全隐患较多,发生火灾事故的可能性较大,若不采用有效的疏散措施,会对业主的生命安装造成威胁。首先应布置合理的安全出口,必要时可向相邻的防火分区借用疏散楼梯;其次商业部分和疏散部分的疏散路线应互不干扰,住宅部分的电梯在裙房处不得停靠;适当延长裙房的耐火等级并设置消防队员进出的专门出入口和消防电梯;在两个单元间设置美观的,宽度为0.4m外挑防火隔墙;最后裙房部分应尽量使用自然排烟,在必要处使用机械排烟。

(4)小流量超压问题

对于消防泵出口处的小流量,若没有任何的保护措施会导致管网压力过大,发生事故。最简单的措施便是在消防泵出口设置稳压阀和放水回流设施。通过回流管泄压。当然也可以选择布置正确合理的消防给水系统或者选择正确的消防给水泵。

六、结语

目前商住楼的不断增多正是对我们给排水工程师的一个巨大考验。商住楼的设计融合了公共建筑与住宅消防设计,在设计时又与两者单体设计不同。在商住楼的设计中我们要求不仅仅要满足规范的要求,更要符合”人性化”要求。我们在按照规范设计的时候更要与时俱进,与现代新兴的产品工艺相结合,使其发挥更大的价值的同时,也保障了人们的生命财产。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):

一、题目

某高层综合楼建筑给排水设计

二、工程概况

某住宅楼建筑共23层,建筑总高度为86.5m。1~5层设计为商场,主体为住宅楼。设计内容有建筑给水系统、排水系统、雨水系统、消防系统,污水处理系统。

室内要求设置给水系统,排水系统,雨水排水系统、消火栓系统和自动喷淋灭火系统。市政管网可以提供供水水压为0.25 Mpa。

三、设计依据

(1)建筑给排水设计规范GB50015(2003年版)

(2)建筑设计防火规范GB50016 (2006年版)

(3)高层建筑防火设计规范GB50045-95 (2001年版)

(4)给排水制图标准GB/T50106-2001

(5)自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001 (2005年版)

(6)建筑灭火器配置标准GB50140-2005

(7)各有关文件及各工程提供的资料,包括各层平面图、总平面图。

四、设计内容

本设计范围:室内外给水、排水。

本设计内容:包括室外给排水管网综合,室内生活给水系统、排水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统。

五、参考文献

(1)《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140#8212;2005)

(2)《建筑给排水设计规范》(GB50015-2003)

(3)《给水排水设计手册》第二册和第五册

(4)《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)

(5)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)

(6)《给水排水制图标准》(GBJ106-2001)

(7)《全国通用给水排水标准图集》

六、系统选择

1.给水系统

拟订两种方案:

1)下层直供水,上层设水泵、水箱联合供水方式:水泵统一加压,仅在顶层设置水箱,下区供水利用减压阀减压。

2)下层直供水,上层分区并联供水,采用变频水泵加压方式:各给水分区分别设置水泵或调速泵,各分区水泵采用并联方式供水。

两种供水方式优缺点比较:

名称

优点

缺点

第一种方案

1)供水可靠,水泵能及时向水箱供水

2)又因水箱的调节作用,水泵出流量稳定,能保持在高效区运行

3)供水可靠,水压稳定

1)下区供水压力损耗较大,能源消耗较大

2)设置水箱会引起二次污染,安装维护麻烦,投资较大

3)有水泵振动噪声干扰,增加了结构负荷。

第二种方案

1)各区独立运行互不干扰,供水可靠

2)水泵集中布置集中便于维护管理,省去水箱占用的面积,能源消耗较小

1)管材耗用较多,水泵型号多,选型技术要求高

2)水泵控制调节麻烦,扬程各不相同,一次性投资较大。

综合设计,考虑到越来越多的工程都逐渐地放弃了水箱水泵联合供水的这种给水方式,其中的一大原因就是水箱的二次污染问题,不仅是商住楼而且住宅楼水质要求较高,若采用水箱水泵联合供水不能满足这一要求;与此同时,商住楼有商业用途,若选用水泵水箱给水方式,则需要建造较大体积的水箱,无论从经济还是可靠性的角度均不可取。另一方面,比较第二种方案,设置变频水泵的给水方式基本不需要占用楼层面积,水泵集中设置便于维修、管理,给水管道安装简单,管材节省,投资少,变频技术也日渐成熟。所以综合考虑下,第二种方案能更好的满足商住楼这一特殊社会公共设施的需求。虽然一次性投资可能偏大一些,但设计运行稳定,管理维护方便,能很好的满足商住楼的需要。考虑到1-5为商场,6-23层为住宅,两者之间尽量分开供水。但是市政管网压力仅为0.25MPa,无法完全直供裙房部分,故设计-1至3层为低区,由市政管网直供,4至5层为1区,6至14层为2区,15至23层为3区,分别设于-1层内的三组变频恒压供水设备供水。

2.排水系统

拟设定两种方案:

1)传统的排水:卫生器具排水管穿越楼板进入下层再接入立管

2)同层排水:卫生器具不穿楼板,在同层内接入立管

两种方式的优缺点比较如下:

名称

优点

缺点

第一种

方案

1)卫生器具选择性较大且造价较低

2)安装技术简单,一般的安装人员就可以应付

1)卫生器具穿越楼板进入他户,产权模

2)噪音干扰,上层用水下层的噪声很大

3)漏水问题,一旦上层发生漏水问题,

维修就比较困难

第二种

方案

1)房屋产权明晰,管道检修可在本户内进行

2)卫生器具的布置不受限制,用户可自由布置卫生器具

3)排水噪音小,对下层住户基本上没有干扰

4)渗漏水机率小

1)卫生器具的选择性较小,一般都会采

用某专业品牌的卫生器具

2)造价较高

3)安装技术要求高,需要专业的安装技

术人员

综合设计,尽管同层排水具有噪声少等优点,但是首先同层排水系统中地漏设计成为一个大难点。其次,墙内排水将排水横支管全部支管隐藏在假墙内,一旦发生漏水,唯一的解决办法是将假墙拆掉进行检修。沿地面排水同样将横管埋藏在地面内,维修时必须揭开垫层,这使得施工难度大大增大,故本建筑为商住楼,住宅部分为建筑的主体,用户需要的是经济且安全的排水方式,而同层排水致命的缺点就是照价高,不适合本建筑物,故依旧采用传统排水。

高层建筑排水系统一般不分区。同时依据建筑层数确定是否需要设置专用通气管、主通气管、副通气管或环形通气管。

本设计采用雨污分流。室内住宅部分排水采用双立管排水系统,双立管排水系统由一根排水立管和一根专用通气立管组成。利用排水立管与另一根立管之间进行气流交换,避免形成气堵,影响排水的通畅,其他部分采用伸顶通气排水系统。由于本建筑楼层较高,为提高底层住户的舒适度,采用底层单排水。生活污水经室外化粪池处理,接入市政污水管网。

3.雨水系统

拟设定二种方案:

1)内排水:建筑物内部设有雨水管道,屋面设有雨水斗

2)外排水:屋面设有雨水斗,沿着建筑外立面设立雨水立管

两种方式的优缺点比较如下:

名称

优点

缺点

第一种

方案

1)常用于多跨工业厂房及屋面设天沟有困难的壳形屋面、锯齿屋面、有天窗的厂房

2)建筑立面要求高的高层建筑中维修方便、安全;不影响室外美观

3)寒冷地区不会使水落管冰冻堵塞

占用室内空间、下雨天影响室内生活环境

第二种

方案

1)不占室内空间

2)不影响室内的美观及生活环境、构造简单

一定程度上影响建筑外观、易发生渗漏

综合设计,本建筑为综合楼中住宅部分建筑立面要求一般,故选用外排水,且构造简单造价低,技术成熟,并采用重力半有压流排水系统。在到达裙房部分,内排水与外排水相结合,即住宅部分的雨水由外派转换为内排。雨水由管道收集后,接入市政雨水管网,屋面雨水设计重现期采用P=5年。

4.消防给水

(1)消火栓系统

由《高层民用建筑设计防火规范》表3.0.1知,该建筑为一类高层公共建筑,建筑高度为86.5m,高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。消防用水由设于-1层内的消火栓增压泵出水经减压阀减压后供给,消防用水由设于地下室内的消防泵增压泵直接供给。室内消火栓消防给水系统布置成环状,且保证同层有两股充实水柱同时到达室内任意部位。消防立管设置在楼梯间、管道井内,消火栓应该尽量靠近立管。室外给水管道消防与给水管道合用,设两根进水管,分别从两条市政给水管道引入,设地上式室外消火栓。

(2)自动喷淋系统:

拟定两种方案:

1)湿式自动喷水灭火系统

2)预作用喷水灭火系统

两种方式的优缺点比较如下:

名称

优点

缺点

第一种

方案

①灭火及时,效率高

②系统简单,施工、管理方便

③建设投资低,管理费用少,节约能源

①管网中充满了有压水,渗漏时会损坏建筑装饰和影响建筑的使用

②适用于环境温度的建筑物

第二种

方案

①管网中平时不充水,发生火灾时,自动排气充水,减小了管网的压力负荷

②系统更先进更可靠,适用于干式和湿式系统所能使用的任何场所 ,适用范围广

①比干式和湿式系统多了一套自动探测报警装置和自动控制系统

②系统比较复杂、投资较大,一般用于建筑装饰要求高,灭火要求及时的建筑物。

经综合考虑两方案的优缺点,本建筑为商住楼,鉴于自动喷水灭火系统主要用于裙房,即1至5层的商业的商业用地,要求其管理方便,造价低,提高整个建筑的性价比;并且湿式自动喷水灭火系统,系统简单,施工管理方便,符合要求,故采用第一种方案湿式自动喷水灭火系统。地下车层车库部分火灾等级为中危Ⅱ级,喷水强度为8,其他部分按中危Ⅰ级,喷水强度为6,火灾延续时间为1小时,整个系统设两组湿式报警阀,各楼层及个防火分区分别设置水流指示剂,自动喷水灭火系统消防泵设于-1层。初期火灾由屋顶水箱供水,消防泵启动后,由消防泵增压供水。

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