南京材料研究所给水排水工程设计开题报告
2020-06-12 08:06
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
建筑给排水节水与节能
摘 要：建筑的好与不好由许多部分决定，表面的装饰决定了建筑的外在是否美丽；建筑内部的结构决定了建筑是否坚固；建筑中的给排水管网则决定了以后建筑运行的好与坏，决定着该建筑未来能否很好的为人类服务。所以建筑的给排水管网不但需要满足供水的压力、水量等问题还要对管网以及设施设备进行合理的布置，减少用地的浪费，与此同时，噪音对人们生活的影响也不可忽视。
关键词： 建筑给排水；管网；节能；
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1.工程概况：
该建筑位于江苏省南京市，为一高层材料科研办公楼。该工程地下为配电房、空调机房、消防水池、泵房、停车场（人防按照《人民防空地下室设计规范》进行设计，由人防专业设计院设计）。1层主要为财务室、消防控制室、通信机房、科研楼；2层主要为会议厅；3层主要为会议室、阶梯教室、科研楼；4层为档案室；5、6、7、8层为材料院生产车间；9至17层为办公及会议室；建筑高度为78.7米，共18层，地下1层，地上17层。
(1) 给水水源
本建筑以城市给水管网作为水源，从位于建筑西侧的DN100的市政管网取水，干管埋深3 m，供水水压为0.25MPa。地区最大冰冻深度0.45m。市政管网不允许直接抽水。
(2) 排水条件
城市排水管网为污、雨分流制排放系统。污水可直接排入城市排水管网集中送至污水处理厂，市政排水干管DN 400，管底埋深2.5～3.0 m。
2.设计任务：
(1) 给水系统，热水系统、排水系统，雨水排水系统、消火栓系统和自动喷淋灭火系统设计及计算。
(2) 主要设备的选型与计算
3.设计成果要求：
(1) 设计图纸一套：给排水平面图、系统图、详图及泵房工艺图
(2) 计算说明书一本
4.系统方案：
4.1 给水系统：
拟设定两种方案：
1)设水泵、水箱给水：下层直接供水、上层设水泵、水箱的给水方式
2)变频给水：下层直接供水、上层采用变频水泵加压供水的方式
两种方式的优缺点比较如下：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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水池-水泵-水箱
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1)水池、水箱储存一定的水量，停水、停电时上层可延时供水，供水可靠性提高 |
1)安装维护较麻烦，投资较大，有水泵振动、噪声干扰较大 2)设有水箱，增加了水质的二次污染机会 |
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变频 给水
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1)不需要设水箱，减少了结构负担，减少了二次污染 2)供水水压趋于稳定，水泵选择好的话将大大地节省能源 |
1)一次性投资很大， 变频调速器价格昂贵、技术复杂 |
结论：在实际设计的过程中，现在设水箱的给水方式越来越多的工程都逐渐地被放弃了，水箱的二次污染问题是其主要原因。如今科技水平发展的很快，变频技术的发展日渐成熟，变频技术的一些缺点也在逐渐被克服。因此针对本次设计的建筑，采用变频给水的发供水方式。具体阐述如下：
设-1至3层为1区，由市政给水管网直接供水；4层及以上采用地下室变频水泵机组联合分区供水：其中4至10层为2区，11至17层为3区。
4.2 热水系统：
本工程设计以蒸汽为热媒，采用设于地下一层的容积式热交换器间接加热制备热水。集中热水供应系统选用立管、干管循环，其节水效果优于干管循环，尽可能减少了无效冷水的浪费，同时工程成本又低于支管、立管、干管循环
4.3 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：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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传统 排水 |
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，产权模糊 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 |
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同层 排水 |
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 |
结论：实际生活中，人们对生活质量的要求正在逐步提高，传统排水方式的缺点逐渐地暴露出来，这种情况下，同层排水技术的发展受到了人们的广泛关注。然而同层排水技术也有不够完善的地方：首先同层排水系统中地漏的设计是一个难点。另外，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，维修时需揭开垫层，这大大增加了施工难度。最大的难题是目前的同层排水系统中最关键的支架安装只能依赖国外的技术，使得同层排水技术在国内的推广严重受阻。因此，针对本建筑，采用传统排水的方案。
4.4 雨水系统：
拟设定两种方案：
1)内排水：屋面设有雨水斗，建筑物内部设有雨水管道
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：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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内排水 |
1)适用于跨度大、特别长的多跨建筑及屋面设天沟有困难的壳形、锯齿型屋面建筑 2)在建筑立面要求高的高层建筑中维修方便、安全且不影响室外美观 3)寒冷地区水落管不会因设在建筑外部而冰冻堵塞 |
1)占用室内空间、下雨天影响室内生活环境 |
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外排水 |
1)不占室内空间、不影响室内的生活环境和美观 2)构造简单 |
2)一定程度上影响建筑外观、易发生渗漏 |
结论：综合设计，本建筑为一高层科研办公楼，对建筑立面要求较高，且该建筑跨度大，故采用内排水设计，并采用重力半有压流排水系统。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。
4.5 消防系统：
高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。室内消火栓采用分区供水，-1至3层为低区，消防用水由设于地下一层内的消火栓增压泵出水经减压阀减压后供给，4至17层为高区，消防用水由设于地下室内的消防泵增压泵直接供水。室内消火栓消防给水管道布置成环状，设两根进水管与消防水泵连接，且从建筑的不同方向引入。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。保证同层有两股充实水柱同时到达室内任何部位。室外消防给水管道也为环状，设两条进水管，且从市政给水管道不同方向引入，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。
4.6 自动喷淋系统：
拟设定两种方案：
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：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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湿式自喷系统 |
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，渗漏时会影响建筑的使用和损坏建筑装饰 2)仅适用于环境温度的建筑物 |
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预作用 喷水灭火系统 |
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。
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结论：经综合考虑两方案的优缺点，本工程采用第一种方案湿式自动喷水灭火系统。地下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。整个系统设计流量40L/s，火灾延续时间为1h，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地下一层。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。
