天津医科大学总院第二住院楼给水排水设计开题报告
2020-06-12 08:06
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
高层建筑给排水节能节水技术
摘 要：我国人均水资源短缺，所以提高节能节水意识是现在建筑给排水中所必要的。本文旨在建筑给排水中，对节能节水问题进行技术探讨，为了建筑中对水资源充分利用，减少水资源的浪费，提高对水资源的保护意识。
关键词：建筑给排水、节能节水、技术探讨、保护意识
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
题目：天津医科大学总院第二住院楼给水排水设计
1.工程概况：
本工程为天津医科大学总院第二住院楼给水排水设计，建筑面积：60560㎡，用地面积：5012㎡，建筑高度：74.35m，地下一层，地上16层。地下一层：变电站，消防水池及水泵房，医护人员更衣室，设备机房，汽车库。 首层：急救中心，出、住院登记。 二层：老干部门诊，配液中心，药房，摆药。 三层：手术室。 四~十六层：住院部。 为一类高层建筑，耐火等级一级，人防6级。建筑使用年限50年，为框架剪力墙结构。
设计内容有给水系统、排水系统、雨水系统、热水供应系统、消火栓和自动喷淋消防系统。
2.设计任务：
(1)生活给水系统；
(2)消火栓给水系统；
(3)自动喷水灭火系统；
(4)热水系统
(5)排水系统；
(6)雨水排水系统。
3.系统方案：
3.1 给水系统：
拟设定三种方案：
1.下层直接供水、上层设水泵、水箱的给水方式
2.下层直接供水、上层采用变频水泵加压供水的方式
3.下层直接供水、上层采用气压罐加压供水方式
三种方式的优缺点比较如下：
名称 | 优点 | 缺点 |
水池-水泵-水箱 | 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 |
变频给水 | 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 | 一次性投资很大， 变频调速器价格昂贵、技术复杂 |
气压罐给水 | 1.一般不需要水箱和水塔,荷载大大减小,尤其适用地展区的高层建筑 2.罐内水质不易受污染 3.基建投资较省 4.便于集中管理,较易实现自动控制。 | 1.供水压力不稳,常出现周期性的波动 2.气压罐容积有限,储水较少,因而水泵启动频繁,且水泵在变压状态下工作,不仅效率低,而且增加了设备的运行费用,编短了水系的使用寿命 3.由于气压的有效容积较少,其储水和调节水量的作用远不如高位水箱,因而供水可靠性较差。 |
结论：实际设计中，越来越多的工程都逐渐地放弃了设水箱的这种给水方式，其中的一大原因就是水箱的二次污染问题。由于本次是医院设计，水压需求很重要，所以气压罐给水压力不稳，供水可靠性较差的问题存在，故不选择气压罐给水。变频技术的发展日渐成熟起来，一些变频技术的缺点也在逐渐被克服。所以针对本建筑，采用变频给水。具体阐述如下：
地下一层到地上三层裙房采用城市管网水压直接供水，四层以上采用地下室变频水泵机组联合分区供水，四至十一层为一区，十二至十六层为二区。
3.2 热水系统：
本工程以蒸汽为热媒，采用设于地下一层热水水箱间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。
3.3 排水系统：
拟设定两种方案：
1.合流制，生活污水，医用污水和雨水用同一套排水管排出
2.分流制，生活污水和医用污水用污水排水管排出，雨水用雨水管排出
结论：本设计为医院给排水系统设计，采用分流制，且是最高分流制，室内污废水分流，室外雨污分流。污水污染较为严重，水质与雨水有较大差距，并且所处地理位置为天津市，降水不频繁，不会发生内涝情况，故合流制排水系统不符合要求。分流制排水系统将污水和雨水分别处理，不会造成处理不到位导致天然水系污染的问题。
3.4 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：
名称 | 优点 | 缺点 |
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 |
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，本设计为医院设计，建筑跨度大，对建筑立面要求高，故采用内排水设计。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=8年。
3.5 消防给水部分：
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16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。
经查表，室外消火栓用水量为30L/s，室内消火栓用水量为40 L/s，每根竖管的最小流量是15 L/s，每只水枪的最小流量是5 L/s，火灾延续时间为3h。
3.6 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：
名称 | 优点 | 缺点 |
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 |
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。
|
结论：根据两种方案优缺点比较，本次设计采用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，其他部分按轻危险级，喷水强度为4。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。
