某高层综合楼建筑给排水设计开题报告
2020-04-14 07:04
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
高层建筑消防系统的初步设计探讨
摘要：近年来随着社会的不断发展, 城市中的高层建筑物越来越多,其中暗含的火灾危害也越来越大。因此我们要充分意识到高层建筑消防系统设计的重要性，本文将从高层建筑消防的特点和要求、室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统及常见问题等几个方面对高层建筑消防系统进行分析和探讨，总结一些安全可靠、经济实用的设计要点。
关键词：高层建筑；消防系统；设计要求；消防设施
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
一、题目
某高层综合楼建筑给排水设计
二、工程概况
某高层住宅楼建筑共23层，建筑总高度为67m。第1、2层设计为餐厅和商场等，主体为住宅楼，第层为标准层。设计内容有建筑给水系统、排水系统、雨水系统、消防系统。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。
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：（1）包括室外给排水管网综合
（2）室内生活给水系统
（3）排水系统
（4）雨水系统
（5）消火栓系统
（6）自动喷水灭火系统。
五、参考文献
(1)《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003）
(2)《给水排水设计手册》第01册、第02册、第10册、第11册
(3)《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）
(4)《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
(5)《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005年版）
(6)《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140#8212;2005）
(7)《给水排水制图标准》（GBJ106-2001）
(8)《全国通用给水排水标准图集》
(9)各有关文件及各工程提供的资料。
六、系统选择
1.给水系统
拟订四种方案：
1、设水泵的给水方式：建筑内用水量不均匀时采用一台或多台水泵变速运行供水。
2、设水泵、水箱的给水方式：利用水泵将水池中的水提升到高位水箱，用高位水箱贮存调节水量并向用户供水。
3、气压给水方式：在给水系统中设置气压给水设备，利用该设备的气压罐内气体的可压缩性，升压供水。
4、分区给水方式：室外给水管网水压线以下楼层为低压由室外管网直接供水，以上楼层为高压区由升压贮水设备供水。
四种供水方式优缺点比较：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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一 |
充分利用外网压力，提高水泵工作效率。 |
降低外网压力，影响附近用水，需征得有关部门允许。 |
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二 |
水池、水箱储有一定水量，停水停电时课延时供水，供水可靠，压力稳定。 |
水泵震动，噪声干扰。 |
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三 |
装置灵活性大，占地小，便于与水泵集中管理，供水可靠，无污染。 |
调节能力小，经常运行费用高。 |
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四 |
各区独立运行互不干扰，供水可靠，能源消耗较小。 |
一次性投资费用高。 |
综合考虑以上四种方案优缺点，分区给水方式较多应用于高层建筑中，虽然一次性投资可能偏大一些，但供水稳定，调节能力强，不产生噪声干扰本栋居民生活，亦不会影响附近外网压力，用水节能且便于管理，是首选的较好方案。
分区给水方式类型比较：
1、水泵并联分区给水方式（无水箱）：分区设置变速水泵或多台并联水泵，根据水泵出水量或水压，调节水泵转速或运行台数。
2、水泵串联分区给水方式：分区设置水箱水泵，水泵集中布置（一般设在地下室内）
3、分区减压阀减压供水方式：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。
优缺点比较：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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一 |
供水较可靠，设备布置集中，便于维修管理，不占用建筑上层使用面积，能耗低。 |
水泵型号、数量较多，扬程各不相同。 |
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二 |
供水可靠，设备管道较简单，投资较省，能源消耗较低。 |
水泵设在上层，震动、噪声干扰大，占用建筑上层面积，设备分散不便管理。 |
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三 |
供水可靠，设备、管材较少，投资省，设备布置集中，便于维修管理，不占用建筑上层使用面积。 |
下区供水压力损耗较大，能源消耗较大。 |
综合以上比较，结合本设计课题，水泵并联分区给水方式更加适合，并联水泵集中布置于地下一层生活给水泵房，一次性投资便于管理，供水可靠，便于管理。
本建筑共23层，建筑总高度为67m。市政管网可以提供供水水压为。故层采用直供，一般竖向分区供水楼层数不大于10层，因此层为1区，层为2区。
2.排水系统
1、方案比较：
（1）同层排水：卫生间器具排水管不穿越楼板，排水横管在本层套内与排水立管连接，安装检修不影响下层的一种排水方式。
2、 （2）异层排水：室内卫生器具的排水支管穿过本层楼板后接下层的排水横管，再接入排水立管的敷设方式，也是排水横支管敷设的传统方式。
优缺点比较：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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同层排水 |
房屋产权明晰，不干扰下层；卫生器具的布置不受限制，用户可自由布置卫生器具；排水噪音小，渗漏几率小。 |
卫生器具的选择性较小，市场不成熟；造价较高；安装技术要求高。 |
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异层排水 |
排水通畅，安装方便，维修简单，土建造价低，配套管道和卫生器具市场成熟。 |
对下层造成不利影响，易在楼板层造成漏水，下层顶板处排水管道多、不美观、有噪声等。 |
综上比较，异层排水迎合建筑本身和市场更为经济实用。
2、综述：本建筑共23层，建筑总高度为67m，属于高层建筑。根据实际情况、建筑性质、规模、污水性质、污染程度, 结合市政排水制度与处理要求综合考虑，本设计室内排水系统采用合流制。高层建筑排水系统一般不分区，在本设计中，由于建筑较高、排水立管长、水量大的缘故，常常会引起管道内的气压极大波动，并极有可能形成水塞，造成卫生器具溢水或水封被破坏，从而使下水道中的臭气侵入室内，污染环境。因而本建筑排水系统底层单独排放，其他楼层采用异层排水。高区排水立管设有伸顶通气管。
3.雨水系统
1、分区：高层建筑雨水系统不分区，重力流一排到底。
2、方案选择：
（1）天沟外排水：由天沟、雨水斗和排水立管组成。
（2）内排水：雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和附属构筑物。优缺点比较：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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天沟外排水 |
排水安全可靠；节省管材，施工方便； |
天沟板连接处的防水施工要求较高；寒冷结冰地区，厂房外墙雨水立管需有防冻措施；屋面积尘大，易造成天沟排水不畅。 |
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内排水 |
不影响建筑立面美观；不受跨度大影响；大屋面及寒冷地区建筑也适用。 |
占用室内空间，下雨天影响室内生活环境。 |
综上比较高层建筑采用雨水内排水系统,不受温度影响，不影响建筑立面美观，不受跨度影响。
4、消防给水：
1、消火栓给水系统：由《给排水设计手册》第02册消防系统设计要求可知，该建筑为一类高层公共建筑，建筑高度为67m，高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。由于建筑高度超过50m，难以得到一般消防车的供水支持扑灭火灾，为加强给水系统的供水能力保证供水安全和火灾灭火用水，应采用分区消防给水系统。高层建筑消火栓栓口的静水压力不超过，高层建筑竖向分区高度一般宜在。
(1)方案比较：
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名称 |
优点 |
缺点 |
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并联给水 |
水泵布置相对集中于地下式，管理方便，安全可靠。 |
高区水泵扬程较高，需要耐高压管材和管件。 |
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串联给水 |
不需要高扬程水泵和耐高压管材和管件；可通过水泵接合器并经各种转输泵向高区送水。 |
水泵分散，不便管理。（一般使用超过100m） |
结合设计图纸，负一层有消防水泵房，选用并联给水集中易管理，同样供水安全可靠。
(2)综述：根据《高规》，该建筑需要设置室内消火栓给水系统，室外消火栓给水系统及自动喷水灭火系统。同一时间的火灾次数按一次计。火灾持续时间按3小时计算，自动喷水灭火系统火灾持续时间按1小时计算。室内消火栓用水量为40L/s，室外消火栓用水量为30L/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。消火栓的栓口直径为65mm，水枪喷嘴口径为19mm，充实水柱取12m，最不利情况同一立管上同时出水三股水柱，消防立管管径为DN100。经核算采用临时高压消防给水系统，本设计采用消防水泵和屋顶水箱联合供水，消防水池设于负一层。室外消火栓系统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。室外给水管道布置成环状，设两根进水管，分别从两条市政给水管道引入，设置呈环状管网增加系统的安全性。
2、自动喷淋系统：
拟定四种方案：
(1)湿式自动喷水灭火系统
(2)干式自动喷水灭火系统
(3)预作用喷水灭火系统
(4)雨淋喷水灭火系统
方案比较:
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名称 |
优点 |
缺点 |
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湿式 |
灭火及时，效率高。 |
管网中充有有压水渗漏是损坏建筑装饰。 |
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干式 |
管网中不充水，建筑装饰无影响。对环境温度无要求。 |
系统灭火时，需先排气故喷头处说灭火不如湿式系统及时。 |
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预作用 |
不影响装饰，灭火及时。 |
系统比较复杂，投资较大 |
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雨淋 |
出水量大，灭火及时。 |
耗能大，易造成浪费。 |
经综合考虑四种方案的优缺点，本工程采用第一种方案湿式自动喷水灭火系统。均采用吊顶喷头，喷头布置一般为正方形布置，距墙不大于1.8m，为定期进行安全检查，各层均设末端试压装置。
