星汉大厦给排水设计开题报告
2020-06-12 20:16:08
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
高层建筑给排水设计及其存在的问题及探讨
water supply and drainage design of high-rise building and its problems and discuss
摘要：随着经济的高速发展，城市可利用的土地日渐减少，高层建筑应运而生。保证高层建筑给排水的能够切实有效的发挥作用，满足居民的日常用水以及建筑功能的正常发挥，是给排水设计人员的主要任务。文章对于高层建筑给排水设计中遇到的问题进行了阐述，为高层建筑给排水的正常运行提供了有利的参考意见。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1.工程概况：
星汉高层写字楼位于南京市汉中路。该建筑为新建高层建筑，建筑层数：地下一层，地上十层；建筑总高度为39.70m，总建筑面积约1.5万平方米，地下室为车库；上部一至九层为写字楼，顶层为机房。
(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0.30MPa。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，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：
|
名称 |
优点 |
缺点 |
|
水池-水泵-水箱
|
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 |
|
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 |
1)一次性投资很大， 变频调速器价格昂贵、技术复杂 |
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。现在的科技水平发展很快，变频技术的发展也日渐成熟起来，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：
设-1至3层为低区，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。
4.2 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 |
|
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 |
|
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升，传统的排水方式的缺点越来越地暴露在用户面前，在这种情况下，同层排水技术的发展受到了人们的广泛关注。但同层排水技术也存在明显的不够完善之处：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。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，是同层排水技术在国内的推广受到阻碍。针对本建筑，采用传统排水的方案。生活污水经室外化粪池处理，餐饮污水经隔油池处理后,排入市政污水管网。
4.3 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，本建筑为一高层商务办公楼，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。
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。
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：
|
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：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。地下车层车库部分火灾等级为中危Ⅱ级，喷水强度为8L/min*m2，其他部分按中危Ⅰ级，喷水强度为6L/min*m2。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。
