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摘 要

给水系统分区供水，从市政管网上接两根引入管。负一层至地上三层为市政管网直供，接DN50的引入管；四至十二层采用变频水泵加压供水，接DN100的引入管。地下消防水池采用钢筋混凝土结构，置于地下室泵房边，有效容积531.72立方米。建筑室内排水采用污、废水合流制，室外排水采用污废合流制，直接排入市政污水管。排水立管采用专用通气立管。地下室排水经排水沟汇集排至集水坑，经潜污泵提升排至检查井。建筑外排水，选择重力半有压流系统，雨水经屋面雨水斗收集后排入雨水管。

根据规范，该建筑为二类高层建筑，室外消火栓用水量40L/s，室内消火栓用水量20L/s，火灾延续时间2h。消火栓充实水柱高度13m，水龙带长度25m，水枪喷嘴流量5.42L/s，消防立管管径为DN100。在屋顶层设试验消火栓一个，每个室内消火栓箱内均设有远距离启动消防泵的按钮。

本工程的自动喷水灭火系统分两区。该建筑采用湿式自动喷水灭火系统，喷淋系统设计流量27.7L/s。报警阀设于地下室泵房内，各层均设水流指示器、信号阀和末端试水装置，其信号均送入消防控制中心进行处理。屋顶消防水箱（有效体积18立方米）贮存火灾初期10min自动喷水灭火系统、室内消火栓系统用水量，设于屋顶，初期灭火由水箱供水，后期灭火由地下室的消防水泵和喷淋泵供水。

关键词:给水系统、排水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、雨水系统

Design of water supply and drainage engineering for ShenXin office building

Abstract:Water supply system water,which is from municipal pipe network, pick two service pipe。Municipal pipe network with a service pipe DN50 directly supply minus one to three floors with water;Variable frequency pump pressurize the water from municipal pipe network to supply four to twelve floors with the pressurized water.Fire pool placed in basement pumping station adopt a structure of reinforced concrete, whose effective volume is 531.72 cubic. Construction indoor drainage-diversion of sewage, waste water, an outdoor drainage sewage waste combined, after discharged into the manhole, septic tank treatment and then discharged into municipal sewers.The vertical tube of the water drainage vertical pipe is made up of the top ventilation pipe.Basement drainage flow sewer collection to sump, submersible sewage pump lifting flows into the inspection Chamber. For the whole glass curtain wall building facades, internal drainage, select half-pressure of gravity flow systems, rainwater flow roof rainwater collected by the rain water pipe to manhole.

According to the specifications, the office building belongs to the second high-rise construction, whose outdoor fire hydrant water consumption is 40L/s and the inside fire hydrant water consumption is 20L/s,with a fire life of 2 hours. The fire hydrant full water column height is 12m with the hose length of 25m,the water gun nozzle flow of 5.42L/s and the fire riser tube diameter DN100. Setting up a test fire hydrant in roof floor, each fire hydrant boxes are equipped with remote start button for fire pump.
Wet automatic fire sprinkler system in the building, spraying system design flow 27.7L/s. The alarm valve located on the pump room in the basement, the floors are located water flow indicator, test water device and signal the valve at the end, its signal is fed into the fire control centre for processing. Sprinkler system the project divided into two zones.water tank in the roof (including 18 cubic metres of fire water tank) storage initial 10min sprinkler system for fire water, indoor fire hydrant system, initial fire-fighting water tank water supply, late extinguishing the fire pump and sprinkler pumps water from the basement.

Keyword: water-supply system、drainage system、hydrant system、automatic sprinkler system、rainwater system

设计说明书

第一章 给水系统

1.1给水供应系统方案选择

1.1.1方案比较和选择

该建筑为高层建筑，为克服高层建筑同一给水系统，低层管道中静水压力过大的弊端，保证建筑供水的安全可靠性，高层建筑给水系统应采取竖向分区供水，且分区应充分利用室外给水管网的水压，以节省能量。

按照GB50015-2003《建筑给排水设计规范》规定：高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列条件：

（1）各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不大于0.55MPa。

（2）各分区最不利配水点的水压应满足用水水压的要求。

根据市政管网供水压力和建筑特点，初定如下两种方案：方案一低区由市政管网直供，高区由变频无负压设备供水；方案二低区由市政管网直供，高区由加压泵和高位水箱供水。

特将以上两种给水系统分区方案进行比较：

方案一：水泵变频无负压供水

供水系统通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速，从而使水泵的转速发生变化，调节水泵的转速，可以改变水泵的流量、扬程和功率，使出水量适应用水量的变化，并使水泵变流量供水时保持高效运行。传统的变频供水方式原来有压力的水进入生活水池或生活水箱后变成了零，然后从零开始加压，造成大量的电力能源浪费。而无负压供水设备是以市政管网为水源，采用水泵与自来水管网直接相连，用压力调节罐作为水泵进水储水装置，采用真空消除器消除管网内所产生的负压，在充分利用自来水管网的原有压力的基础上实现了供水的二次加压，既实现了增压的目的，又节省水池、水箱的投资，在保证管网水质的同时，又充分利用了市政管网原有的压力，节能效果显著。

1）优点：不设水池和水箱，自来水全封闭运行，完全没有二次污染；投资少，不需常常清洗、消毒，节约一半以上建设费和后期保洁保护费；占地少，整套设备只有一组供水控制柜、无负压稳流罐和水泵机组三部分；节能好，充分利用市政水压，差多少补多少，供水压力满足要求时，设施处于停机状态，供水压力不足时，设施半自动开始工作，比传统供水设施节能20%～80%；水压稳定，实时经过传感器检验测得出口压力，利用变频扼制，保证出水压力稳定；安装简单方便，设施全套出厂，直接与管道进水口和出水口连接即可，安装简单方便，工期短；设备全自动智能控制，具有完美的过载、短路、过压、欠压、缺相、过流、短路、水压缺少等自动保护功能，在异常情况下能进行信号报警、自检、故障判断，可实现真正无人值守。对多台泵组均能可靠的实现软启动，使电网和管网免受冲击，并且轮流运转，大大延长了水泵及电机的使用寿命。

2）缺点：不适合作为大流量供水设备；对供水供电要求高；室外管线增加。

方案二：加压泵和高位水箱供水

供水系统主要由贮水池、加压水泵、高位水箱和配水管网组成。高位水箱在给水系统中的作用，主要是贮水、调节水量和稳定水压。该方案充分利用外网的压力，下区由给水外网的压力直接供水，上区由升压贮水设备供水，在屋顶设置水箱，自上而下供水。由于市政外网能够直接供给的水压是28m水柱，则下区为地下一至地上四层。上区利用水泵和高位水箱供水。

1）优点：系统简单、水泵水量少、设备费用少、设备占地面积小、管理维修方便；出水稳定，供水安全可靠。

2）缺点：由于本建筑的用水均需要提升至屋顶最高层，水箱容积大，对建筑结构和抗震不利；水箱存在二次污染。

综上所诉方案，根据该建筑的具体要求和实际情况选择第一种供水方案。因为方案一利用了外网的压力，供水稳定性好，且水泵集中布置于水泵间，便于管理，方案二不是最佳方案，供水也不安全。所以选择第一种方案。

1.1.2方案选择依据

①建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式。

②当建筑用水量较大时，不允许直接从市政给水管网抽水，此时需在室外或地下室设贮水池，内贮消防和生活用水，屋顶水箱水位由继电器自动启动水泵。

③由市政给水管网所提供的常年工作压力可以初步估算地下一层、一至四层的用水可以得到保证。同时利用市政给水管网的余压可节约能源消耗和设备费用，保证供水安全，减少占地面积，提高建筑物的利用率。

④当建筑高度较大时，如果采用一个给水系统供水，建筑底层管道系统的静水压力会很大，会产生必须采用高压管材、零件及配水器材，使设备材料费用增加，容易产生水锤噪音，水龙头、阀门等附件易被磨损，使用寿命缩短，以及使低层水龙头的流出水头过大，不仅使水流成射流喷溅，影响使用，而且管道内流速增加，以致产生流水噪声、振动噪声，并有可能使顶层给水龙头产生负压抽吸，形成回流污染。

1.2给水系统组成

建筑生活给水系统由下列部分组成：引入管，接户管，水表节点，入户管，管道系统，给水附件，升压和贮水设备。其中管道系统由干管、立管、支管组成。给水附件指给水管路上装设的各种水龙头及相应的闸阀、止回阀等。升压和贮水设备指水泵、水箱、气压装置、水池等升压和贮水设备。其中配泵型号：ISL65-40-250A一用一备,流量为23.4，扬程为70m,转速为2900r/min，配套电动机型号为Y160M₁—2，单泵电机功率为11KW。

1.3给水管道的布置与敷设

(1)各层给水管道采用暗装敷设，管材均采用钢塑复合管。

(2)管道外壁距墙面不小于150mm，离梁、柱及设备之间的距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距为20～25mm。

(3)给水管与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管的上面。

(4)立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面15～20mm。给水管道穿过承重墙基础时，均预留孔洞，预留洞尺寸，考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求，其值不小于0.1m。

(5)在立管横支管上设阀门，DNlt;50mm设截止阀，管径DNgt;50mm时设闸阀。

(6)引入管穿地下室外墙设套管。

(7)在进户管上安装水表，统一计量水量，水表设于水表井内。

(8)给水横管设0.003的坡度，坡向泄水装置。

(9)所有水泵出水管均设缓闭止回阀，除消防泵外其他水泵均设减震基础，并在吸水管和出水管上设橡胶接头。

第二章 消防系统

2.1室内消火栓系统

2.1.1室内消火栓系统的选择

根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95消火栓栓口的静水压力不应大于80mH₂O，当大于80mH₂O应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.5Mpa时消火栓出应设减压装置。

本楼总共高差为45.2m，《高层民用建筑设计防火规范》中规定：高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑物不超过100米时其最低压力应低于0.07Mpa ,否则，不应低于0.15Mpa。

考虑本工程实际情况，为满足最不利消火栓栓口处静水压力，因此屋顶设箱泵一体化增压稳压给水设备，从第四层设减压稳压消火栓，以满足规范规定的水压要求。

本建筑为二类高层建筑，建筑耐火等级二级，市政管网供水压力不能满足消防时的水压要求，故本建筑室内消防系统采用临时高压供水系统。消防水源为屋顶消防水箱和地下消防水池两部分，消防水箱及消防泵房设于建筑屋顶，供给火灾初期10min消防水量；消防水池设于地下一层，贮存2h室内外消火栓所需水量和1h自喷系统所需水量之和，消防泵设于地下水泵房，消防泵从消防水池和消防水箱吸水供给消防系统用水。

根据《高层民用建筑设计防火规范》要求：室内消火栓用水量取20L/s，水枪充实水柱取13m，最不利情况下最不利立管上同时出两股水柱，次不利立管上同时出两股水柱。消防立管管径为DN100。消火栓的布置在负一层的顶成平面环状，其它层成立面环状，形成立体环状。

消火栓应布置在明显易取且操作方便的位置，地下车库的消火栓布置不应对汽车的出行造成影响，首层设置在对外出口附近，二层及以上设在楼梯口附近、走道公共区域，对照各层平面进行调整，尽量保证上下层对齐。屋顶设试压消火栓一个,应满足其有13m的充实水柱.室内消火栓箱内均设远距离启动消防泵的按扭。以便在使用消火栓灭火的同时，启动消防泵、屋顶贮存有10min的消防水量（有效体积18立方米）。室外消火栓系统设有两个水泵接合器，以便消防车向室内管网供水。

2.1.2系统组成

由消防水池，消火栓泵,消防管网,室内消火栓，消火栓箱，箱泵一体化消防增压稳压给水设备（包含有效体积为18立方消防水箱）和水泵接合器组成。消火栓泵直接从消防贮水池吸水，屋顶消防水箱保证初期灭火的消防水量、水压要求。

2.1.3设备及构筑物

消火栓泵型号:CK65/26HA,流量32.22L/s,扬程82.5m,电动机型号：Y225M-2，电机功率45kw,重量383.5kg。

2.1.4消火栓的安装

(1)管材采用热浸镀锌钢管,连接采用沟槽式机械接头。

(2)消火栓立管采用DN100mm,横管采用100 mm，消火栓口径为65mm,水枪喷嘴口径为19cm,使用麻织衬胶水带,直径65mm,长度25m。

(3)为使各层消火栓出水流量接近设计值，超压部分选用减压稳压消火栓。

(4)消火栓给水管的安装与生活给水管基本相同。

2.2自动喷淋系统

2.2.1室内自动喷水灭火系统的选择

本建筑火灾危险等级为中危险级，查《自动喷水灭火系统设计规范》知：地上部分为中危险I级，设计喷水强度为6，作用面积为160；地下部分为中危险II级，设计喷水强度为8，作用面积为160。

根据规范要求，湿式系统中一个报警阀组控制喷头数不宜超过800只，本建筑总的布置喷头数超过800个，因此本建筑需要设两个水力报警阀组。整个自喷系统设三根立管，其具体的设计详见喷淋系统图。

自动喷淋系统根据喷头形式不同，可分为闭式自动喷淋系统和开式自动喷淋系统。闭式自动喷淋系统又分为湿式，干式，干湿式和预作用式四种系统。开式自动喷淋系统又可分为雨淋,水幕和水喷雾三种系统。本建筑危险等级为中危险级,环境温度不低于4℃，且不高于70℃，宜采用闭式系统，使用要求不是特别高,综合上面各因素,宜采用湿式自动喷水灭火系统。

该建筑采用湿式自动喷水灭火系统，报警阀设于地下室水泵房内，各层均设水流指示器和信号阀，其信号均送到一楼消防控制中心进行处理。

2.2.2系统组成

喷淋系统由消防水池、喷淋泵、湿式报警阀组、管网、水流指示器、减压孔板、喷头、末端试水和水泵接合器等组成。喷淋泵直接从消防水池吸水，屋顶消防水箱和增压稳压设备保证初期灭火的消防水量、水压要求，喷淋系统的消防水池、屋顶消防水箱分别与室内消火栓给水系统的消防水池、屋顶消防水箱共用。

2.2.3喷头的选择与布置

根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001) (2014年版)第6.1.3条规定，闭式喷头选型应符合下列规定：

①不做吊顶的场所，当配水支管布置在梁下时，应采用直立型喷头；

②吊顶下布置的喷头，应采用下垂型喷头或吊顶型喷头；

③易受碰撞的部位，应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头。

根据上述要求，该办公楼内采用侧喷扩展型喷头，流量特性系数K=110,一层及标准层走道部分设有吊顶，采用吊顶型喷头，采用标准型玻璃球喷头，喷头公称直径为12.5mm，流量特性系数K=80。地下一层不做吊顶，配水支管布置梁下，故采用直立型喷头。喷头动作温度68℃。

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