一．建筑给水系统
1. 建筑给水工程设计说明
建筑内部给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经配水管送至生活，生产和消防用水设备，并满足用水点对水量，水压和水质要求的冷水供应系统。它包括生活给水系统，生产给水系统，消防给水系统。在这里只考虑生活给水系统和消防给水系统。给水系统的的选择应根据生活、生产、消防等各项用水对水质、水量、水压、水温的要求，结合室外给水系统的实际情况，经综合评定而后选择。
首先，我们要确定合理的供水方案，通过对工程涉及的各项因素，如技术因素、经济因素等的综合评判确定优化供水方式。本题原始资料中，室外给水管网常年可资用水头为300kpa,本建筑为层高是31.8m的高层建筑为减少水箱负荷，拟定采用分区供水方式，在分区处设有阀门，以备低区进水管发生故障或外网压力不足时打开阀门，由高区向低区供水，经水压估算，第1—4层为下区由室外给水管网直接供水，采用下行上给给水方式；第5—7层为上区由水箱，水泵联合供水，采用上行下给给水方式，在底层设置水池间，建筑物用水由水池直接供给。
2．给水系统设计计算
1 室内给水系统设计计算
（1） 高日用水量确定
用水定额：按建筑物的性质选用qd=450L/(床•d);取时变化系数Kh=2.0
床位总数：该建筑每层客房数不定，该建筑2层有10个标准间，3层有7个标准间，4层有12个标准间，5层有14个标准间，6层有13个标准间，每个标准间内有三个床位，上区有81个床位，该建筑总共有168个床位。
{zg}日用水量： Qd=168×450÷1000=75.6m3/d
{zg}日{zd0}时用水量： Qh=Qd•Kh/T=75.6×2÷24=6.3m3/h
（2） 屋顶水箱的设计计算
1）容积的确定：5—7层（81个床位）的生活用水由水箱供给，所以，水箱生活用水容积按高日用水量Qd的5%计算
V=75.6×81×0.05÷168=1.82m3
消防贮水容积按贮存10min的室内消防水量（每个消火栓系统出水量为40L/s）
Vf=40÷Tx×60÷1000=40×10×60÷1000=24m3
查手册 取贮存消防用水量的容积为 18m3
水箱有效容积为
Vz=V+Vf =1.82＋18=19.82m3
贮水池平面尺寸为 3.4×1.6m
有效水深为 2.0m
贮水池的平面尺寸为 L×B×H=3.4m×1.6m×2.0m
水箱设成2个，材料为玻璃钢，其实际尺寸为2×（3.4×1.6×2）=21.76m3
2）水箱高度：屋顶标高是31.8m,根据安装要求水箱安装距屋顶应取0.5m，水箱出水管至最不利消火栓口的总水头损失为2.0m,则水箱底标高为31.8＋0.5＋2.0=34.3m 水箱{zg}水位34.3+2=36.3m
（3）底层贮水池的设计计算
容积的确定：该建筑的贮水池设计成生活、消防共用的贮水池，容积包括两部分：生活用水调节容积与消防贮备水量
生活用水调节容积按{zg}日用水量的20%计算
Vt=75.6×20%=15.12×2=30.24m3
消防贮备水量为流量是40L/s消火栓系统（火灾延续时间是3小时）消防是假定一根DN150引入管提供室外消防所需水量，另一根DN150的引入管的流量进入贮水池，如流速为1.8m/s
则进水量Qj=VAT=1.8×3.14×0.15×0.15×3600×3÷4=343m3/h
消防贮备水量为 Vx=40×3600×3÷1000-343=89m3
考虑市政给水管事故时当地维修时间，事故贮备水为{zg}日用水量的50%计算，则
Vs=75.6×0.5=37.8m3
贮水池的有效容积为
V=Vx+Vt+Vs=15.12+89+37.8=141.9m3
根据建筑平面及贮水池位置，取平面尺寸为 14.6×6.0=87.6m2
取水深为 2.0m
贮水池容积为 87.6×2.0=175.2m3
贮水池设置在底层水箱间内，用钢筋混凝土浇注
（4）加压泵的选定
1）本设计的加压水泵是为5—7层给水管网增压，水泵仅向水箱供水，不直接向给水管网供水，水泵的设计流量应为上区{zd0}时用水量
Qd上=81×450÷1000=36.5m3/d
Qh上=36.5×2.0÷24=3.0m3/h=0.83L/s
2）水泵设计扬程的确定：水泵吸入管采用DN80铸铁管，根据设计流量 查表
吸水管中流速V=0.20m/s 水力坡度i=0.0164kpa/m
压水管采用DN75的铸铁管 ，根据设计流量 查表
吸水管中流速V=0.24m/s 水力坡度 i=0.028kpa/m
吸水管长度为2m,压水管长度为35m
总水头损失为
Hs=(2×0.0164+3×0.028)×1.3= 1.5kpa
流处水头为 Hc=20kpa
压水管出口与水箱的高差为 Hz=34.9mH2o=349kpa
水泵扬程 Hb=349+1.5+20=370.5KPa
3)水泵选定
根据扬程 流量 查水泵样本
选定水泵为 JWPS-100-45 SODL×3型水泵两台，其中一台备用
(5)生活给水系统水力计算
1） 该建筑为高层酒店，室内计算流量公式中，根据建筑物用途确定的系数a=2.5。生活给水设计秒流量计算公式qg=0.2aNg1/2
下区给水计算：
下区第1-4层给水系统水力计算表
编号
当量总数Ng
设计秒流量Qg
管径DN/㎜
流速v/(m/s) 每米管长沿程水头损失i/(KPa/m)
管段长度L/m 管段沿程水头损失/KPa 管段沿程水头损失累计∑hy/KPa
0-1 0.5 0.35 25 0.66 0.586 0.9 0.527
1-2 1.5 0.61 25 1.13 1.59 1.5 2.39
2-3 2.0 0.87 32 0.9 0.707 3.0 2.121
3-4 4.0 1.2 40 0.95 0.66 6.1 4.04
4-5 6.0 1.73 50 0.80 0.24 8.0 1.92
5-6 24.0 3.4 50 1.65 1.36 6.5 8.84
6-7 42.0 3.8 70 0.99 0.365 8.0 2.92
7-8 64.0.0 3.9 70 1.13 0468 5.0 2.34 28.207
2）校核市政管网水压
下区冷水给水系统所需给水压力按以下公式计算：
H=10H1+H2+H3+H4
式中 H——建筑内给水系统所需的水压，
H1——引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压力，
H2——引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，
H3——水流通过水表时的水头损失，
H4——最不利配水点所需的流出水头，
因为 H=16.2×10+28.14×1.3+20+10=192KPa<300KPa
故市政管网水压满足要求。
高区给水系统水力计算
上区第5-7层给水系统水力计算表
编号
当量总数Ng
设计秒流量Qg
管径DN/㎜
流速v/(m/s) 每米管长沿程水头损失i/(KPa/m)
管段长度L/m 管段沿程水头损失/KPa 管段沿程水头损失累计∑hy/KPa
0-1 0.5 0.35 25 0.63 0.586
1-2 1.5 0.61 25 1.13 1.59
2-3 2 0.87 32 0.90 0.71
3-4 4 1.0 40 0.8 0.473
0`-1` 0.5 0.35 25 0.63 0.586 0.9 0.53
1`-2` 1.5 0.61 25 1.13 1.59 1.5 2.39
2`-4 2 0.71 32 0.74 0.495 1.4 0.69
4-5 8 1.41 40 1.11 0.884 7.8 6.90
5-6 14 1.87 50 0.89 0.418 8.0 3.34
6-7 34 2.9 70 0.85 0.274 8.0 2.19
7-8 54 3.7 70 0.99 0.365 3.9 1.43
8-9 66 4.1 70 1.13 0.468 3.9 1.83
9-10 74 4.3 80 0.90 0.235 0.6 0.14
10-11 78.5 4.4 80 0.91 0.246 4 0.98 21.42
二. 消防给水工程
1．消防给水工程设计说明
室内消火栓给水系统由消防水源、室内消防给水管网、供水设施、室内消火栓组件组成。消防给水管网向室内消火栓提供满足水量、压力要求的消防用水。建筑物的性质不同，对室内消火栓给水管网的要求也不相同。对于此设计项目相关建筑要求消防给水管网为环状，进水管不少于两条，且宜从2个不同方向的给水管引入。
室内消火栓根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，室内消防用水量为40L/s，每根竖管最小流量为15L/s，每支水枪最小流量为5.0L/s，由于消火栓口静水压力不大于0.8MPa，故室内消火栓系统不分区，采用水箱、水泵联合供水的临时高压给水系统。高位消防水箱与生活水箱共用，贮存10min消防用水量，消防泵及管道单独设置。每个消火栓口径为65mm，单出口，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱长度为12m，采用标准麻质水袋，直径为65mm，长度为20m，消防泵从生活-消防合用水池吸水，火灾延续时间以3h计。
室内消火栓应布置应注意以下几个方面：①在明显易取用的地方，大房间内的消火栓应设置在疏散门的附近；②消火栓栓口离地面高度不应小于1.10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直；③消火栓间距应保证该层任何部位有两个消火栓的两股水枪充实水柱同时到达；④栓口出水压力不应大于800KPa，否则应采用分区给水系统；⑤屋顶应设检查和试验用的消火栓，以供本单位和消防部门定期检验室内消火栓给水系统供水能力时使用北方寒冷地区的屋顶消火栓还应有防冻和泄水装置。
2．消火栓给水系统计算
1）消火栓的保护半径
根据《高层民用建筑设计防火规范》要求，消火栓布置间距应保证同一层任何部位有两支消火栓水枪充实水柱同时到达，按此要求对消火栓进行布置：
根据建筑物的长度和宽度、层高确定消火栓的保护半径应为：
R = Lp + Lk
式中 R——室内消火栓的保护半径，
Lp——水袋的敷设长度，在宽阔地带按水袋总长的90%计算，当转折多时按水袋总长的80%-85%计算，
Lk——消防水枪充实水柱的水平投影，Lk = Hm cosa
式中 a——消防水枪倾斜角，一般取45-60度，
Hm ——消防水枪充实水柱高度，
取C=0.8，每支水枪根据高层民用建筑室内消火栓给水系统消防用水量要求，高级酒店要求每支水枪最小流量为5L/s，查表得：建筑高度小于50m时，室内消防总用水量为20L/s，每根竖管最小流量是10L/s,据此查表得Hm =12m，qxh=5.2L/s,Hq=16.9m，R=C×L+ Hm cos45°=0.8×20+12×0.71=24.5m
2）室内消火栓间距
影响消火栓检举的因素有换的保护半径、消火栓的保护面积和保护方式、建筑物的净空高度等，其值应由计算确定。如果计算值大于规范的规定{zd0}间距，则采用间距不得大于规范规定的{zd0}值。根据灭火点对灭火水柱数量的要求不同、楼层宽度等因素，有不同的的布置方式。当被保护建筑物的宽度不大时可采用单排布置，当宽度很大时则采用双排或多排布置。该题根据建筑物尺寸采用单排即可。
该建筑室内灭火点要求二股水柱到达，消火栓间距S按下式计算：
S=（R2-b2）1/2
其中b为消火栓保护宽度的一半，取b=8.8m。那么
S=（24.5×24.5-8.8×8.8）1/2=22.50m
消防给水水力计算表`
编号
设计秒流量Qg
管径DN/㎜
流速v/(m/s) 每米管长沿程水头损失i/(KPa/m)
管段长度L/m 管段沿程
水头损失
/KPa
0-1 5.20 100 1.01 0.30 3.9 1.17
1-2 11.1 100 1.27 0.33 41 13.5
2-3 21.1 150 1.72 0.38 15.6 5.88
3-4 21.1 150 1.72 0.38 15.7 5.92
0-1’ 21.1 150 1.72 0.38 47.5 17.9
3）消火栓系统水力计算
消火栓系统所需水压为
H=H1+H2+H4
H1——引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压力，
H2——引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，
H4——最不利配水点所需的流出水头
H =279+28.88+170=477.88kpa
水泵扬程为 Hb1=1.1H=1.1×477.88=552.7KPa
根据流量和扬程查相关选泵
泵的型号为 JXS-Ⅱ-5-120 50LG×6
根据水箱按装要求，只能采用按装高度为0.5m，所以应采用加压泵
H1=35kpa
H2=17.9×1.1=19.7kpa
H4=170kpa
水泵的扬程Hb2≥170+19.7-35=154.7kpa
根据设计手册选泵
已知扬程和流量 则最合适的泵的型号为
JXS-Ⅱ-30-60 100DL×3
三.建筑排水工程
1．建筑排水工程设计说明
建筑内部排水系统的功能是将人们在日常生活和工业生产过程中使用过的、受到污染的水及将楼到屋面的雨水和雪水收集起来，及时排到室外，建筑内排水系统分为污废水排水系统和屋面雨水排水系统两大类。本题研究建筑内污废水排水系统，生活排水系统和工业废水排水系统又分为合流制和分流制两种体制，本题选用合流制，即生活污废水用同一根排水管。
由于建筑层数较多，为了排水管道中气压稳定，可设伸顶通气管，并每隔一层设有检查口。
1.建筑内部排水系统水力计算
本设计采用生活污、废水合流制
1） 横支管计算
由此公式计算各管段的设计秒流量
Qp=0.12×2.5×Np1/2+Qmax
2.建筑内部排水系统水力计算
本设计采用生活污、废水合流制
1) 横支管计算
由此公式计算各管段的设计秒流量
Qp=0.12×2.5×Np1/2+Qmax
各层排水横支管水力计算表
管段
编号 卫生器具名称数量
排水当量Np
设计秒
流量Qp（L/s）
管径
De(mm)
坡度 i
污水盆 大便器 浴盆
Np=1.0 Np=4.5 Np=3
1管
0-1 1 1.0 0.33 50 0.025
1-2 1 1 4.0 1.33 75 0.025
2-3 1 1 1 8.5 2.85 100 0.025
3-4 6 6 6 51 3.64 100 0.025
2）立管计算
㈠1立管 接纳的排水当量总数为
Np=8.5×6=51
立管最下部管段排水设计秒流量为立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=125mm,查得符合要求
Qp=0.12×2.5×511/2+1.5=3.64L/s
查附录得，选用立管管径dd=100mm,由于设计秒流量3.64L/s小于{zd0}允许排水流量4.5L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管
3）立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=125mm,查得符合要求
㈡2立管 接纳的排水当量总数为
Np=8.5×4=34
立管最下部管段排水设计秒流量为
Qp=0.12×2.5×341/2+1.5=3.25L/s
查附录得，选用立管管径dd=100mm,由于设计秒流量3.25L/s小于{zd0}允许排水流量4.5L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管。
立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=125mm,查得符合要求
（三）3立管 接纳的排水当量总数为
Np=8.5×12=102
立管最下部管段排水设计秒流量为
Qp=0.12×2.5×1021/2+1.5=4.53L/s
查附录得，选用立管管径dd=125mm,由于设计秒流量4.53L/s小于{zd0}允许排水流量7.0L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管。
立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=150mm,查得符合要求。
（四）4立管 接纳的排水当量总数为
Np=8.5×7=59.5
立管最下部管段排水设计秒流量为
Qp=0.12×2.5×59.51/2+1.5=3.82L/s
查附录得，选用立管管径dd=100mm,由于设计秒流量3.82L/s小于{zd0}允许排水流量4.5L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管。
立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=125mm,查得符合要求。
（五）5立管 接纳的排水当量总数为
Np=8.5×11=93.5
立管最下部管段排水设计秒流量为
Qp=0.12×2.5×93.51/2+1.5=4.40L/s
查附录得，选用立管管径dd=125mm,由于设计秒流量4.40L/s小于{zd0}允许排水流量7.0L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管。
立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=150mm,查得符合要求。
（六）6立管 接纳的排水当量总数为
Np=8.5×8=68
立管最下部管段排水设计秒流量为
Qp=0.12×2.5×681/2+1.5=3.97L/s
查附录得，选用立管管径dd=100mm,由于设计秒流量3.97L/s小于{zd0}允许排水流量4.5L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管。
立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=125mm,查得符合要求。
（八）8立管 同2立管
。
管段
编号 卫生器具名称数量
排水当量Np
设计秒
流量Qp（L/s）
管径
De(mm)
坡度 i
洗手盆 污水池 小便器
Np=0.3 Np=1.0 Np=0.3
7管
0-1 1 1.0 0.33 50 0.025
1-2 1 1 1.3 0.43 50 0.025
2-3 2 1 1.6 0.53 75 0.025
3-4 3 1 1.9 0.63 75 0.025
4-5 3 1 1 2.2 0.73 100 0.025
5-6 3 1 2 2.5 0.83 100 0.025
6-7 3 1 3 2.8 0.93 100 0.025
（七）7立管 接纳的排水当量总数为
Np=2.8×7=19.6
立管最下部管段排水设计秒流量为
Qp=0.12×2.5×19.61/2+1.0=2.33L/s
查附录得，选用立管管径dd=100mm,由于设计秒流量2.33L/s小于{zd0}允许排水流量4.5L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管。
立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=125mm,查得符合要求。
管段
编号 卫生器具
名称数量 排水
当量Np 设计秒
流量Qp
（L/s） 管径
De(mm)
坡度 i
大便器
9管
0-1 1 4.5 1.5 100 0.025
1-2 2 9.0 3.0 100 0.025
2-3 3 13.5 4.5 100 0.025
3-4 4 18 4.5 125 0.025
（九）9立管 接纳的排水当量总数为
Np=18×7=126
立管最下部管段排水设计秒流量为
Qp=0.12×2.5×1261/2+1.5=4.87L/s
查附录得，选用立管管径dd=125mm,由于设计秒流量4.53L/s小于{zd0}允许排水流量7.0L/s不用设专用通气立管底部和排出管管，所有排水立管都仅设伸顶通气管。
立管底部和排出管计算
立管底部和排出管放大一号管径dd=150mm,查得符合要求。
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