高层建筑给水排水工程讲.ppt

高层建筑给水排水工程,城市建设学院给排水工程系,高层建筑给水排水工程专业寄语,一、熟悉建筑、掌握专业 1、建筑是多门技术科学综合的艺术；2、熟悉建筑相关专业【规划、建筑、结构、给排水、电气（电力、弱电）、暖通、智能控制、管线综合等等】；3、属于高层建筑设计-设备配套专业；4、为建筑尤其是高层建筑服务。,二、学习理论、求真务实 1、学习本课程是为工程实际服务；2、工程实际属于应用领域、宏观领域；3、理论为实践服务更能体现价值；4、工程实际有时会脱离理论支撑（作为工程技术人员应理解经验的力量和重要性）；5、理论学习是枯燥的；工程实际是琐碎的；成为设计大师的道路是艰辛的！6、好好把握，收获的季节等着你！,三、确定框架、精心设计（一）、工程设计一般流程 三部曲：方案 扩初设计 施工图设计 1、方案阶段需要全部专业的配合；2、工程设计过程中如：建设方无特殊要求、建设管理无特殊要求、工程项目规模适中、设计流程不分离等一般会省略扩初阶段而直接从方案进入施工图设计阶段！,三、确定框架、精心设计（二）、工程设计必备 1、熟练应用理论知识；2、熟悉并正确应用现行规范；3、调查市政配套设施资料；4、了解建设方具体要求；5、建筑环境物质技术条件情况；6、积累经验，用“心”设计。,三、确定框架、精心设计（三）、高层建筑给排水一般设计流程 1、建筑专业扩初完成进行建筑施工图设计前向其它专业提交设计资料；2、根据相关设计条件确定设计框架；3、对设计框架进行技术处理（设备、器材、构筑物、管网布置；计算参数等）并完善；4、同其它专业互相提交设计资料；5、完成施工图设计（校对、审核环节）。,高层建筑给水排水工程 设计常用规范 1、建筑给水排水设计规范；2、高层建筑防火设计规范；3、室外给水排水设计规范；4、自动喷水灭火系统设计规范；5、建筑灭火器材配置规范；6、国家及行业相关设计规范规程。,绪论部分,主要内容：一、高层建筑的划分 二、高层建筑给水排水工程的任务及特点 三、高层建筑给水排水设计的主要内容 四、高层建筑给水排水的发展趋势,一、高层建筑的划分 以建筑总高度24m为划分线 一类高层建筑：916层（H50m）二类高层建筑：1725层（50-75m）三类高层建筑：2640层（75-100m）四类高层建筑：40层（H100m）(超高层建筑),现行规范高层建筑的划分：以建筑总高度24m为划分线 二类高层建筑：24m H50m 一类高层建筑：H50m（高层住宅建筑按层数和高度划分）,二、高层建筑给水排水工程的任务及特点（一）建筑上的特点 建筑面积大；建筑高度大；有地下室、设备层（技术层、避难层等）,（二）给水排水工程的任务和特点 1、给水排水工程的任务 供给建筑内需要的符合水质、水压标准的供水量（供水量标准约50800L/人天，消防供水量严格按规范分类并计算）；及时通畅地排出污废水（生活、生产、商业等用水）。,2、高层建筑给水排水工程的特点 给排水系统必须安全可靠（瞬时给水、排水流量大，发生停水、排水堵塞时危害大、影响范围大等等）；一般在确定给排水方案时首先考虑：安全可靠；其次考虑经济因素。,2、高层建筑给水排水工程的特点 给水系统静水压力大（含热水等）（因此必须选择经济合理的供水方式即高层建筑一般采取竖向分区给水方式）；,2、高层建筑给水排水工程的特点 消防要求等级高（建筑功能复杂，火灾几率大、危害大，高层建筑消防必须按最不利情况设计）；建筑消防系统设计基本原则为：发生火灾时建筑能满足自救要求。,隐患险于明火 防范胜于救灾 责任重于泰山,2、高层建筑给水排水工程的特点 配套设施（器材）应保证给排水系统正常安全运行（防噪声、隔震、防沉降、抗伸缩、压力过高时的安全措施、防渗漏等）；,2、高层建筑给水排水工程的特点 给排水系统安装要求高，管线综合布置时应尽量做到：A、功能分区明确；B、控制、计量准确；C、方便检修维护。,三、高层建筑给排水设计的主要内容（一）高层建筑给水系统重点部分（二）高层建筑室内热水供应系统难点部分（三）高层建筑室内消防系统设计重点难点（四）高层建筑排水系统设计重点部分（五）高层建筑配套设施设计技术部分（六）其他部分设计了解部分,三、高层建筑给排水设计的主要内容（一）高层建筑给水系统设计主要内容：用水量计算：基本相同于建筑给排水计算方法，主要区别是给水量标准更高。,三、高层建筑给排水设计的主要内容（一）高层建筑给水系统设计主要内容：用水量计算：一般常用三种方法：1、采用用水量标准计算；概算方法，在规划设计时采用较多。2、按照规范要求计算；如消防用水量。3、采用给水当量计算；相对精度高。,（一）高层建筑给水系统设计主要内容：给水方式的确定：一般采取竖向分区给水方式。常见方法：高层建筑地下部分和一至四层左右采用市政给水管网余压供水；上部按照建筑高度35-60米或根据建筑功能分区。,（一）高层建筑给水系统设计主要内容：管道设备的布置：常见方法：1、提升设备（含储水池）位于地下室内；2、加热设备位于各给水分区的最顶层或首层；也可以在地下室内集中布置；3、管道（给水、热水、消防给水、排水、雨水、冷凝水等）一般布置于管道井内；4、管道井尽量分散分功能布置，同时应考虑检修维护。,（一）高层建筑给水系统设计主要内容：管道系统的水力计算及室内所需水压的计算：计算目的：确定流量、流速、管径、水头损失、水泵扬程等。,（一）高层建筑给水系统设计主要内容：水池、水箱容积确定和构造尺寸确定：水泵型号的确定：流量、扬程、功率；设备材料型号选用：选用优质产品；施工图绘制（施工说明）。,（二）高层建筑室内热水供应的主要设计内容 热水温度的确定：主要内容有：1、冷水计算温度：一般为410；2、热水温度：热水起点设计供应温度一般小于70；沿程温降为515；混合热水温度除特殊情况外一般不超过40；,（二）高层建筑室内热水供应的主要设计内容 热水用量计算：一般根据热水用水量标准计算（注意热水用水单位、热水温度等）,（二）高层建筑室内热水供应的主要设计内容 加热方式的选用：常见有三种方法：1、间接加热方式：热媒与冷水不接触；2、直接加热方式：热媒与冷水混合；3、分散供热方式：如电加热等。,（二）高层建筑室内热水供应的主要设计内容 热水系统给水方式的确定：一般采用与冷水系统相同的分区方式；在建筑功能比较复杂的区域可以按照建筑功能或用水量大小分区。,（二）高层建筑室内热水供应的主要设计内容 加热设备的容积计算和型号确定；热水管道的水力计算及所需水压的计算；热水附属设备的确定及选型；热水施工图的绘制及施工说明。,（三）高层建筑室内消防设计的主要内容 建筑室内消防系统主要分为两种：1、手动灭火系统 通常指消火栓系统和消防器材类；2、自动灭火系统 通常指自动喷水灭火系统（一般与消防报警系统联动）；,（三）高层建筑室内消防设计的主要内容 1、手动灭火系统：灭火器材选择：根据建筑场所可能发生的火灾类型选择合适的灭火器材。火灾类型一般划分为五类：一类固体火灾；二类液体火灾；三类气体火灾；四类金属火灾；五类电气火灾。灭火器材常见有：推车式、壁挂式、手提式等。灭火器材配置数量按规范计算确定。,1、手动灭火系统：消火栓给水系统：消防用水量的确定：是消火栓给水系统计算最重要的技术参数。计算方法：根据建筑类别和防火等级查规范确定。,1、手动灭火系统：消火栓给水系统：消防给水方式确定：即确定消火栓给水系统的竖向分区。其分区原则不同于生活给水系统。,1、手动灭火系统：消火栓给水系统：消防栓的位置、消防栓的个数和型号确定：根据建筑平面和空间尺寸以及消火栓的保护半径确定。一般做法：消火栓布置满足条件：最不利点火灾时两支喷枪能同时到达。在一个防火分区内选用相同规格的消火栓。,1、手动灭火系统：消火栓给水系统：消防水池、水箱的容积确定：消防贮水池容积：根据规范要求消防时间（二或三个小时）和消防给水流量计算确定。屋面消防水箱容积：功能：扑灭初期火灾（t10min）；普通多低层建筑 V6m3；二类高层建筑 V12m3；一类高层建筑 V18m3；,1、手动灭火系统：消火栓给水系统：消防管道的水力计算及消防水压的计算；消防水泵的流量、扬程、型号和稳压系统的确定；消防控制系统的确定；消火栓给水系统的施工图绘制和施工说明。设备器材选型应保证系统运行安全可靠。,（三）高层建筑室内消防设计的主要内容 2、自动灭火系统（水作为灭火剂）：一般为：自动喷洒类给水系统。最大功能：扑灭初期火灾 自动灭火系统一般与建筑消防报警系统联动。,（三）高层建筑室内消防设计的主要内容 2、自动灭火系统：主要了解：自动喷淋给水系统。方案确定：即根据建筑类别、建筑功能、建筑所出区域选择合理的自动喷淋给水系统。常见系统：湿式喷淋给水系统；干式喷淋给水系统；预作用式喷淋给水系统；,2、自动灭火系统：供水方式确定：一般供水流程：市政给水管网地下室贮水池喷淋泵报警阀（根据供水方式选择）喷淋管网（闸阀、水流指示器、压力开关等器材）喷头末端试水装置,2、自动灭火系统：喷头布置、喷头型号的确定：喷头应根据建筑场所功能、火灾报警温度等确定，一般布置间距不超过3.6米；喷头常见有垂直（下喷、上喷）型、侧壁型（侧喷）、特殊型等。,（三）高层建筑室内消防设计的主要内容 2、自动灭火系统：自动喷淋系统设计包括：方案确定，供水方式确定，喷头布置，喷头型号的确定，喷淋管网水力计算；报警阀，水流指示器的选型，稳压系统的确定，自动喷淋控制系统的确定，喷淋系统的施工图绘制和施工说明。,三、高层建筑给排水设计的主要内容（四）排水工程设计内容 排水体制的确定：根据市政排水要求和建筑特点选择污水排放方式，即选择分流制还是合流制。对于缺水地区和设计中水系统的建筑小区应采用分流排水体制。,三、高层建筑给排水设计的主要内容（四）排水工程设计内容 排水管道系统的布置：布置原则：尽可能在管线较短、坡降较小的情况下让最大区域的污水自流排入排水立管内并安全排出（类似排水管道定线原则）。,三、高层建筑给排水设计的主要内容（四）排水工程设计内容 排水体制的确定、排水方案的确定、排水管道系统的布置、排水管道水力计算及排水通气系统的计算、卫生设备的选型及布置，局部防水处理，构筑物的选型，屋面雨水系统的确定，排水管材的选型，排水施工图绘制和施工说明。,三、高层建筑给排水设计的主要内容（五）高层建筑配套设施设计内容 主要包括：1、汽车库：用水量，给水系统，排水系统，排水提升设计；2、地下工程：用水量，给水系统，现用水箱，水池确定，排水系统的确定，卫生设备，提升设备的选型和布置；,3、游泳池：给水标准，给水系统，循环系统，循环水泵，水处理系统，排水系统，游泳池构造，施工用绘制及施工要求；4、水景：水景的形式，水景喷头的选型、计算及水景给水系统的确定，水景管道系统的水力计算，水景排水系统的确定，施工图、施工要求等。,四、高层建筑给水排水的发展趋势 1、采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给排水系统和设备；2、注意采用节能、节水的给排水方式和设计方法，研制此类设备及附件；3、发展体型小、重量轻、能耗低、舒适耐用的整体设备；,4、研制造型美观、使用方便、舒适耐用的卫生洁具及零配件；5、开发应用新材料（如塑料管材），节约金属材料；6、发展装配式卫生间、改革施工方法、加快施工进度、提高工效、降低成本。（以上仅指高层建筑给排水方面，就环保方面其发展空间更广更深）,第一章 高层建筑给水系统的设计,学习达到的目的：一、了解高层建筑室内给水系统的分类；二、掌握高层建筑给水系统的竖向分区原则；三、掌握高层建筑给水方式；四、掌握高层建筑给水系统管道布置与敷设方式。,工程实际应用中的基本步骤：1、了解高层建筑的建筑层数和建筑高度（了解建筑条件）；2、调查当地市政给水管网常年可资用水头（调查市政资料）；3、了解建筑业主对给水系统的特殊要求（了解业主要求）；4、根据上述条件选择经济合理的给水方式（优化设计方案）。,1-1 高层建筑室内给水系统 一、给水系统划分 按类别划分：生活给水系统；生产给水系统；消防给水系统；中水给水系统；直接饮水系统。,1-1 高层建筑室内给水系统 一、给水系统划分 按用途划分：生活给水系统：生活饮用水系统；杂用水系统（如商业、绿化等）；中水系统（处理后的污水或海水等）；热水系统；饮用水管道系统。,按用途划分：生产给水系统：空调冷却水系统；冷藏库、厨房冷却水系统；洗衣房、锅炉房软化水系统；游泳池水处理系统；水景给水系统。,按用途划分：消防给水系统：消火栓给水系统；自动喷淋给水系统；水幕消防给水系统；二氧化碳消防设施（含器材类）。,1-1 高层建筑室内给水系统 二、给水系统的划分原则 根据用水项目对水质、水温、水压、水量的要求来划分。水质：普通生活用水水质，工业生产用水水质，中水水质等；,水压：如一般生活用水系统工作压力600KPa（否则分区）；消火栓系统最大静水压力1.0MPa（老规范为800KPa；500KPa设节流孔板）；自动喷淋管网工作压力1.2MPa，喷头处静水压力1.0MPa，一个湿式报警阀最多可以容纳800个喷头。,1-2 高层建筑给水系统的竖向分区 给水系统竖向分区的实质是：有效降低给水管网的工作压力，保证供水的安全可靠。从技术角度上就是将高层建筑的供水划分成若干个普通建筑（多低层建筑）的供水区域（方式），但在技术上有更高的要求；避免因管网供水压力过大造成：给水喷溅、水量浪费、管道振动、噪声污染，减少管道渗漏破坏，降低维护工作量。安全、节能、经济（提高系统使用年限）,1-2 高层建筑给水系统的竖向分区 给水系统竖向分区的依据：主要依据：系统中最低处卫生洁具所承受的最大静水压力（600KPa）；市政供水管网的常年资用水头；该建筑的地理位置和功能。,例如：城市给水管网中心地带常年资用水头应0.28MPa，偏远地带或管网未梢应0.14MPa，因此同样类型的建筑在所处的地理位置不同时也有不同的分区。在市政给水管网供水压力较高情况下（供水安全、管网补水能力强）的分区压力参考值为。建筑使用要求和供水安全要求高的建筑等分区压力取较低值（如住宅、宾馆），否则取较高值（如办公楼）。,1-3 高层建筑给水方式 一、给水方式 总体分为：不分区给水方式（建筑高度小）；分区给水方式（建筑高度大）；水箱、水池联合供水方式；并联给水方式；串联给水方式；减压给水等方式。,区,区,串联给水方式,区,区,减压给水方式壹,区,区,减压给水方式贰,区,区,并联给水方式,二、布置方式 上行下给：公共建筑的生活给水；下行上给：生活给水，消防给水；环状式：供水要求安全的生活给水，消防给水；中分式：中间有设备层的建筑或舞厅、茶座 等。在多低层建筑和高层建筑的消防给水（尤其消火栓系统）设计中要注意可以采用中分式给水管网布置方式。,1-4 高层建筑给水系统管道布置与敷设 给水系统管道布置总则：根据供水要求合理布置室内给水管道；保证满足供水安全可靠；节省材料；便于施工及维护管理；力求美观并与室内建筑设计相协调。,1-4 高层建筑给水系统管道布置与敷设 一、具体布置时应符合下列相关原则和要求 1、确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理；如主供水管靠近用水量集中点，入户管尽量短，流量合理分配等。根据建筑资料给排水立管一般尽量贴近建筑外墙布置，方便给排水进出户。,一、具体布置时应符合下列相关原则和要求 2、保证管道不受破坏，防止水质污染；管线尽量避免穿越结构承重或易形变部位，防止冷热伸缩的破坏，防止混接污染及二次污染等。,3、不影响使用安全和建筑空间使用；如管线尽量远离易爆、易燃部位，空间布置时合理。4、便于管道安装、检修维护。对于高层建筑，给水支线一般暗装；排水支线一般明装（做隐蔽装修）；给排水立管一般进管道井（检修维护空间、间层封闭）。,如管线之间的间距，阀门间距等应保证设备，操作器材的间距（如管钳操作间距）。A：高层建筑在给水平面布置时遇功能复杂情况下多设技术层；在竖向布置时应该设管道井；管道井包括：给排水系统、消防系统、强电（高、低压）系统、弱电（通讯、网络、电视、保安）系统、通风排烟系统；管道井布置时应注意：根据用水点分布情况尽量分散布置，管道井应宽松预备检修维护空间，内部管线布置应合理。B：管线安装应满足相关规范要求（普规、高规）。,1-4 高层建筑给水系统管道布置与敷设 二、管道的敷设 1、明装：管线、附材外露-施工简单，方便维护管理，但影响美观；2、暗装：隐蔽安装-施工复杂，不易维护，不影响美观整洁。3、明装、暗装相结合。三种方式应根据建筑的功能，建设方的要求合理选择。,三、给水管道的材质选择 UPVC塑料给水管（价格适中、方便运输）多用于给水横支管、给水立管、室外给水管线（小规格）；混凝土管（价格低廉、运输困难）多用于室外给水管线（大、小规格）（建设部限制使用基本淘汰）；PE管（聚乙烯管材）（价格高、方便运输）多用于室外给水管线（大、小规格）、给水立管；球墨铸铁管、焊接或无缝钢管（价格高、方便运输）多用于市政给水干管。给水横支管、给水立管、室外给水管线（大、小规格）；不锈钢管或铜管（价格很高、方便运输）多用于特殊给水、无法或难以检修的隐蔽部位。,高层建筑给（排）水系统工程设计一般步骤：1、根据建筑专业资料（设计总说明）了解该建筑类别，熟悉建筑资料图纸（确定给水点位置）；2、保留建筑分隔功能名称，删除与给水设计无关条件，突出本专业设计内容；3、根据建筑功能等确定竖向给水分区、确定给水方式（建议并联给水）及管线敷设方式（管井位置、明或暗敷、屋面消防水箱供水方式等）；4、确定给水设备及器材设置位置（贮水池、水泵房、水箱、计量及控制等）并进行平面布置（设备间布置为设计难点）；,5、对各给水点进行给水管线优化平面布置（管井内给排水立管数量及定位、编号、用水点给排水管线定位、卫生器具定位、辅助器材定位等）；5-1、平面布置图中一般最后设计室外给排水平面布置图【任务最重，主要内容包含：给水引入及控制计量、排水出户及与市政排水系统连接（室外排水检查井、坡降、化粪池等局部处理构筑物、市政排水资料）、雨水系统设计等】；5-2、一般最先进行卫生间及屋面（暴雨重现期）给排水、雨水平面布置；,6、绘制给排水轴测图、节点布置图、构筑物或设施类大样图等；7、对给水系统进行水力计算，确定给水设计参数【总用水量、各给水分区用水量、管径、高程、设备参数及选型（流量、扬程、功率等）、器材选型等】；8、成果标注【图例、设备器材表、管径、标高、给水引入及定位、水表节点（器材选型及定位）、标准图集索引等】；9、编制给排水设计总说明、编制图纸目录、校、审后出图；10、编制设计计算书存档备查。,DN300,DN300,18F,N,DN1000,DN1000,DN1000,DN1000,市政配套设施布置图,市政给水管线,阀门井,给水引入平面布置图,18F,设计最难点：建筑室外（一般含一层）给排水平面布置图,人防地下室给排水平面布置图,设备间给排水平面布置图,设备器材构筑物一览表,一层卫生间给排水平面布置图,管井二给排水立管平面位置图,第二章 高层建筑给水系统的水力计算,学习达到的目的：一、了解高层建筑给水水质标准（通用标准）；二、掌握高层建筑给水系统用水量标准；三、掌握高层建筑给水秒流量的不同计算方法；四、掌握高层建筑给水系统的水力计算方法。,工程实际应用中的基本步骤：1、根据项目性质合理选择用水量标准和进行给水设计秒流量的计算（项目条件）；2、根据给水设计秒流量计算给水系统的相关参数（Q、hfH、D、v等）（管网参数）；3、根据计算结果合理选择给水设备（水泵机组、稳压系统等）（设备选型）；4、根据计算结果合理选择给水系统配套设施（水池、水箱、控制、计量、装置等）（配套设施）。,2-1 高层建筑水质标准 一、生活饮用水标准（适用于普通的建筑类别）水质基本要求：流行病安全-不含病原细菌、病毒、寄生虫卵；毒理学上可靠-不含生物毒性物质；生理学上有益无害-营养物质、满足人体生理需求；感官上良好-外观、物理特性等；使用上方便-无有害作用、硬度低等。,水体评价分级：1-5类水体 1-2类水体为无污染水体，如长江源头水，深层湖水等；3类水体为轻微污染水体，可作为集中取水的水源；5类水体为污染水体，可作为渔业用水；4类为介于3-5类之间。目前环境污染的现状是：内陆湖泊，小型水体（如河、渠类）多为超5类水体。,生活饮用水一般指标：色度15度，浊度 5度，大肠杆菌3个/L H2O；一般情况下浊度3度，特殊情况下浊度5度，如高峰用水，水体高污染、高浊度时；美国推荐优良饮用水标准：色度3度，浊度0.1度，大肠杆菌无。,二、工业用水水质标准 1、生产用水水质视生产工艺、工序而定；2、循环冷却用水、直流冷却用水，按相关规范要求；3、锅炉水质标准：总硬度要求，总碱度要求。,2-2 高层建筑用水量标准 住宅类建筑影响用水量标准因素：室内卫生器具配备情况；气候情况；生活习惯；经济状况；水费收付办法；水表安装方式（分户水表、集中水表、不设水表等）。集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额查表选用。,2-2 高层建筑用水量标准 通用标准：一般高层建筑：180200L/床d 高层旅馆建筑：300400L/床d 高级宾馆建筑 一般房间 400500L/床日 总统套间 1200L/床d 汽车用水量：小轿车 250400L/车d 大车 400600L/车d,2-3 高层建筑给水设计秒流量的确定 设计秒流量指管网在最大日最大时的管段设计流量。给水当量：以一个污水盆的给水流量0.2L/s为一个给水当量；排水当量：以一个污水盆的排水流量0.33l/s为一个排水当量。室内给水管网设计中的一个主要内容就是通过设计秒流量进行水力计算确定管道直径、水头损失等相关参数。生产用水设计流量按单位产品耗水量计算，消防按消防用水量标准（规范）计算。,2-3 高层建筑给水设计秒流量的确定 高层建筑给水秒流量的计算方法基本同建筑给水排水工程，注意事项：1、给水量标准更高；2、给水单元（计算管路）更多；3、根据计算结果需要确定的给水设备、配套设施更具体、更复杂。,2-3 高层建筑给水设计秒流量的确定 一、住宅建筑及一般旅馆建筑设计秒流量计算公式（计算公式及水力计算方法同普通建筑）即：qg=0.2Ng(1/2)+KNg（L/s）、K：根据建筑性质（用途）而定的系数；Ng：计算管段的卫生洁具给水当量总数。计算过程中注意：1、qg计算管段上卫生器具最大系统流量qe时，取qg=qe。2、qgNqe时，取qg=Nqe A：在设计计算过程中易出现上述情况，应注意；B：上述公式在Ng过大时误差随之增大（如Ng1500时）,二、根据用水量标准计算 Q=mq0K m：用水单位数；q0：用水量标准；K：变化系数。K日=年最大日流量/年平均日流量；K时=最大日最大时流量/最大日平均时流量；K总=最大日最大时流量/平均日平均时流量。K总=K日*K时 该公式在规划设计时广泛应用。,三、高级宾馆、饭店类高层建筑设计秒流量计算公式 qg=q0n0b/100 式中：q0：同类型一个卫生洁具的给水额定流量（L/s）；n0：同类卫生洁具数量；b：同时使用百分数（查表选取）浴盆（10：100%）（1150，70%）（51100：50%）；（101150：40%）；（151200：35%）。计算注意事项：计算水箱容积时浴盆同时使用百分数按100%；计算卫生间支管管径时仅采用浴盆额定流量（0.2、0.33L/s）为依据；计算总给水干线时可按总流量的80%计算（按100%计算较安全）。,2-4 高层建筑给水管网的水力计算 水力计算的目的：计算给水系统在通过设计秒流量时所需要的管径-D（mm）；水头损失-hf（hj）H（m）；（根据水头损失计算可以计算管网所需水压，根据所需要的水压确定给水系统所需要的加压设备的扬程和高位水箱的设置高度）。（根据设计秒流量计算给水系统配套设施的规格）。,2-4 高层建筑给水管网的水力计算 一、管径的确定 基本公式：Q=wv w=D2 Q：m3/s 其中：Q:流量；w：过水断面积；v：流速；D：管径。在系统的设计秒流量计算出来后确定管径所需的未知数就是管道内水的流速v（m/s）：一般规定：生活供水管网：干管、立管：v0.81.0m/s 支管：v 0.60.8m/s 消防供水管网：消火栓系统：v2.5m/s 自动喷水系统：v5m/s（管网多路供水时除要求较低可以中断供水情况外，一般情况下每根供水管线应能通过最大额定流量）。,二、管网水头损失的计算 水头损失分为沿程（hy或hf）和局部（hj）水头损失。1、沿程水头损失hf：计算方法同建筑给排水：即hf=iL（Kpa、MPa、mH2O等）i：摩阻，即单位管道长度的水头损失（Kpa/m）L：设计管段的长度（m）。计算i时根据v确定，实际工程中在Q、v、P已知时查表选取i。单位换算：1MPa=1000Kpa=100mH2O（1Kpa=0.1mH2O）,2、局部水头损失 hj=v2/2g。:局部阻力系数（根据管道管件型式查表选取）。现在规范要求（尤其消防规范）局部水头损失应严格计算。实际工程中一般取hj=10-30%hf 即总的水头损失h=1.1-1.3hf 工程计算方法：生活给水管网：hj=25%30%hf；生产给水管网：hj=20%hf；消火栓系统：hj=10%hf；自动喷水：hj=20%hf。,2-4 高层建筑给水管网的水力计算 三、室内给水管网所需水压计算 计算步骤：确定最不利配水点（控制点）和配水管路；确定给水管网所需水压。经验法：一层10mH2O；二层12mH2O；三层以上12+4n（n=层数-2）。,2-4 高层建筑给水管网的水力计算 三、室内给水管网所需水压计算 计算公式：H=H1+H2+H3+H4 H1：最不利配水点至供水点的建筑高度；H2：配水管网（计算最不利管路）总水头损失（hf+hj）；H3：水表的水头损失（无计量设备时忽略）；H4：最不利配水点所需的流出水头（配水点最大流出水头洁具）。（条件允许时可考虑一定的富裕水头：25mH2O）。,四、给水管网水力计算步骤 1、进行给水平面最优化布置；2、确定计算管路（最不利配水点至供水点）；3、以流量变化处为节点划分设计管段（计算管段）；根据平面布置图和轴测图确定计算管段长度。4、根据卫生器具布置情况计算各计算管段的设计流量；（秒流量、用水量标准、同时用水百分数）,5、根据流量qg、经济流速v选择合理的管径D和摩阻i；6、计算各计算管段的水头损失（hf+hj）H2；7、计算计量设备的水头损失H3或HB；8、计算给水管网所需总水压。9、根据经验公式校核，管网供水方式或局部管线、管径的调整。,10、初步结论一：相同设计流量下随着D（管径）增大，i降低；相同设计流量下随着v降低，i（摩阻）降低；管道内壁光洁度提高，i降低；为了降低管网的总水头损失，可适当放大管径；为了实际施工方便，避免频繁变径；塑料给水管i钢管给水管铸铁给水管钢砼给水管i；支管管径应满足通过额定流量时的基本要求（如大便器延时阀DN25mm）；高层建筑环状供水管网水力计算与室外给水环状管网方法相同。也可将环状管网采用枝状方法计算。,10、初步结论二：建筑给水最小管径D15mm；一般住宅建筑单户给水总管径D3240mm；在工程实际中计算参数不一定是设计参数；成套设备的选择影响设计参数的选择；最科学的方案不一定是最经济的方案；最经济的方案不一定是最合理的方案；对于一个优秀的专业工作者，在项目技术设计中应该具有向项目决策者介绍、诱导、灌输科学的决策理念的专业素养。,2-4 高层建筑给水管网的水力计算 五、高层建筑水泵布置（一）设置要点 1、从管网直接抽水方式（一般不允许）（无负压抽水设备）；2、水泵宜设计成自动控制运行方式，并尽可能自灌式工作（非自灌式时应有抽真空装置-真空泵或灌引水设施）；3、每台水泵应单独设吸水管（或设2条的吸水配水总管）；4、要求供水安全的建筑配备用泵（备泵Q与最大泵相同）；,5、吸压水管路不得有滞留空气的管段；6、满足相关规范要求（尤其是消防泵的设置，如备用泵数量，辅助动力供应设备等）；7、水泵吸压水管路上常见设备及器材：（底阀）吸水管路-闸阀-止回阀（真空压力表）（引水设施）-泵组（旁通管）-（远传压力表）止回阀-闸阀-压水管路（水锤消除器）,（二）水泵扬程计算 水泵扬程应满足最不利配水点和消火栓所需的水压。1、设置高位水箱：HbH+h+v2/2g H：水池最低水位至高位水箱进水口的标高差m；v：高位水箱进水口流速，m/s；h：吸水管+泵+压水管的总水头损失,2、无高位水箱供水方式（高位水箱易二次污染）HbH+h+Hc H：水池最低水位点最水利配水点的标高 Hc：自由水头（流出水头）3、直接抽水（实际工程中很少采用）高位水箱 HbH+h+v2/2g-H0 无高位水箱 HbH+h+Hc-H0（H0为外网最低供水压力）水泵流量一般按平均日最大时流量确定，要求高时按秒流量设计，要求低时按平均日平均时流量。,（三）水泵的布置 综合要点：环境噪声要小（抗干扰）；抗振动，通风；检修维护方便巡视、考察等；防积水（基础一般高于室内地坪）；功能分区（高低区、生活、消防等）。,六、高层建筑贮水池 贮水池为贮备生活、消防用水，尤其消防用。有效容积：V=Vs+Vx+Vp+Vb Vs：生活调节水量。视建筑等级、使用要求等决定；Vx：消火栓系统消防贮水量。一般按23小时消防贮水量；Vp：喷淋系统消防贮水量。一般按一小时喷淋时间计算；Vb：安全备用水量。自定。,1、生活调节水量Vs 主要根据建筑类别（类别越高相对调节水量越大）、使用性质（用水性质如生活用水、商业用水、生产用水等）、允许间隔供水时间（因为停水有可能产生的后果）、补水能力（通过市政给水管网或其它途径对高层建筑贮水池进行给水补给）、调节时间等因素决定。,2、消火栓系统消防贮水量Vx 主要根据建筑类别所决定的火灾延续时间计算确定。重要的一类建筑：火灾延续时间为3小时。其它高层建筑：火灾延续时间为2小时。Vx=火灾延续时间室内消防用水量 室内消防用水量：高层民用建筑设计防火规范 重要的一类建筑：40-30L/s。（高规P28页）其它高层建筑：30-20L/s。普通高层住宅：20-10L/s（H50m）。,2、消火栓系统消防贮水量Vx Vx=火灾延续时间室内消防用水量 重要的一类建筑：Vx 432324m3；其它高层建筑：Vx 144216m3；普通高层住宅：Vx 72144m3。,3、喷淋系统消防贮水量Vp 主要根据建筑危险等级所决定的喷水强度和作用面积计算确定。（P39、55页）所有高层建筑：喷淋施救时间为1小时。（仓储类建筑喷淋施救时间为1.02.0小时）Vp=喷淋施救时间喷水强度作用面积安全系数（1.01.3）喷淋消防水量：自动喷水灭火系统设计规范喷水强度：轻危险级4L/minm2/160m2；中危险级：6/160；中危险级：8/160；严重危险级：12/260；严重级：16/260；,3、喷淋系统消防贮水量Vp Vp=喷淋施救时间喷水强度作用面积安全系数（1.01.3）（P10页）轻危险级：Vp 38.4m3；（不含系数）中危险级：Vp 57.6m3；中危险级：Vp 76.8m3；严重危险级：Vp 187.2m3；严重危险级：Vp 249.6m3；,高层建筑贮水池设置要点：防止二次污染（死角、滞流、防止灰尘、蚊蝇等进入）（一般采取紊流措施。如在水泵压水管路设计支管进贮水池）；方便清洗、检修（分成至少二格）；防渗漏措施（止水装置等）；生消共用水池应有防止消防贮水被生活水泵挪用的措施。水泵吸水井（坑）：方便水泵吸水（容积3min Q。Q为最大泵流量）。,七、高层建筑高位水箱 设置高位水箱优点：提高水泵功效；设备简单；有一定的调节贮水能力；节省电能如夜间进水等；缓解城市用水高峰时的供需矛盾。,七、高层建筑高位水箱（一）分箱分类 按功能：夜间水箱、吸水水箱、减压水箱、稳压水箱；按位置：系统位置、高架位置、屋顶位置、低位位置、分区位置等；按材料：砼材料、钢砼材料、钢板材料、不锈钢材料（装配式）、塑料材料、玻璃钢材料；按外形：矩形、方形、圆形、球形、异形。,（二）水箱构造 水箱箱体配件一般有如下几种：进水管；出水管（生活、消防等）；泄水管（放空管-加设阀门）；溢水管（溢流管，与放空管连接时设空气隔断措施）；通气管（通气管，压力平衡管）；信号管；检修孔；液位计；温度计；压力表等等。水箱进水方式一般有如下几种：浮球阀液位控制进水（最常用）；自动液位控制进水；光电物位仪控制进水等。,（三）水箱的布置和安装 合理布置，方便检修（满足使用要求基础上）（四）高位水箱设置高度 ZxZb+Hc+Hs Zx：高位水箱最低水位标高（m），一般指箱底；Zb：最不利配水点（龙头，消火栓，喷头）的标高；Hc：Zb处的流出水头（m）；Hs：设计管路的总水头损失（m）。高规要求：高位水箱设置应满足最不利消火栓处静水压力7m（建筑高度小于100米）和15m（建筑高度大于100米）。,（五）高位水箱生活用水有效容积 有效容积最大调节容积高峰用水容积安全用水容积 消防贮水容积为：（消火栓系统）一类公共建筑 18m3；二类公共建筑和一类居住建筑 12m3 二类居住建筑 6m3。,十七层给排水平面布置图,消防水箱间给排水平面布置图,消防给水系统节点布置图（一）,消防给水系统节点布置图（二）,八、高层建筑气压给水设备 气压给水设备是一种集升压、调节、贮水、供水、蓄能、控制水泵启闭的成套供水设备。该设备广泛应用于高层建筑给水系统（生活给水、消防给水）。,（一）工作原理（二）特点 优点：灵活性，水质不易污染，投资省，易集中管理，易完成自控。缺点：给水压力变动较大，经常费用较高，耗费钢材，供水安全性较差。（三）分类 按工况：变压式、定压式 按气水关系：气水接触式（要补气），气水分离式（隔膜式一般不需要补气）,高层建筑给水系统设计小结 一、给水系统主要包括：生活给水、消防给水、生产给水、杂用水四大类；二、设计方法：1、确定总体设计方案；2、进行竖向给水分区；3、优化给水平面布置；4、进行给水水力计算；5、根据计算参数确定设备、器材等；6、校核设计成果。给水管线布置需要经验；给水水力计算需要方法；三、高层建筑生活给水必须采取竖向分区给水方式【下区一般为负层至三四层；上区按建筑高度3560米分区（各分区建议采用并联给水方式）】；四、给水系统配套设施（计量、器材、装置及构筑物等）的设置直接影响使用效果；,高层建筑给排水系统管道布置总则 一、不影响建筑的使用要求；二、不影响结构的安全要求；三、不存在安全隐患因素；四、不影响使用者的舒适度；五、有良好的水力条件；六、方便给排水系统的检修维护；七、造价经济，布置美观。,高层建筑给排水系统设计注意事项 一、熟悉规范；根据建筑性质选择规范；不违背一般规范；严格遵守强制性规范；二、为避免给水水质二次污染，尽量选择生活消防共用贮水池并采取相关措施；三、尽量在选择安全合理的给水、排水方式基础上考虑经济因素；四、为保证给排水系统安全可靠运行，给排水配套设施应周密设置并尽量自控。,第三章 高层建筑消防给水系统设计,学习达到的目的：一、了解高层建筑消防给水系统的分类；二、掌握高层建筑消防给水系统的分区原则；三、掌握高层建筑消防给水系统的设计方法；四、掌握高层建筑消防给水系统管道布置与敷设方式。,工程实际应用中的基本步骤：1、了解高层建筑的建筑层数和建筑类别（了解建筑条件）；2、调查当地市政给水管网消防加压措施（调查市政及消防资料）；3、了解建筑业主对消防系统的特殊要求（咨询业主要求）；4、根据上述条件选择经济合理的消防方式（优化设计方案）。,3-1 高层建筑火灾特点一、火灾过程 火灾过程一般经历四个阶段：早期阶段：一般很难人工自然发现；阴燃阶段：主要表现为环境温度及烟雾离子浓度逐渐增加。是火灾预报及施救的最佳时机；火焰放热阶段：火灾形成、热能释放、很难施救；衰减阶段：热能释放递减，火灾结束。,二、火灾特点 1、火势猛烈，火灾蔓延快（通过空间、易燃物、井道，借助风势）；2、人员疏散困难；3、消防装备设施不够完善，火灾扑救困难 4、伤亡惨重，经济损失巨大。,3-2 高层建筑消防类别及灭火剂 高层建筑消防类别