宜昌奥林匹克花园9号楼建筑给排水设计开题报告

1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）

作为给排水专业即将毕业的学生，我们应对自己的专业有更深入的了解，而进行一次毕业设计，是加深对本专业的了解的最好的办法之一，也是我们从理论过渡到实践的第一步。一般情况下，任何建筑都应该进行给排水设计,这与建筑使用的安全性和舒适性密切相关。而随着土地资源的紧张，高层建筑越来越多，用途也越来越广泛，高层建筑给排水的设计也越来越普遍，所以这次的毕业设计选择的也是高层综合楼。

我希望此次设计达到以下几点目标:

(1)通过毕业设计，巩固自己所学的基础理论和专业知识，加强自己的基本技能，使自己的知识体系综合起来，以达到学以致用，独立完成建筑给排水设计的目的。

(2)掌握资料获得、处理数据和计算机应用等方面的能力，培养自己的实践能力、创新能力和独立思考意识。

(3)了解社会生产实际中的问题，及时发现自己知识的缺陷和漏洞，补充自己没有掌握的知识，为以后的工作打好坚实的基础。

伴随着建筑行业的发展，建筑给水排水专业也迅速发展，已成为给水排水中的重要组成部分。我国建筑给排水行业有着丰富的实践经验，加之借鉴了国外的新技术，专业技术和施工模式都有了明显的突破和发展。近些年来我国大力发展海绵城市理念，越来越多的城市建筑在设计过程中考虑了水资源的持续利用和再生，适应环境变化、大大加强了对洪涝灾害等水资源灾害的抵抗能力。

在发展中新技术的同时。我国也在对旧有的老城区进行改造，改造后出现了诸多的问题，如供水压力不足，管道破裂，设备老化，消防安全不合格等等。在排水方面，在改造之后，排水量增大，造成排水不畅，排水管道堵塞等。以上这些都是尚未解决的问题，也是以后研究的发展方向[18]。

此外，我国建筑给排水技术的发展也促进了建筑给排水产品设备的发展。建筑给水排水技术的发展是与科研工作、工程实践(设计、安装)、产品开发等多方面有关。近年来，高层建筑给排水日趋增加，一些超高层建筑的发展也为建筑给排水行业带来了新的挑战。在产品开发上，也不断引进先进国家的技术。为了使传统的给排水工程与社会可持续发展在我国的经济条件下有机结合，我国正积极发展水工业，作为给水排水工程在21世纪的新发展。

排水设施的效能和效率不必受到“过度设计”的限制，即过度用水和繁琐的管道设施，以及建筑排水系统许多确定性的国家法规所限制[17]。虽然可持续发展设计会大大增加设计和施工成本，但从长远来看，一时的付出是值得的，我们不能为了一时的发展而影响到以后的发展。

在建筑设计越来越复杂的时代，为了让建筑设计方案更加的优化，更加直观，BIM技术在建筑行业中被广泛的使用。其能够使用对模型的模拟，让施工人员能够直观的看到建筑实际施工情况，同时还能够让业主对建筑的实际效果进行直接观察，从而保证整个建筑设计的质量，使其在后续的施工过程中能够更加顺利地展开工作[19]。

(1)室内给水工程；

(2)室内排水工程；

(3)室内消防工程。

建筑提供的条件图（9张）：拟在宜昌市修建一栋18层的商住楼，总占地面积为3.70公顷，建筑面积30077平米左右，建筑高度57.500米。地下一层为设备用房。地上18层，1至4层为商场及活动中心，5层为设备转换层，6至18层为标准间，顶层有电梯机房。

市政基础资料

该建筑物北侧道路下有市政给水管道，管径为DN400，常年可提供的资用水头为35，允许接管径为DN200，大楼40米范围有室外消火栓，污水管管径为DN600，管顶埋深为2.4米，雨水管管径为DN1200，管顶埋深为1.6米。

（1）室内给水工程

方案比较:

① 目前高层建筑给水方式较多用的是设水泵、水箱的给水方式，气压供水设备，直接供水方式以及分区供水方式等[1]。

② 高位水箱供水方式包括水泵和水箱，高位水箱的作用是存储调节本区的用水量和稳压。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵供给。高位水箱给水方式具有以下优点:一是水箱内可储备一定水量,供水比较安全可靠;二是水压稳定，可选用定速泵;三是泵启动次数较少,效率较高:四是设备费和运营费较低。其主要缺点:一是水箱的设置占用了一些建筑面积，增加了高层建筑结构的复杂性;二是水质较易受到污染[1]。

③ 气压罐给水方式。气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。其中气压罐为-钢制密闭容器,供水时利用容器内空气的可压缩性存储和调节水量,并将罐内储水压送到一定的几何高度,达到节能的目的;二是水泵机组采用软启动和循序启动,从而实现无塔供水。气压罐供水的主要优点:一是-般不需要水箱和水塔,荷载大大减小，尤其适用地展区的高层建筑;二是罐内水质不易受污染;三是基建投资较省;四是便于集中管理,较易实现自动控制。其主要缺点:一是供水压力不稳,常出现周期性的波动:二是气压罐容积有限,储水较少,因而水泵启动频繁,且水泵在变压状态下工作,不仅效率低，而且增加了设备的运行费用，编短了水系的使用寿命;三是由于气压的有效容积较少,其储水和调节水量的作用远不如高位水箱,因而供水可靠性较差[1]。

④ 直接供水方式:采用水泵直接从室外管网抽水，优点是可以不用设贮水池，缺点是因水泵直接从室外管网抽水，会使外网压力降低，影响附近用户用水，严重时还可能造成外网负压，在管道接口不严密时，其周围土壤中的渗漏水会吸入官网，污染水质[1]。

本设计属于商住楼设计，且属于高层建筑，用水并不均匀，在对以上三种方式比后，结合建筑给排水设计规范，考虑到供水的可靠性、安全稳定性，以及设备的简单易行，本设计给水方式为设水泵水箱减压阀的分区供水方式。这种供水方式供水安全可靠，水压也比较稳定，设备简单，易于维护管理。

对于高层建筑而言，生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免因建筑低层配水点静水压力过大，而对管道及配件造成破坏，需要进行竖向分区。本工程已知市政给水管网可保证资用水头为32mH2O,室外给水管网只能满足建筑下部供水要求，故分区如下:

高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区压力应符合下列要求:

1各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0. 45MPa ;

2静水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管)，宜设减压或调压设施;

3各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求[5]。

故建筑低区可利用室外给水管网的压力直接供水; 1~4层为低区，5~11层为中区，12~18为高区。

（2）室内排水工程

高层建筑的排水系统组成应满足以下三个要求:

1)系统能迅速通畅地将污废水排到室外。

2)排水管道系统气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内环境卫生。

3)管线布置合理，简短顺直，工程造价低。

方案对比；

排水系统按排水立管和通气立管的设置情况分为：单立管、双立管、三立管排水系统。

① 单立管排水系统

分为三类，无通气（仅适用于立管短排水少，不予考虑），有通气（适用于多层建筑），特制配件（在横支管与立管连接处，设置特制配件代替一般的三通；在立管底部与横干管或排出管连接处设置特制配件代替一般弯头。适用于各类多层、高层建筑）[1]。

② 双立管排水系统

由一根排水立管和一根通气立管组成，具有良好的排水和通气性能，适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。双立管排水系统是利用排水立管和另一根立管之间进行气流交换[1]。

③ 三立管排水系统

由一根生活污水立管，一根生活废水立管共用一根通气立管组成，属外通气系统，适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层、高层建筑（本设计属于污废水合流）[1]。

综上所述，室内污水采用合流制排放，排水立管采用双立管排水系统， 一楼的生活污废水单独就近排出;地下室地坪排水设集水坑和提升装置（潜污泵），地下室的污废水经污水泵提升后直接排出，排出管的横管段应有坡度坡向出口。

（3）建筑消防工程

高层建筑必须要有可靠的消防设施，以迅速扑灭初期火灾，不使酿成大火。高层建筑消防给水系统有:消火栓消防给水系统、自动喷洒消防给水系统、水幕消防给水系统。在不能用水灭火的场所，例如配电、电算、电视、电讯、电话总机、自备发电机房等则采用气体(卤代烷或二氧化碳等)消防设施[2]。

消火栓给水系统包括由室外给水管网直接供水的消防给水方式、设水箱的消火栓给水方式、设水泵和水箱的消火栓给水方式等[1]。

方案比较：

① 室外给水管网直接供水。室外给水管网提供的水量和水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用[1]。

② 设水箱的消防给水方式，适用于室外管网水压变化大的情况，市政水压部分时间满足用水需要; 由室外给水管网向水箱供水，箱内贮存10min消防用水量。

③ 设水泵和水箱的消火栓给水方式，适用于水压不能满足消防要求的情况。

④ 设水池、水泵的消防给水方式，水泵由水池直接抽水，水池与室外给水管网连接，当外网压力足够大时，也可以由外网直接供水。适用于室外水压经常不满足室内供水需要的情况。

⑤ 设水池、水箱和水泵的消防给水方式。室外给水管网供水至贮水池，由水泵从水池吸水送至水箱，箱内贮存10min消防用水量。适用于外网不能满足室内供水压力，也不能确保向高位水箱供水的情况。

⑥ 分区供水。室外给水管网向低区和高位水箱供水,箱内贮存10 min消防水量。

室内消火栓给水管网可分为环状管网和枝状管网。环状管网内的消防用水是双向流动的。在设置分隔阀门的条件下，环状管网在管网的任一段损坏时，系统的其余部分仍能正常工作，因而安全性好，同时其水力条件也比支状管网好。所以规范对楼层较多、高度较高、起火后容易蔓延的建筑，以及室内消火栓用水量较大、消火栓数量较多的建筑都要求将室内消火栓给水系统管网布置成环状[6]。因此，本设计也采用环状网布置形式。

本建筑是高层建筑，屋顶可设高位水箱，故本设计采用设水池-水泵-水箱的消火栓给水方式，用水量为40L/s[6]。

消火栓栓口动压力不应大于0.50MPa， 但当大于0.70MPa时应设置减压装置;本建筑属于高层建筑，栓口水压超过了规定的0.7MPa，应设置减压装置[6]。

自动喷水灭火系统包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用喷水灭火系统、雨淋喷水灭火系统和水幕系统等。

方案比较：

① 湿式自动喷水灭火系统。为喷头常闭的灭火系统，管网中充满有压水，当建筑物发生火灾，火点温度达到开启闭式喷头时，喷头出水灭火。灭火及时扑救效率高。但由于管网中充有有压水，当渗漏时会损毁建筑装饰和影响建筑的使用。

② 干式自动喷水系统。喷头常闭的灭火系统，管网中平时不充水，充有有压空气（或氮气）。当建筑物发生火灾火点温度达到开启闭时喷头时，喷头开启排气、充水灭火。管网中平时不充水，对建筑物装饰无影响，对环境温度也无要求，适用于采暖期长而建筑内无采暖的场所。但是由于该系统灭火时需先排气，故喷头出水灭火不如湿式系统及时。

③ 预作用喷水灭火系统。喷头常闭的灭火系统，管网中平时不充水。发生火灾时，火灾探测器报警后，自动控制系统控制阀门排气、充水，由干式变为湿式系统。只有当着火点温度达到开启闭式喷头时，才开始喷水灭火。克服了干式喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统产生水渍的缺陷，可以代替干式系统提高灭火速度。也可代替湿式系统，用于管道和喷头易于被损坏而产生喷水和漏水，造成严重水渍的场所。

④ 雨淋喷水灭火系统。为喷头常开的灭火系统，当建筑物发生火灾时，由自动控制装置打开集中控制闸门，使整个保护区域所有喷头喷水灭火，形似降水。出水量大，灭火及时。

⑤ 水幕系统。该系统喷头沿线状布置，发生火灾时主要起 阻火、冷却、隔离作用。适用于需防火隔离的开口部位，如舞台与观众之间的隔离水帘、消防防火卷帘的冷却等。

⑥ 水喷雾系统。是固定式自动灭火系统的一种类型， 该系统采用喷雾喷头把水粉碎成细小的水雾滴之后喷射到正在燃烧的物质表面，通过冷却、窒息以及乳化、稀释的同时作用实现灭火。水雾的自身具有电绝缘性能，可安全地用于电气火灾的扑救。

综上所述，本设计拟采用湿式自动喷水灭火系统。而根据设计规范，本建筑属于中危二级建筑，设计喷水强度为8L/min* m^2，作用面积为160m^2，喷头工作压力为0.1MPa，最不利点不应低于0.05MPa。喷头设置高度不应超过8m；当设置高度为4m~8m时，应采用快速响应洒水喷头；喷头设置高度不超过4m时，喷水强度不应小于0.5L/（s·m）；当超过4m时，每增加1m，喷水强度应增加0.1L/（s·m）；本建筑中部分层高超过4m，应采用快速响应洒水喷头[7]。

消防水箱布置在屋顶电梯机房顶部，为保证系统的压力稳定，需设置增压稳压设备。

3．进度安排