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某医院给排水毕业设计

绥棱第一医院给水排水工程设计

院 (系):



业:



号:

学 生 姓 名:

指 导 教 师:

XXXX 年 X 月

摘要
绥棱第一医院是一个综合性的医院建筑,由于其内部结构复杂及建筑自 身性质对给排水的要求等,为设计增加了不少难度。本次设计包括生活给水 系统,生活排水系统,消火栓系统,喷淋系统,热水系统及雨水系统。
由于医院建筑性质要求,医院内部供水须安全可靠,保证各个区域内的 供水稳定,故分为三区,低区-1~3 层由市政管网直接供水,中区和高区采 用并联式变频水泵组给水,均采用下行上给式枝状供水。消防和喷淋系统采 用水泵水箱联合给水方式,消防系统横向、竖向成环。喷淋系统采用湿式自 动喷水灭火系统。热水系统分中区和高区,采用立管回水式半循环系统。排 水系统采用分流制,设专用通气管。
本次设计主要任务是完成该医院的给排水和消防图纸的绘制及相关计 算,力求使建筑物提供方便、卫生、舒适和安全的生活环境。
关键词:医院;给水排水系统;消防系统

ABSTRACT
The SuiLing first Hospital is a comprehensive building, due to its complicated internal structure and building characteristic requirements for watersupply and drainage system, increased a lot of difficulty for the design. This design including the water-supply system, sanitary drainage system, fireprotection systems, storm-water drainage systems and hot water system .
In order to adapt to the inner compound of the hospital, guarantee the safe reliability of the water supply among the hospital as well as the stability of the supply to all the regions, this system contains three parts. Lower part from basement to the third layer, is supplied by municipal water supply network, central and upper part using the parallel variable frequency pump group water supply, there are used for downward flow and upward supply system branch water. Water tank and pumps are used in fire-protection systems, where the fire hydrant system surrounds horizontally and circularly. Sprinkler system is used by automatic sprinkler system. Hot water system contains central and upper parts, using the riser backwater of half-circulatory system. Drainage system adopts the separate system and set up special ventilation pipe.
The design of the main task is to complete the water-supply and drainage systems, fire-protection systems design of the hospital drawings and it's related calculation, and strive to make buildings provide a convenient, sanitary, comfortable and safe living environment.
Key words: hospital;water-supply and drainage system;fire-protection system

目录
第 1 章 绪论 ......................................................................................... 1
1.1 概述...........................................................................................................1 1.1.1 设计原始资料及工程概况 ........................................................... 1 1.1.2 设计目的 ....................................................................................... 1 1.1.3 设计任务与要求 ........................................................................... 2
1.2 设计说明 .................................................................................................. 2 1.2.1 室内给水工程 ............................................................................... 2 1.2.2 排水工程 ....................................................................................... 5 1.2.3 热水供应系统 ............................................................................... 5 1.2.4 消火栓系统 ................................................................................... 6 1.2.5 自动喷淋系统 ............................................................................... 8 1.2.6 雨水系统 ....................................................................................... 9 1.2.7 管道的平面布置及管材 ............................................................. 10
第 2 章 室内给水系统的计算......................................................... 12
2.1 生活用水量的计算 ................................................................................ 12 2.2 设计秒流量的计算 ................................................................................ 13 2.3 生活给水管道水头损失的确定 ............................................................ 13 2.4 管网的水力计算 .................................................................................... 14
2.4.1 低区给水管网的计算 ................................................................. 14 2.4.2 中区给水管网的计算 ................................................................. 16 2.4.3 高区给水管网的计算 ................................................................. 18 2.5 屋顶水箱容积计算 ................................................................................ 20 2.5.1 消防水箱容积计算 ..................................................................... 20
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2.5.2 水箱构造 ..................................................................................... 20 2.6 生活给水和消防贮水池设计与计算 .................................................... 20
2.6.1 贮水池的计算 ............................................................................. 20 2.6.2 贮水池的设计要点 ..................................................................... 21 2.7 室内低区所需压力校核 ........................................................................ 21 2.8 加压泵的选择 ........................................................................................ 22 2.8.1 中区加压泵的选择 ..................................................................... 22 2.8.2 高区加压泵的选择 ..................................................................... 23 2.9 本章小结 ................................................................................................ 24
第 3 章 建筑内部排水系统............................................................. 25
3.1 排水系统选择 ........................................................................................ 25 3.2 排水系统水力计算 ................................................................................ 25 3.3 通气管安装要求 .................................................................................... 28 3.4 检查口与清扫口的设置 ........................................................................ 28 3.5 本章小结 ................................................................................................ 29
第 4 章 建筑消火栓给水系统设计................................................. 30
4.1 消火栓给水系统布置原则 .................................................................... 30 4.2 消火栓系统的设计计算 ........................................................................ 30
4.2.1 消火栓保护半径 ......................................................................... 30 4.2.2 消防管道系统计算 ..................................................................... 31 4.2.3 消防水泵的选择 ......................................................................... 34 4.3 消防水箱设置高度确定及校核 ............................................................ 35 4.4 水泵接合器选定 .................................................................................... 35 4.5 消火栓减压 ............................................................................................ 35 4.6 本章小结 ................................................................................................ 37
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第 5 章 自动喷淋灭火系统计算..................................................... 38
5.1 简介 ........................................................................................................ 38 5.2 湿式喷水灭火系统的主要组件及要求 ................................................ 38
5.2.1 闭式喷头 ..................................................................................... 38 5.2.2 报警阀组 ..................................................................................... 38 5.2.3 水流报警装置 ............................................................................. 38 5.3 喷头的选用与布置 ................................................................................ 39 5.4 管道与阀门布置 .................................................................................... 39 5.4.1 供水管道与报警阀 ..................................................................... 39 5.4.2 管道负荷 ..................................................................................... 40 5.4.3 喷水管网 ..................................................................................... 40 5.4.4 系统的泻水措施 ......................................................................... 40 5.5 管材及其安装 ........................................................................................ 40 5.6 自动喷淋灭火系统水力计算 ................................................................ 41 5.7 自动喷淋灭火系统消防泵的选择 ........................................................ 44 5.8 本章小结 ................................................................................................ 44
第 6 章 建筑热水系统..................................................................... 45
6.1 给水方案 ................................................................................................ 45 6.1.1 热水供应系统的分类 ................................................................. 45 6.1.2 系统选择 ..................................................................................... 45 6.1.3 热水供应系统的组成 ................................................................. 45 6.1.4 给水管道布置与安装 ................................................................. 46
6.2 热水系统的设计计算 ............................................................................ 46 6.3 热水配水管网计算 ................................................................................ 49 6.4 热水回水管网水力计算 ........................................................................ 53
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6.5 选择循环泵 ............................................................................................ 60 6.6 本章小结 ................................................................................................ 61
第 7 章 雨水系统水力计算............................................................... 62
7.1 雨水系统计算目的 ................................................................................ 62 7.2 屋面水力水量计算 ................................................................................ 62 7.3 本章小结 ................................................................................................ 63
第 8 章 医院废水处理..................................................................... 64
8.1 简介 ........................................................................................................ 64 8.2 医院废水的成分 .................................................................................... 64 8.3 医院废水的传统处理方法 .................................................................... 64 8.4 医院废水处理原则 ................................................................................ 66 8.5 医院废水的新处理方法 ........................................................................ 67
8.5.1 CASS(Cyclic Actiavated Sludge System)法................................ 67 8.5.2 紫外线消毒法 ............................................................................. 68 8.5.3 膜生物反应器(MBR)................................................................ 68 8.6 医院废水的管理 .................................................................................... 69 8.7 本章小结 ................................................................................................ 69
结论 ..................................................................................................... 70 参考文献 ............................................................................................. 71 致谢 ............................................................................ 错误!未定义书签。
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1.1 概述

第 1 章 绪论

随着现代医学科学的快速发展,不断有新技术、新医疗设备出现,从而 与之相符的现代化医疗建筑——医院,也面临着新的设计理念和新技术的运 用。无论从医院建筑物功能、其所处的环境,还是医院建筑设备及装备系 统,要求均愈来愈高。因为它不仅是保障日常工作生活的需要,而且与救治 病人、促进康复、避免致残、挽救生命紧密相关。作为给排水专业的设计不 仅需要满足医院建筑中设备上不同功能的要求,而且必须安全可靠[1]。

1.1.1 设计原始资料及工程概况

绥棱第一医院位于黑龙江绥化绥棱,该市市政给水管网位于医院西北方 向管顶埋深-2.4m,压力 0.25MPa,市政排水管位于医院北方,管底-3.6m。 该地区冰冻线-2.2m。
本工程为绥棱第一医院。此建筑共有 24 层,一层及顶层层高 4m,其它 各层均为 3m,建筑高度 70m,地下一层设消防泵房、医用污水处理间等, 一层设生活给水泵房、换热间等,二层至二十三层设办公室、病房、设备间 等,顶层设消防水箱、电梯机房、加压机房等。
该建筑为一类建筑,火灾危险等级为中危一级。

1.1.2 设计目的

毕业设计是教学计划的最后一个教学环节,也是检验学生掌握所学专业 知识程度的重要手段。通过给排水工程毕业设计,可使学生系统掌握给排水 工程设计原则及程序,设计步骤和方法,标准图集的参考与选用,以及对设 计说明书和图纸的要求,使学生在工程设计方面得到一次全面锻炼。

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1.1.3 设计任务与要求
(1)明确毕业设计的任务、要求和期限,围绕毕业课题检索、收集资 料和信息,制定工作进度。
(2)进一步完善毕业设计,明确设计细节。 (3)绘制该给水排水设计工程的施工图(包括平面图、系统图、首页 说明等)。要求计算机绘图。 (4)具体内容:生活给水系统的平面布置图、系统图;排水系统的平 面布置图、系统图;消火栓给水系统的平面布置图、系统图;自动喷水灭火 系统的平面布置图、系统图;排水系统的平面布置图、系统图;水泵房、水 池、水箱的平面布置图、系统图;热水系统的平面布置图、系统图。雨水系 统的平面布置图、系统图。 (5)按设计任务,编写计算说明书一份。撰写的论文正文总字数不少 于 2 万字。
1.2 设计说明
1.2.1 室内给水工程
1、系统选择 由于高层建筑对消防给水的安全可靠性能要求严格,故高层建筑应独立 设计生活给水系统、消防给水系统。高层建筑,若只采用一个给水系统供 水,建筑低层的配水点所受的静水压力很大,易产生水锤,损坏管道及附 件,流速过大产生水流噪音;低层压力过大,开启水龙头时,水流喷溅严 重;使用不便,根据建筑给排水设计规范上卫生器具的最大静水压力不得超 过 0.45MPa。因此高层建筑给水系统必须分区。原始设计资料给定了市政给 水管网提供常年的水压为 0.25MPa。 绥棱第一医院建筑内采用独立的生活给水系统。根据设计资料,已知市
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政给水管网常年水压为 0.25MPa,只能满足建筑低区的用水要求,故室内给 水系统采用分区给水方式,分为高、中、低三区。低区地下一层至三层由市 政管网直接供水,采用下行上给供水方式;中区 4~13 层由变频水泵直接供 水,供水横干管设在三层楼顶,供水方式为下行上给。高区 14~23 层由变 频水泵直接供水,供水横干管设在十三层楼顶,供水方式为下行上给。
由于市政给水管网不允许生活水泵直接抽水,因此在一层室内设贮水池 和变频水泵房。
2、系统组成 整个给水系统包括引入管,水表节点,给水管网、给水附件,以及水泵 等给水设备、贮水池等配水设施。 3、给水管道布置与安装 (1)各层给水管道均采用暗装敷设,管材均采用给水塑料管(埋地引 入管采用给水铸铁管),其接口采用承插式接口,用弹性密封套连接。 (2)给水管道与排水管道平行、交叉时,其距离分别大于 0.5m 和 0.15m,交叉排水管在给水管下面。给水管与热水管平行时,给水管需设在 热水管下面 100mm。 (3)管道外壁距墙面的距离不小于 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。 (4)立管穿过楼板时应预埋套管,且要高出地面 10~20mm。 (5)在立管横支管上应设阀门,管径 DN>50mm 时设闸阀 DN<50mm 或 DN=50mm 时设球阀。 (6)引入管穿地下室外墙应设套管。 (7)给水横干管的坡度设为 0.003,坡向泄水装置。 (8)贮水池采用钢筋混凝土,贮水池上布设人孔,基础底部设水泵吸 水坑。
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(9)生活给水泵设在地上一层。所有水泵出水管均设置缓闭止回阀, 除消防水泵外其他水泵均应设有减震基础,并在吸水管、出水管上设可曲绕 橡胶接头。
(10)引入管至少两条,宜从建筑物不同侧的两条城市管道上接入,在 室内将管道连成环状或贯通状双向供水。若条件不能满足,可采取设贮水池 (箱)或增设第二水源等安全措施。如本设计即是采用贮水池。如果只能同 侧接入,两根引入管之间的间距不得小于 10m。水表节点设于引入管上。
(11)保护管道不受损坏。给水埋地管道应避免布置在可能受重物压坏 处。管道不得穿越生产设备基础,也不宜穿过伸缩缝、沉降缝,如需穿过, 应采取保护措施。为防止管道腐蚀,管道不允许布置在烟道、风道、和排水 沟内,不允许穿大、小便槽,当立管位于小便槽端部 ? 0.5m 时,在小便槽 端部应有建筑隔断措施。
(12)给水管道一般均采用暗装。横干管敷设于技术层内或吊顶中或管 沟内,立管设置在给排水管道竖井里,支管都敷设于吊顶、墙体、地板找平 层,这样比较卫生、美观。
(13)给水管道穿越墙和楼板时,应预留孔洞。穿水池、水箱处时应预 埋套管。
(14)布置管道时其周围要有一定的空间,足够满足安装、维修的要 求。且有进人检修的管道井,便于维修。其通道不宜小于 0.6m。
给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式,前者 单向供水,供水安全可靠性差,但节省管材,造价低;后者管道相互连通, 双向供水,安全可靠,但管线长造价高。一般建筑内给水管网宜采用枝状布 置。本设计采用枝状管网布置。按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、 下行上给和中分式三种形式。由于本设计中采用竖向分区,故高区为下行上 给供水方式。
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4、管材和附件 (1)给水管材 本设计生活给水管道采用普通给水塑料管。 (2)给水附件、调节和控制附件 常用的阀门有:截止阀(用于 DN ? 50mm 的管道上)、闸阀(用于 DN>50mm 的管道上)、蝶阀、止回阀、浮球阀、球阀、旋塞阀、安全阀 等。
1.2.2 排水工程
1、系统选择 室内排水系统采用分流制排水,设专用通气管;各层满足伸顶通气的要 求,不满足时伸出侧墙通气,并通气帽高于门窗0.6m。 2、系统组成 本系统由卫生洁具、排水管道、检查井、清扫口、室外排水管道、检查 井,化粪池等组成。排水横支管与排水立管的连接配件要求均采用 45°斜三 通,立管与排出管的连接配件要求采用两个 45°弯头,若采用新型排水系 统,则应采用特制配件。立管上应每隔两层设置一个检查口,其设置高度规 定离地面为 1.0m,并应高于该层卫生器具上边缘 0.15m。当悬吊在楼板下面 的污水横管上有二个及二个以上的大便器或三个以上的卫生器具时,应在横 管的起端升到上层地面设置清扫口。 在地下排水横管上隔一定距离需设清扫口,一般为 10~15m[2]。
1.2.3 热水供应系统
1、系统选择 选用何种热水供应方式,应根据建筑物的用途、热源的供个给情况、热 水用量和卫生器具的布置情况进行技术和经济比较来确定。热水供水方式有
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如下几类: 按供应范围不同有:集中供热、局部供热、区域供热。 集中供热:在锅炉房、热交换站或加热间将水集中加热后,通过热水管
网输送到整幢或几幢建筑的热水供应系统。集中热水供应系统适应热水用量 较大,用水点较集中的建筑,如高级住宅、旅馆等。
局部供热:采用小型加热器在用水场所就地加热,供局部范围内一个或 几个配水点使用的热水系统。局部热水供应系统适应于热水用量较小的建 筑,如一般性的小型住宅单元、小型餐厅等。
区域供热:在电厂、区域性锅炉房或热交换站将水集中加热后,通过市 政热力管网输送到整个建群、居住区、城市街坊或工业企业的热水系统。
室内热水采用集中式热水供应系统,用半容积式加热器,蒸汽来自城市 蒸汽管网,水加热器出水温度为70℃。分区与给水系统略有不同,分高中低 三个区,低区-1~1层没有热水供水点,因此通过减压的方式由中区提供2~ 3层热水;中区4~13层采用下行上给式供水方式,水加热器由中区水泵供给 冷水。高区14~23层采用下行上给式供水方式,水加热器由高区水泵供给冷 水。因该医院24h都用热水,且热水用水点少,故采用干管循环。冷水计算 温度以4℃计。
2、系统的组成 由加热器,配水管网,回水管网,循环水泵及附件等组成。
1.2.4 消火栓系统
1、系统选择 该建筑属一类建筑,查规范得,室内消火栓用水量均为30L/s,室外消 火栓用水量均为20L/s。室内每根立管最小流量为15L/s,每支水枪最小流量 为5L/s。最低层消火栓所承受的静压小于1.0MPa,可不分区,采用水箱和水
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泵联合供水的临时高压给水系统。消火栓出口动压大于0.5MPa的采用减压 稳压消火栓[3]。
消火栓布置在较明显,且经常有人出入使用方便的地方,消火栓箱内均 设有远距离启动消防泵的按钮,以便在使用消火栓灭火的同时启动消防泵。 采用单栓口消火栓,栓口口径为65mm,水枪喷嘴口径为19mm,充实水柱 为12m。采用麻质水带,水带直径为65mm,长25m。室外消火栓系统共设 三套地上式水泵接合器(位置见图纸),以便消防车向室内消防管网供水。 屋顶水箱贮存有10分钟的消防水量容量18 m 3 。火灾延续时间以2h计。
2、系统组成 该系统由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵 接合器及消防泵等组成。 3、消防管道布置与安装 (1)消火栓给水系统的布置。 ①高层建筑室内的消防给水系统与生活给水系统必须分开设置,自成一 独立系统。消防给水管道应布置成环状。在环状管道上需要引伸支管时,则 支管上的消火栓数量不应超过一个。 ②室内消防给水管网的进水管不应少于两根。当其中一根发生故障时, 其余的进水管仍能保证设计要求的消防流量和水压。 ③阀门的设置应便于管网维修和使用安全,检修关闭阀门后,停止使用 的消防立管不应多于1根,当竖管超过4根时,可关闭不相邻的两根。 ④水泵结合器应设在消防车易于到达的地方,同时还应考虑在其附近 5~40m范围内有供消防车取水的室外消火栓或贮水池。水泵结合器的数量 应按室内消防流量确定;每个水泵结合器进水流量可达到10~15L/s,一般 不少于2个。 (2)消火栓布置
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按规范要求设消火栓消防给水系统的建筑内,每层均应设置消火栓。消 火栓间距布置应满足下列要求:
充实水柱同时到达室内任何部位。每根消防竖管的直径,应根据一根竖 管要求的水柱股数和每股水量,按上下相邻消火栓同时出水计算,但不应小 于 100 mm。消火栓布置按照以下公式计算:
S2 ? R2 ? b2 式中 S2—消火栓间距(2 股水柱达到室内任何部位),m;
R—消火栓保护半径; b—消火栓的最大保护宽度,应为一个房间的长度加走廊的宽度,m。 消火栓口距地面安装高度为1.1m,栓口宜向下或与墙面垂直安装。消火 栓应设在使用方便的走道内,宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。建筑 物设有消防楼梯时,其前室应设有消火栓。在建筑物屋顶应设1个实验消火 栓,以便于消防人员经常检查消防给水系统是否能正常运行,同时还能起到 保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。在寒冷地区,屋顶消火栓可设在层 出口处、水箱间或采取防冻技术措施[4]。 4、消火栓的分区 消火栓消防给水系统的给水方式分为分区和不分区两种,本设计最底层 静压小于 1.0MPa,故采用不分区系统。 根据规范,室内消防流量取 30L/s,取充实水注 12m,水枪喷嘴流量 5.2L/s,最不利情况同一立管上同时出水两股水注,消防立管管径为 DN100 及 DN125。
1.2.5 自动喷淋系统
1、系统选择 该建筑采用湿式自动喷水灭火系统,各层均设自动喷水灭火系统,喷头
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动作温度为68℃,一般为长方形布置,距墙不小于0.5m,不大于1.8m。配电 间等不布置喷头,大厅用防火卷帘隔开[5]。湿式自动喷水灭火系统属被动启 动系统,当温度升高,喷头(玻璃炮)爆碎,(管网)所产生的水流引动水流指 示器,报警中心接获第一个报警信号,当水继续流出,压力开关动作(同时 驱动本区域水力警铃)。报警中心接获第二个报警信号,同时启动喷淋泵。
水箱高度不满足最高层的要求,在高位水箱旁设增压稳压设备。每层大 约有200个喷头,每4~5层设一根立管,共六根立管。湿式报警阀设置于地 下室内,并靠墙布置,水力警铃装在报警阀附近。火灾发生之后,喷淋头附 近的空气温度上升,超过了玻璃管的额定温度之后(一般为68℃),玻璃管 爆裂,管内的水就喷出来了,这时候管道上的水流开关由于水的流动而发出 报警信号,在消防控制中心报警显示。于此同时,由于水流的动作,造成湿 式报警阀阀板开启,水流通过湿式报警阀的同时也通过延时器进入压力开 关,启动压力开关和水力警铃,压力开关联动开启喷淋水泵。这就完成了整 个系统的工作过程。
2、系统组成 自动喷水灭火系统由水源、加压储水设备、喷头、管网、报警装置等组 成。
1.2.6 雨水系统
建筑雨水排水系统的任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水、 避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁,或造成雨水溢流、屋顶漏水等事故,影 响人们正常生活和生产活动。
1、雨水系统的分类 屋面雨水排水系统分为外排水系统和内排水系统。
(1)外排水系统
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外排水系统的各组成部分均敷设在室外,适用于多层建筑和大型厂房或 库房。由于雨水管道敷设在室外,因此不会造成管道对室内人们活动和存放 物品的影响。但屋面排水较分散,当建筑物较大,天沟较长时为保证天沟的 坡度,需增加垫层厚度,也增加了屋面的荷载。
(2)内排水系统 内排水系统是用管道将屋面雨水引入建筑物内部,再通过管道有组织将 雨水排出室外。内排水系统又可分为封闭式系统和敞开式系统。封闭式系统 的室内管道无开口部分,管道内呈压力流状态,排水能力大。但耗费管材, 管道必须严密。敞开式系统的立管最终排入室内明渠或埋地管中,管渠可排 入其他较清洁的废水。 高层建筑宜采用封闭式内排水系统,不得采用敞开式系统。 2、雨水系统的选择 本工程中,建筑物高度为 73.0m。由于建筑物高度较高,如采用外排水 系统不但雨水排放会影响美观,而且雨水管容易脱落,维修不便,故建筑设 计雨水系统采用内排水系统。另外,单独设雨水检查井,故本设计中雨水还 是采用重力排水方式。 3、雨水系统的组成 外排水系统中普通外排水主要由檐沟和水落管组成,天沟外排水系统主 要由天沟、雨水斗和排水立管组成。内排水系统主要由雨水斗、连接管、悬 吊管、立管、排出管、埋地干管和检查井组成。
1.2.7 管道的平面布置及管材
室内给水排水管道及自动喷淋管道的平面布置见平面图,所有立管均设 于墙角或管井内,水平干管均设于吊顶之中。给水管的室外部分采用铸铁 管,室内部分采用给水钢管。排水管的室外部分用混凝土管,室内部分采用
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低噪音型白色UPVC排水管。热水管道采用薄壁不锈钢管。消火栓管道采用 钢镀锌管。自动喷淋管道采用镀锌钢管。
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第 2 章 室内给水系统的计算

2.1 生活用水量的计算

根据建筑物的性质和室内卫生设备的完善程度,选用用水标准及时变化

系数如表2.1: 公式:

Qd ? mqd

Qh

?

Qd T

? Kh

式中: Qd —最高日用水量,L/d; m—用水单位数,人或床位数等,工业企业建筑为每班人数;

qd —最高日用水定额,L/(人·d)、L/(床·d)或 L/(人·班); Qh —最大小时用水量,L/h; T—建筑的用水时间,工业企业建筑为每班用水时间,h;

K h —小时变化系数。

表 2.1 医院日常用水量

序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

项目
普通病房病人 高级病房病人
住院医师 主治医生 医房护理人员 手术室护理人员 麻醉医师 病房卫生员 其他的工作人员
合计

用水量标准 /L/人
200 250 200 200 200 200 200 200 200 —

数量/ 人
532 519 105 42 88 58 38 35 117 1534

医院日用 水量 /m3/d 106.4 129.8 21.0 8.4 17.6 11.6 7.6 7.0 23.4 332.8

时变 化系 数
2 2 2 2 2 2 2 2 2 —

使用时间 /h
24 24 8 8 8 8 8 8 8 —

由上表可知: Qd ? 332.8m3/d , Qh ? 43.83m3/h ( Qd 为最高日用水量,

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Qh 为最高日最大时用水量)。
2.2 设计秒流量的计算

qg ? 0.2α Ng ? kNg
式中: qg ——计算管段的给水设计秒流量,L/s; α,k ——根据建筑用途而定的系数; Ng ——计算管段的卫生器具给水当量总数。 医院? ? 2.0,k=0,则 qg ? 0.2? 2.0 Ng ? 0.4 Ng 。

2.3 生活给水管道水头损失的确定

给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。

(1)沿程水头损失:

hi=i×L 式中:hi——沿程水头损失,kPa;
L——管道计算长度,m;

i——管道单位长度的水头损失,kPa/m。

在计算中也可直接使用水力计算表查得,根据由管段的设计秒流量

qg,控制流速在经济流速范围内,查出管径和单位长度的水头损失 i。 (2)局部水头损失:

局部水头损失计算公式为

?? v2
hj ? 2g

式中:hj——管段局部水头损失之和,kPa; v——沿水流方向局部管件下游的流速,m/s;

g——重力加速度,m/s2; ? ——管段局部阻力系数;

13

在实际工程中给水管网的局部水损失一般不详细计算,采用管件当量法 计算或沿程水头损失的百分数计。建筑给水中一般按 30%计算。
表 2.2 给水计算用表

名称

安装高度 /mm

额定流量/L/s 当量/Ng

流出水头 /MPa

支管管 径/mm

洗脸盆 洗手盆 淋浴器 蹲便器 坐便器 小便器 洗衣机 污水盆

800 800 2250 150 250 600 1200 500

0.15(0.10) 0.15(0.10) 0.15(0.10)
1.20 0.10 0.10 0.20 0.10

0.5

0.050

15

0.5

0.050

15

0.5 0.050—0.10 15

6.0

0.10—0.15

25

0.5

0.020

15

0.5

0.050

15

1.0

0.050

15

0.5

0.050

15

注:1 坐便器采用低水箱;蹲便器采用自闭冲洗阀式的;立式小便器采用自动 感应冲水。
2 表中括号内数值系在有热水供应时,单独计算冷水或热水时使用。

2.4 管网的水力计算
2.4.1 低区给水管网的计算

根 据 管 段 内 卫 生 器 具 的 给 水 当 量 总 数 Ng , 依 照 公 式 qg ? 0.2α Ng ? kNg ,计算管段的设计秒流量 qg ,依据给水管道的准许流 速等确定管径和坡降,最后测量管段长度,计算水头损失 hi。
在实际工程中给水管网的局部水损失一般不详细计算,采用管件当量法 计算或沿程水头损失的百分数计。建筑给水中一般按 30%计算。

14

低区-1~3 层生活给水计算用图见图 2.1。 水力计算表见表 2.3。
表 2.3 低区给水管网计算表

管 段 编 号

当量总 数
Ng

秒流量
qg
/L/s

管径
DN
/mm

1~2

6

0.98

32

2~3

12

1.30

32

3~4

18

1.70

40

4~5

19

1.74

40

5~6

20.5

1.80

40

6~7

41

2.56

50

7~8

69.5

3.34

50

8~9

72.5

3.40

50

9~10 78.5

3.52

50

10~11 84.5

3.64

50

11~12 90.5

3.80

50

12~13 96.5

3.93

70

13~14 102.5

4.05

70

14~15 108.5

4.16

70

15~16 119.5

4.36

70

16~17 125

4.47

70

17~18 164.5

5.14

70

18~19 —

17.32

110

流速 v
/m/s
0.95 1.28 1.02 1.04 1.08 0.96 1.26 1.29 1.33 1.38 1.44 1.05 1.06 1.08 1.13 1.18 1.34 1.60

坡降
i
/kPa/m
0.33 0.54 0.27 0.28 0.30 0.18 0.29 0.30 0.32 0.34 0.37 0.16 0.17 0.18 0.19 0.20 0.26 0.20

水头 管长 损失
L /m iL /
kPa
1.3 0.42 1.3 0.70 1.8 0.49 0.6 0.17 4.8 1.44 4.0 0.72 10.7 3.10 7.2 2.16 7.2 2.30 7.2 2.67 7.2 2.67 19.5 7.22 7.2 1.30 7.2 1.37 19.1 3.63 8.9 1.78 5.2 1.35 1.5 0.30

15

图 2.1 -1~3 层给水计算图
2.4.2 中区给水管网的计算 低区 4~13 层生活给水计算用图见图 2.2,水力计算表见表 2.4。

管 段 编 号 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9 9~10

当量总 数
Ng
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 20.5 39.5 79.0 118.5 158.0

表 2.4 中区给水管网计算表

秒流量
qg
/L/s
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1.83 2.51 3.54 4.35 5.03

管径
DN
/mm
15 15 20 20 25 40 50 50 70 70

流速 v
/m/s
0.5 0.99 0.79 1.05 0.76 1.09 0.95 1.33 1.13 1.30

坡降
i
/kPa/m
0.27 0.94 0.42 0.70 0.28 0.30 0.17 0.33 0.19 0.25

管长
L /m
0.7 2.9 0.8 0.8 1.0 0.5 3.0 3.0 3.0 3.0

水头 损失
iL /
kPa 0.19 2.73 0.34 0.56 0.28 0.15 0.51 0.99 0.57 0.75

16

管 段 编 号
10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22

当量总 数
Ng
197.5 237.0 276.5 316.0 355.5 395.0 410.0 425.0 455.0 485.0 515.0 1015.0

表 2.4 续 中区给水管网计算表

秒流量
qg
/L/s
5.63 6.17 6.65 7.12 7.54 7.95 8.10 8.25 8.53 8.81 8.97 12.71

管径
DN
/mm
70 80 80 80 80 80 80 100 100 100 100 100

流速 v
/m/s
1.46 1.12 1.20 1.29 1.36 1.44 1.46 0.98 1.02 1.06 1.07 1.54

坡降
i
/kPa/m
0.30 0.15 0.17 0.20 0.22 0.24 0.24 0.09 0.10 0.11 0.11 0.21

管长
L /m
3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 11.5 13.9 7.2 7.2 7.2 6.1 51.4

水头 损失
iL /
kPa 0.90 0.45 0.51 0.60 0.66 2.76 3.34 0.65 0.72 0.79 0.66 10.7

图 2.2 4~13 层给水计算图
17

2.4.3 高区给水管网的计算

低区-1~3 层生活给水计算用图见图 2.3。 水力计算表见表 2.5、2.5 续。

管 段 编 号
0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9 9~10 10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~24

当量 总数
Ng
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 9.0 24.5 26.0 27.5 29.0 30.5 32.0 33.5 35.0 36.5 38.0 39.5 41.0 42.5 44.0 45.5 47.0 48.5

表 2.5 高区给水管网计算表

秒流量
qg
/L/s
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 1.20 1.98 2.04 2.10 2.16 2.20 2.26 2.30 2.37 2.42 2.47 2.52 2.57 2.62 2.67 2.70 2.77 2.82

管径
DN
/mm
15 15 20 20 25 25 32 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

流速 v
/m/s
0.5 0.99 0.79 1.05 0.76 0.91 1.18 1.19 0.78 0.80 0.82 0.83 0.85 0.87 0.90 0.92 0.94 0.96 0.97 0.98 0.99 1.02 1.05 1.07

坡降
i
/kPa/m
0.27 0.94 0.42 0.70 0.28 0.39 0.47 0.35 0.12 0.13 0.14 0.14 0.15 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.19 0.19 0.20 0.20 0.21 0.22

管长
L /m
0.72 1.50 2.75 0.92 0.92 1.38 21.54 6.00 2.00 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00

水头损 失
iL /
kPa 0.19 1.41 1.16 0.64 0.26 0.54 10.12 2.10 0.24 0.13 0.28 0.14 0.30 0.15 0.32 0.17 0.36 0.19 0.38 0.19 0.40 0.20 0.42 0.22

18

表2.5续 高区给水管网计算表

管 段 编 号
24~25 25~26 26~27 27~28 28~29 29~30 30~31 31~32 32~33 33~34

当量 总数
Ng
50.0 51.5 407.0 434.0 461.0 501.5 528.5 544.0 554.5 904.5

秒流量
qg
/L/s
2.87 2.88 8.08 8.34 8.58 8.95 9.16 9.20 9.43 12.10

管径
DN
/mm
50 50 80 80 80 100 100 100 100 100

流速 v
/m/s
1.09 1.10 1.46 1.51 1.55 1.08 1.09 1.10 1.13 1.45

坡降
i
/kPa/m
0.23 0.23 0.24 0.26 0.27 0.11 0.12 0.12 0.12 0.18

管长
L /m
2.00 7.70 0.65 7.20 7.20 7.20 7.20 7.50 7.70 41.5

水头损 失
iL /
kPa 0.46 1.77 0.16 1.87 1.94 0.79 0.86 0.90 0.92 7.4

图2.3 14~23层给水计算图
19

由表2.3、2.4、2.5可知

?hj ? 30%?hy

? H2 ?

(h

y

?

h


j

H低=43.5 kPa

H中=69.8 kPa

H高=93.3kPa

2.5 屋顶水箱容积计算

2.5.1 消防水箱容积计算

Vf

?

qxh ?Tx ? 60 1000

?

(30?19.2)?10? 60 ? 29.52m 3 1000

式中: qxh —室内消火栓和自动喷淋总用水量,为(30+19.2)L/s。

高位水箱钢制,尺寸为 5 ? 4.5 ? 2,有效水深为 1.5m,有效容积为

31.5m3。

2.5.2 水箱构造

采用玻璃钢水箱,水箱上设置有进水管、出水管、溢流管、通气管、水 泵自动控气装置、水位信号、报警装置及放空管,采用直接排水,以防污染 水质。
2.6 生活给水和消防贮水池设计与计算
2.6.1 贮水池的计算

因市政管网不允许水泵直接从管网抽水,故需设生活贮水池。贮水池的 调节容积亦可按最高日用水量的 20%~25%确定,按 25%计
V 生活=25%×332.8=83.3m3 考虑到停水时贮水池仍能暂停供水和未预见用水量,结合水箱间大小取

20

10×5×3m,有效容积为 100m3。 消防贮水池: Vf =(30+20) ? 2? 3.6+19.2? 1? 3.6=249.1m 3 。
取 250m 3 ,尺寸取为 15×7×3=315m 3 ,有效水深 2.5m。
2.6.2 贮水池的设计要点
(1)池底设置排空管。 (2)为防止池内水质受到污染,贮水池从位置选择到构造形式均应采 取相应措施。 (3)为防止池内水质腐化,池底设透气管,贮水池的连接管和水泵吸 水管分别设于水池两侧。 (4)贮水池应有防水措施,防止渗漏和地下水渗入。
2.7 室内低区所需压力校核

H=H 1 +H 2 +H 3 +H 4 式中:H——建筑内给水系统所需水压,kPa;

H 1 ——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的井水压力, kPa;

H 2 ——引入管起点至配水最不利点的给水管路的沿程与局部水头损 失之和,kPa;

H 3 ——水流通过水表时的水头损失,kPa; H 4 ——配水最不利点的流出水头,kPa。

H1 =1.5mH2O=15kPa

H 2 =1.3 ?h y =43.5 kPa

H 3 = hd

?

qg 2 kb

21

式中:h d ——水表水头损失,kPa; q g ——计算管段的给水流量,L/s;

K b ——水表的特性系。 水表选用 LXL-100 螺翼式水表,公称直径 70mm,最大流量 120m 3 /h,

公称流量为 60m 3 /h,最小流量为 4.8m 3 /h,界流量为 18m 3 /h,

Kb?

q2 max 10

? 120 2 10

? 1440

hd

?

(14 .73 ? 3.6) 2 1440

? 1.95kPa

H 4 =50kPa

H=125+43.5+50+1.95=220.5 kPa

H 值小于市政给水管网工作压力 250kPa,满足-1~3 层供水要求,不再

进行调整计算。

2.8 加压泵的选择

2.8.1 中区加压泵的选择

本 设 计 的 加 压 水 泵 是 为 4 ~ 13 层 的 给 水 管 网 增 压 。 设 计 秒 流 量 12.7L/s 计 。 由 钢 管 水 力 计 算 表 可 查 得 : 当 水 泵 出 水 管 侧 Q=12.7L/s 时 , DN=100mm,v=1.66m/s,i=0.594kPa/m,压水管钢管部分长10.3m,水泵吸 水管侧钢管DN=125mm,v=1.06m/s,i=0.183kPa/m,吸水管长3.50m。
压水管沿程水头损失: hy=0.594×10.3=6.12kPa
吸水管沿程水头损失: hy1=0.183×3.50=0.64kPa
故水泵管路的总水头损失为: Hy=(6.12+0.64)×1.3=8.79kPa

22

最不利点高程与底层贮水池最低水位之差为: H=38.5+2.0=40.5 mH2O =405kPa
水泵扬程:Hp=405+50+8.79+69.8=533.6kPa=53.36 mH2O 据此选得水泵MYL80-250A型立式离心泵三台,一备两用。转速2900转/ 分,流量为46.7m 3 /h,扬程为70m,泵轴功率为14.7kW,电机功率18.5kw, 汽蚀余量3.0m,效率为70%。 泵 外 形 及 安 装 尺 寸 : L=480 , B=430 , H=850 , A=130 , C2×B2=120×180 , 4-d1=4-Φ18 , 进 出 口 法 兰 D=Φ200 , D1=Φ160 , n-d=8Φ18。
2.8.2 高区加压泵的选择
高区给水加压泵11~20层的给水管网增压,高区设计秒流12.10L/s,由 钢管水力计算表可查得:当水泵出水管侧Q=12.10 L/s时,DN=100mm, v=1.56m/s ,i=0.536kPa/m ,压水 管钢 管部分 长 9.5m ; 水泵吸 水管 侧钢管 DN=125mm,v=0.99m/s,i=0.164kPa/m,吸水管长3.5m。
压水管沿程水头损失: hy=0.536×9.5=5.09kPa
吸水管沿程水头损失: hy1=0.164×3.5=0.57kPa
故水泵管路的总水头损失为: Hy=(5.09+0.57)×1.3=7.36kPa
最不利点高程与底层贮水池最低水位之差为: H=67.8+2.0=69.8 mH2O =698kPa
水泵扬程:Hp=698+50+7.36+93.3=848.7kPa=84.87 mH2O 据此选得水泵 MYL80-315B 型立式多级离心泵三台,一备两用。转速
23

2900 转/分,流量为 44.5m 3 /h,扬程为 100m,泵轴功率为 24.6kW,电机功 率为 30kW,汽蚀余量 3.0m,效率为 70%。
泵 外 形 及 安 装 尺 寸 : L=580 , B=530 , H=1000 , A=130 , C2×B2=150×240 , 4-d1=4-Φ18 , 进 出 口 法 兰 D=Φ200 , D1=Φ160 , n-d=8Φ18。
2.9 本章小结
本章主要是医院给水系统计算,计算出低区给水系统水头损失,高区给 水系统水头损失和高区给水系统水头损失。设计内容为根据三个系统的管路 布置方式,系统的形式,供水方式,卫生用具用水当量,计算出用水量与扬 程,从而选取合适水泵,给水贮水池的大小,管径与管材的确定等。
24

第 3 章 建筑内部排水系统
3.1 排水系统选择
(1)根据设计要求将医药废水和生活污水分流,生活污水经化粪池处 理后直接排入市政排水管网,医药废水进入单独设置的化粪池处理后再经过 氧化、消毒后排入市政管网。横干管出户因地制宜尽量减少横干管的长度。
(2)通气系统的设置,每根立管均设专用通气立管,低区单排立管连 接在相邻的专用通气立管上。
(3)排水立管、支管、横干管用排水塑料管,出户管用排水铸铁管。
3.2 排水系统水力计算
公式的确定: q u =0.12? Np ? qmax
式中:q u ——计算管段排水设计秒流量,L/s; Np——计算管段卫生器具排水当量总数; qmax ——计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量,L/s; ? ——根据建筑物用途而定的系数,本设计中建筑物为医院,所以取
? =1.5。 以高区排水立管中的 WL8 及与其相连的横干管为例进行计算,计算见
以下表 3.2、3.3 其余各管计算方法以此类推。与洗脸盆、洗手盆、浴盆、淋 浴器、小便器、洗涤盆、污水盆、地漏连接的横支管管径均为 50mm,与蹲 便器连接的横支管管径均为 110mm,坡度一律采用 i=0.026。排水横干管坡 度按照计算结果采用。
立管 WL8 的计算结果见表 3.2。 计算用图见图 3.1.
25

表 3.1 卫生器具排水流量、当量、排水管径及标准坡度

序号
1 2 3 4 5 6

卫生器具名称 洗脸盆 洗涤盆 大便器 小便器 淋浴器 洗手盆

排水流量/L/s 0.25 0.3 1.5 0.1 0.15 0.1

排水当量
0.75 1.0 4.5 0.3 0.45 0.3

管径/mm 50 50 110 50 50 50

标准坡度
0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026

表 3.2 PL11 立管计算表

管段

卫生器具

编号

大便 洗脸 淋浴 器盆器

0~1 — — 1

1~2 1 — 1

2~3 1

1

1

3~4 2

2

2

4~5 3

3

3

5~6 4

4

4

6~7 5

5

5

7~8 6

6

6

8~9 7

7

7

9~10 8

8

8

10~11 9

9

9

11~12 10 10 10

12~13 11 11 11

13~14 12 12 12

14~15 13 13 13

15~16 14 14 14

16~17 15 15 15

17~18 16 16 16

18~19 17 17 17

19~20 18 18 18

20~21 19 19 19

排水当量 总数 N p
0.45 4.95 5.7 11.4 17.1 22.8 28.5 34.2 39.9 45.6 51.3 57.0 62.7 68.4 74.1 79.8 85.5 91.2 96.9 102.6 108.3

设计秒 流量
qu
/L/s
1.58 1.83 1.85 2.14 2.25 2.36 2.42 2.59 2.61 2.71 2.82 2.89 2.92 3.00 3.04 3.11 3.24 3.31 3.38 3.40 3.42

管径 De/mm
50 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110

坡度
i/‰
0.026 0.026 0.026
— — — — — — — — — — — — — — — — — —

26

图 3.1 立管及横干管计算图
横干管管径的确定:

表 3.3 横干管计算表

管段 编号

洗涤 盆

小便 器

卫生器具
大便 洗脸 器盆

淋浴 器

洗手 盆

排水当 量总数
Np

设计秒
流量 qu
/L/s

管径 De/ mm

坡度 i/‰

a~b 21 1 18 16 20 38 113.7 3.42 b~c 21 64 144 16 41 80 670.7 6.16 c~d 21 64 182 54 79 80 868.3 6.80 d~e 21 64 220 92 117 80 1065.9 7.38 e~f 21 64 258 130 155 80 1263.5 7.90 f~g 21 64 300 172 197 80 1481.9 8.43 g~h 21 64 242 214 239 80 1700.3 8.92 h~i 21 64 363 235 260 80 1809.5 9.16

110 0.026 125 0.012 125 0.012 125 0.012 160 0.006 160 0.006 160 0.006 160 0.006

27

3.3 通气管安装要求
(1)举过层顶的通气管须伸出层顶 300mm 以上,并大于积雪厚度。屋 顶作为活动场所时,通气关伸出屋顶 2m 以上,通气管口必须设耐腐防罩。
(2)通气管的顶端附近有门、窗、换气口时,通气管必须伸出高于这 些门、窗、换气口上端至少 600mm 以上,否则必须离开门、窗、换气口水 平距离至少 3m 以上。
(3)伸顶通气管的顶端有冻结闭锁可能时,可放大管径解决,管径变 化点应设在建筑物内部,离屋顶不小于 300mm 处[6]。
(4)专用通气立管和主通气立管的上端可在最高层卫生器具上边缘或 检查口以上与排水立管通气部分以斜三通连接。下端应在最低排水横支管以 下与排水立管以斜三通连接。
(5)专用通气立管应每隔 2 层设结合通气管与排水立管连接。结合通 气管下端宜在排水横支管以下与排水立管以斜三通连接;上端可在卫生器具 上边缘不小于 0.15m 处与排水立管连接。
3.4 检查口与清扫口的设置
(1)立管检查口之间的距离不大于 10m,但在最低层和最高层必须设 置检查口,可用通气管代替检查口。
(2)检查口设置高度,从地面到检查口中心一般为 1.0m,并高于该层 卫生器具上边缘 0.15m。
(3)连接两个及以上的大便器或 3 个及 3 个以上的卫生器具的污水横 管上,应设置清扫口。
(4)在转弯度小于 135 0 的污水横管上应设检查口或清扫口。 (5)规范规定污水横管的直线管段上检查口或清扫口之间的最大距离 如下表所示:
28

管径/mm 50—75 50—75
100—150 100—150

距离/m 12 8 15 10

清扫设备种类
检查口 清扫口 清扫口 清扫口

(6)污水横管上清扫口设置在楼板上与地面想平。污水管起点的清扫

口与管道想垂直的墙面的距离,不小于 0.15m。污水管起点设置墙头代替清

扫口时,与墙面距离应有不小于 0.4m 的距离。

(7)小于 100mm 的排水管道上设置清扫口,其尺寸与管道同径,等于

或大于 100 的排水管道上设置清扫口,其尺寸应采用 100mm。

3.5 本章小结

本建筑排水系统设计主要是对系统的管路布置与敷设,系统的形式,排 水的水力计算,管径与管材的确定,通气管安装,检查口与清扫口的设置 等。

29

第 4 章 建筑消火栓给水系统设计
本医院给排水设计的室内消防给水系统中采用了消火栓给水系统和自动 喷水灭火系统相结合。据《高层建筑设计防火规范》要求,消火栓给水系统 应保证同层任何部位有两股水枪充实水柱同时到达。在医院内部,如手术室 洁净区内不能设置消火栓系统,因此采用气体灭火系统。
4.1 消火栓给水系统布置原则
(1)消防管网管道布置应成竖向环状,横向也成环状。 (2)消防水泵出水管可直接与室内消防管网连接。 (3)消防立管的要求:相临消防立管的同层水枪充实水柱应保证同时 到达室内任何位置。立管管径依消防用水量计算确定,但最小管径不宜小于 50mm。消火栓系统与自动喷淋系统管网应分开设置。 (4)消防管网上必需设置一定数量的控制阀,阀门的布置应保证在管 道正常检修。在检修时关闭的立管不超过一根,阀门应处于常开状态,并有 明显的标志。 (5)室内消火栓应设置在明显容易取用的地点,并严禁伪装消火栓.消 防电梯前室应设消火栓。 (6)消火栓的静水压力不应大于100m水柱,如超过100m水柱,应采取 分区消防给水系统,消火栓口处的压力如果超过50m水柱时,应在消火栓处 设置减压设施。
4.2 消火栓系统的设计计算
4.2.1 消火栓保护半径 消火栓保护半径应为: R ? CLd ? h ? 25? 0.8 ? 3 ? 23m
30

式中:R——消火栓保护半径,m; C——水带展开时的弯曲系数,一般取 0.8—0.9;取 C=0.8; Ld ——水带长度 25m; h——水枪充实水柱倾斜 45? 时的水平投影距离,对一般建筑(层高
为 3—3.5m)由于两楼板间的限制,一般取 h=3.0m;对于公业厂房和层高 大于 3.5m 的民用建筑应该按 h ? H msin45? 计算;
H m ——水枪充实水柱长度,m; 电梯的前室须设消火栓并结合医院各科室的结构走向选择设置。由于 21~23层为手术层,有些精密仪器室内不能设置消火栓,所以在21~23层内 设置消火栓与其他各层的消火栓不一样。根据平面图纸检验校核后满足任何 位置同时有两个充实水柱同时到达并保证同层内充实水柱能到达同层内的任 何地方。

4.2.2 消防管道系统计算

(1)选用DN65的消火栓,水枪口径为19mm,水龙带长度L=25m,充

实水柱长度L=12m。

(2)水枪喷口压力:

水枪造成12m充实水柱所需的水压 H q 按下式计算:

Hq

?

?f H m ?10 1 ? ?f?H m

式中:? —与水枪喷口直径 df 有关的系数;

? f —实验系数;

Hm—充实水柱长度,m;

Hq

?

1.21?12 ?10 1? 0.0097?1.21?12

=168.8kPa=16.88mH2O

(3)水枪喷嘴射流量:

31

qxh ? BHq B—水流特性系数,当水枪口径19mm时,B=1.577; qxh ? 1.577?16.88 =5.2L/s>5.0L/s,满足要求需要提高压力。 (4)水龙带沿程水头损失: 衬 胶 水 带 阻 力 较 小 , 所 以 采 用 麻 织 水 带 , 当 直 径 为 DN65 时 , Az =0.00172. 水龙带沿程水头损失:
hd ? Az ? Ld ? qxh2 ? 0.0043? 25?5.22 ? 2.91mH2O 式中: hd ——水带的水头损失, kPa ;
Ld ——水带长度,m; Az ——水带阻力系数,所选的水带为麻织的直径为 65mm,查表得 Az 为 0.00430。 qxh ——水枪的射流量,L/s; 所以得:
H xh ? H q ? hd ? H k ? 16.88 ? 2.91 ? 2 ? 21.79mH 2O ? 217.9kPa (5)消防给水管网水力计算:
消防给水管网应保证室内最不利点所需的消防水量和水压满足要求。 消火栓系统水力计算图见4.1: 根据规范,该建筑最不利消防竖管出水枪数为3支,相邻消防竖管出水 枪数为3支,次相邻消防竖管用水量不予考虑,共考虑6股水柱作用。 0点消火栓处所需的压力为:
H0= Hq ? hd =16.88+2.91=19.79mH2O=197.9kPa 1点消火栓处所需的压力为H1=H0+(层高3.0m)+(0~1层消防竖管的 水头损失)。 DN100钢管,当q=5 .2L/s时,查表水力坡降i=0.008,则:
32

图4.1 消火栓系统水力计算图
H1=19.79+3.0+0.024×1.1=22.82mH2O=228.2kPa 2点消火栓处所需的压力为H2=H1+(层高3.0m)+(1~2层消防竖管的 水头损失)。 DN100钢管,当q=11.78 L/s时,查表水力坡降i=0.037,则
H2=22.81+3.0+0.11×1.1=25.93mH2O=259.3kPa

1点的水枪射流量为:

qxh1= BHq1 ;

33

Hxh1=Hq1+ hd

=

q2 xh1 B

+ALdq2xh1+2

qxh1=

H xh1 ? 2 =

1 B

?

ALd

1

24.82 ? 2

? 6.58 L/s

? 0.00430 ? 25

1.577

qxh2=

H xh2 ? 2 =

1 B

?

ALd

1

27.93 - 2

? 7.01 L/s

? 0.00430 ? 25

1.577

进行消火栓给水系统水力计算时,按图以枝状管路计算,配管水力计算 成果见下表:

表4.1 消火栓给水系统配管水力计算表

计算 管段

设计秒流量 q/L/s

管长
L /m

0—1

5.2

3.0

1—2 5.2+6.58=11.78 3.0

2—3 11.78+7.01=18.79 67.5

3—4

18.79

24.9

4—5 18.79×2=37.58 56.2

管路总水头损失:

管径 DN /mm
100 100 125 125 175

流速 v/m/s
0.60 1.36 1.53 1.53 1.61

i /kPa/m
0.080 0.369 0.379 0.379 0.269

hy=il /kPa
0.24 1.11 25.58 9.44 15.12

∑hy /kPa
0.24 1.35 26.93 36.37 51.49

HW=51.49×1.1=56.64kPa 消火栓给水系统所需总水压:

H X ? H1 ? H xh ? H W ? 68.8 ?10 ?197.9 ? 56.64 ? 942.54kPa ? 94.25mH 2O 式中:H1—水池最低水位到最不利消火栓静压;
H xh —消火栓栓口所需水压; HW—水泵吸水管到最不利点水头损失。

4.2.3 消防水泵的选择

34

根据 Qb =135.29m3/h, Hb ≥94.25mH2O,选择 XBD10/40-150L 型立式离 心泵转速 1450r/min,流量 144m3/h,扬程 100m,效率 80%,电机功率 68kW,汽蚀余量 3.5m,轴功率 55kW。
泵外形及安装尺寸:A=220,B=1200,B1=1100,B2=400,H1=2495, H2=740 , L=760 , C1=550 , C2=400 , E=1200 , X=250 , F=400 , 4-d1=4Φ24 , 进 口 法 兰 D=285 , D1=240 , DN1=150 , n1-d01=8-Φ22 , 出 口 法 兰 D=270,D2=220,DN2=125,n2-d02=8-Φ22。
4.3 消防水箱设置高度确定及校核
消防水箱安装于顶层消防水箱间内。根据《高层民用建筑设计防火规 范》的规定,消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静压力满足要求 (当建筑高度小于 100m 时,压力不应低于 0.07MPa),若不能满足要求, 需设增压措施。本设计中最不利消火栓为 23 层的室内消火栓,高位消防水 箱的安装高度不满足最不利消火栓出口压力,为满足规范要求,必须另外设 置增压设备,选稳压泵的加压方式。
4.4 水泵接合器选定
水泵接合器是作为应急备用,弥补消防水量不足,因此不必斤斤计较按 室内实际所需的消防流量计算,根据规范,本医院内消火栓用水量为 30L/s,一个 DN100 水泵接合器的负荷流量为 10-15L/s,故选用三个水泵接 合器保证安全。水泵接合器选用 99S203 安装标准图集中的 SQS100-A 型地 上式消防水泵接合器。
4.5 消火栓减压
根据消防设计规范,当消火栓栓口压力大于0.50MPa消火栓处应设减压 装置,当消防系统水泵由下向上供水时,消火栓孔板的减压数值等于该消火
35

栓距最高消火栓的垂直距离及该消火栓和最高消火栓间管道内的水头损失之 和。当由水箱从上向下供水时,等于该消火栓离最高消火栓的垂直距离减去 该消火栓的垂直距离减去该消火栓和最高消火栓管道内的水头损失。( H xh 为消火栓栓口要求的最小灭火水压)[7]。
每层消火栓处剩余水头值计算: H xsh = H b - hz - H xh - Δh
式中: Hxsh —计算层最不利点消火栓栓口剩余水头值,mH2O; Hb —水泵在设计流量时的扬程,mH2O; hz —计算消火栓与水泵最低吸水面之间的高程差引起的静水压,
mH2O; H xh —消火栓口所需最小灭火水压,mH2O; Δh —该层消火栓口至水泵吸水口处水头损失,mH2O;

表4.2 水泵工作时各层消火栓动水压和过剩压力

层数
-1 1 2 3 4 5 6 7

动水压强 /mH2O
91.70 87.32 84.20 81.08 77.96 74.84 71.72 68.60

剩余水压 /mH2O
71.91 67.53 64.41 61.29 58.17 55.05 51.93 48.81

层数
8 9 10 11 12 13 14 15

动水压强/mH2O
65.48 62.36 59.24 56.12 53.00 49.88 46.76 43.64

剩余水压 /mH2O
45.67 42.57 39.45 36.33 33.21 30.09 26.97 23.85

一般来说,最好各层消火栓设置不同孔径的孔径,以消耗上表中指出的

过剩压力,使各层消火栓都保持5.2L/s消防水量和19.79mH2O压力。但在实 际工程中,一般消火栓处动水压力超过50m时才作减压措施。该建筑-1~11

层的消火栓设置减压措施。在-1~12层中也没有必要逐层计算孔板,而可以

装置按第12层和第5层过剩压力计算的孔板,设置孔板后消火栓的动水压力

36

不超过50m为原则,6~12层用34mm孔径的减压孔板,-1~5层用32mm孔径 的减压孔板。
第12层消火栓的过剩压力为33.21mH2O,此压力须有孔板消耗,孔板的 阻抗系数为:
S= Hk = 33.21=1.23 Q2 5.22
按孔板阻抗系数,消火栓直径为70mm时,选用34m孔径的孔板。 第5层消火栓的过剩压力为55.05mH2O,此压力须有孔板消耗,孔板的 阻抗系数为:
S= Hk = 55.05 =2.04 Q2 5.22
按孔板阻抗系数,消火栓直径为70mm时,选用32mm孔径的孔板。
4.6 本章小结
本章主要是对医院消防系统设计,其主要包括消防管路布置方式,系统 的选择,供水方式。并对系统进行流量与扬程的计算,选取合适的水泵供 水,消火栓孔板的减压数值的确定,选取合适的减压装置。水泵结合器选 定,管径与管材的确定等。
37

第 5 章 自动喷淋灭火系统计算
5.1 简介
自动喷淋灭火系统是一种发生火灾时,能够自动喷水并发出火灾信号的 消防灭火系统,是当今世界上最有效、应用最广泛的自救灭火设施。自动喷 淋灭火系统安全性可靠,控火灭火成功率较高,经济性实用,适用范围很 广,使用时间长等优点。自动喷淋灭火系统有五种类型,分别为:湿式喷水 灭火系统,干式喷水灭火系统,预作用喷水灭火系统,雨淋喷水灭火系统和 水幕系统五种类型[7]。
本设计采用闭式自动喷水灭火系统,保证被保护建筑物的最不利点喷头 有足够的喷水强度。该医院建筑属中危险等级,设计喷水强度为: 6.0L/min.cm 2 ,作用面积为160m 2 ,最不利点喷头工作压力为0.1MPa。
5.2 湿式喷水灭火系统的主要组件及要求
5.2.1 闭式喷头 闭式喷头是采用热敏释放机构的动作而自动喷水。本设计采用玻璃球闭
式喷头(考虑建筑美观)。通用型,喷头朝下安装。喷头采用长方形布置, 距边墙不小于0.5m,不大于1.8m。喷头最大间距为3.6m。 5.2.2 报警阀组
本设计采用湿式报警阀,报警阀组有6组,分别设置在地下一层。当发 生火灾时,随着温度的升高闭式喷头的开启喷水,报警阀组也自动开启发出 流水信号传给水流报警器。其报警装置为水力警铃。报警阀组安装与水泵房 内,便于操作,距地面高度宜为1.2m,报警阀地面设有排水措施。 5.2.3 水流报警装置
38

1、水流报警器

水流报警器(水力警铃)安装在湿式报警阀附近。当报警阀打开水源, 水流将冲动叶轮,旋转铃锤,打铃报警。

2、水流指示器

用于湿式喷水灭火系统,其作用在于当失火时喷头开启喷水或者管道发 生泄漏或意外损坏时,有水流过装有水流指示器的管道,则水流指示器即发 出区域水流信号,起辅助电动报警作用。

3、延迟器

安装在报警阀与水力警铃之间的信号管道上,用以防止水源发生水锤时 引起水力警铃的误动作。报警阀开启后,水流需经过30s左右充满延迟器后 方可冲打水力警铃。

5.3 喷头的选用与布置

喷头选用中温级喷头,喷头动作温度为68℃,布置形式采用长方形布 置,喷头保护半径为3.6m,喷头间距满足:

A2 ? B2 ≤R=2? 3.6=7.2m。 注:在装置喷头的场所,应注意防止腐蚀性气体的侵蚀。不得受外力的

撞击,经常清除喷头上的尘土。

系统的设计流量为:Q=(1.1~1.3)Q L ,取Q=1.2,则:

Q

L

=

1.2

? 6 ?176 60

?

19. 2L /

s



5.4 管道与阀门布置

5.4.1 供水管道与报警阀

(1)供水干管布置成环行,进水管为两条,在管网上设置水泵结合
39

器。 (2)报警阀控制的喷头数不超过800个。 (3)报警阀设置在距地面高0.8~1.5m。 (4)自动喷水灭火系统报警阀后的管道上不应设置其他用水设施。 (5)自动喷水灭火系统报警阀后的管网与室内消火栓给水系统,应分
开独立设置。
5.4.2 管道负荷 每根配水支管或配水管的直径均不小于25mm。
5.4.3 喷水管网
(1)配水支管:在配水管两侧均匀分布。 (2)配水管:在配水干管两侧均匀分布。 (3)考虑管件施工与维护方便。 本建筑为中危险等级建筑,每根配水支管设置的喷头数不超过8个。
5.4.4 系统的泻水措施
管道敷设坡度为0.003,坡向报警排水管,以便系统泻空并在管网末端 有试水时的排水措施。
5.5 管材及其安装
(1)报警阀以后的管道,应采用镀锌钢管。 (2)管道连接:用丝扣连接或焊接,不同管径管道的连接采用异形 管。 (3)管道支架与防晃支架。 ①吊架与支架的位置以不妨碍喷头喷水效果为原则。一般吊架距喷头的 距离应大于0.3m,距末端喷头的距离应不小于0.75m,对圆钢制的吊架,其
40

间距可小至0.075m。 ②管道支架或吊架的间距

公称直径(mm) 15 20 25 32 40 50 70 80 100

间距(m)

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0

③一般在喷头之间的每段配水支管上至少应装一个吊架,但其间距小于

1.8m时,允许每隔一段配置一个吊架;若相邻配水管上设吊架时,配水支管 上第一个喷头前的管段长度不小于1.8m时,可以不设吊架。吊架的间距应不 大于3.6m。
④配水支管的末梢管段和邻近配水管段上没有吊架的配水支管,其第一

个管段,不论其长度如何,均应设置吊架。

⑤为防止喷头喷水时,管道产生大幅度的晃动,配水立管,配水干管与

配水支管上应再加防晃支架。

⑥除了管线过长或管子改变方向外,一般每条配水干管或配水管,只需

设置一个防止沿管线方向晃动的支架。

5.6 自动喷淋灭火系统水力计算

首先选定自动喷水灭火系统中最不利工作作用面积的位置,作用面积为 160m2,其形状为长方形,作用面积应按最大疏散距离所对应的面积计算, 作用面积内的喷头数为 17 个,布置形式见图 5.1 所示。按作用面积法进行 管道水力计算。
(1)喷头出水量: 采用玻璃球喷头,流量为:
q=K BP
式中:q—喷头流量,L/min; P—喷头工作压力, MPa;

41

K—喷头流量系数,玻璃球喷头K=80; 最不利点喷头压力取0.1,则:
q=80× 10 ? 0.1 =80L/min=1.33L/s

图 5.1 喷淋水力计算图
(2)作用面积内的设计秒流量:

Qs ? nq ? 17 ?1.33 ? 22.61L/s

(3)理论秒流量为:

Qi

?

F?q 60

?

176? 6 60

? 17.6L/s

比较 Qs 与 Qi ,设计秒流量 Qs 为理论秒流量 Qi 的 1.29 倍,符合要求。

(4)作用面积内的计算平均喷水强度为:

qp

?

17 ? 80 176

?

7.73L/s

42

此值大于规定的要求 6 L/(min ? m2)。

表 5.1 管道水力计算表

节点

管径

编 节点压 号力
/mH2O

流量 /L/s

编号

长度 /m

负担 喷头 数/个

流量 L/s

管径 流速 DN/ v/ mm m/s

i /m

沿程 水头 损失 /m

1

10

1.33 0~1 3.6 1 1.33 25 2.50 0.77 2.77

2

10

1.33 1~2 3.6 2 2.66 32 2.79 0.68 2.45

3

10

1.33 2~3 4.6 3 3.99 50 3.13 0.49 2.25

4

10

1.33 3~4 3.2 7 9.31 50 3.75 0.70 2.24

5

10

1.33 4~5 3.3 11 14.63 65 3.22 0.29 0.96

6

10

1.33 5~6 5.1 17 22.61 80 2.45 0.65 3.32

7

10

1.33 6~7 5.7 17 22.61 80 2.45 0.65 3.71

7~

——

— 报警 114 17 22.61 100 2.60 0.02 2.28



——

报警



阀—

17 22.61 — —

— 0.39

报警

——

— 阀~ 8.5 17 22.61 100 0.92 0.02 0.17



——

吸水





3

17 22.61 100 0.92 0.02 0.06

——

合计 — — 17 22.61 — — — 20.6

结论:

计算流量为 22.61L/s,系统设计流量为:

Q ? 1.3QL ? 1.3 ?17.6 ? 22.88L/s >22.61L/s 管段总沿层损失为:

?h ?1.2? 20.6 ? 24.72MPa
报警阀水头损失:

h2 ? 0.39mH 2O

43

最不利点喷头与水池最低水位之高差的静水压: Z ? 69.5 ?1.2 ? 81.5mH 2O ? 0.815MPa
要求水泵扬程:
? H ? h0 ? Z ? h ? h2 =10+81.5+24.72+0.39=116.61mH2O=1.17MPa
5.7 自动喷淋灭火系统消防泵的选择
根据 Qb =81.4m3/h, Hb ≥116.61mH2O,选择 XBD14/20-100L 型立式离 心泵转速 1480r/min,流量 90m3/h,扬程 126m,效率 73%,电机功率 45kW,汽蚀余量 3.5m。
泵 外 形 及 安 装 尺 寸 : A=180 , B=940 , B1=620 , B2=410 , H1=2421 , H2=808 , L=560 , C1=550 , C2=410 , E=1000 , X=250 , F=1000 , 4-d1=4Φ24 , 进 口 法 兰 D=220 , D1=180 , DN1=100 , n1-d01=8-Φ18 , 出 口 法 兰 D=200,D2=160,DN2=80,n2-d02=8-Φ18。
5.8 本章小结
喷淋系统主要由消防贮水池、喷淋泵、湿式报警阀组、喷淋给水管、减 压孔板、水流指示器、玻璃球喷头、消防水箱、消防水箱进水泵、增压设 备、水泵结合器等组成。本章主要是阐述自动喷水灭火系统的类型与组成。 并对本医院的喷淋系统进行计算,算出最不利点到水泵的总沿层损失,从而 选取合适的喷淋泵进行供水,喷淋泵直接从消防贮水池吸水,消防水箱和增 压设备保证初期灭火的消防水量、水压要求。
44

第 6 章 建筑热水系统
6.1 给水方案
6.1.1 热水供应系统的分类 建筑内部热水供应系统按热水供应范围,可分局部热水供应系统、集中
热水供应系统和区域热水供应系统。本设计由市政热媒管网提供热源,采用 集中热水供应系统,在建筑一层设集中换热间,水源为生活贮水池。
6.1.2 系统选择 1、热水供应系统采用分区供应的方式,为使水压平衡,分区与冷水系
统大致保持一致。 2、为保证用户对热水水温、水压、水质的要求,采用全天候 24h 干管
半循环、集中热水供应系统。以市政热媒管网(表压 0.2MPa),利用设于加 热房内的半容积式热交换器加热冷水供给用户使用。
3、热水系统设置如下:分高中两个区,低区-1~1 层没有热水供水 点,因此通过减压的方式由中区提供 2~3 层热水;中区 4~13 层采用下行 上给式供水方式,水加热器由中区水泵供给冷水分区与冷水系统一致。热交 换设备集中设在加热房内,便于集中管理。系统最高点设排气阀,热交换器 总进水管上设闭式膨胀水箱。
4、具体方案比较基本同冷水系统。 6.1.3 热水供应系统的组成
主要由热媒系统、热水供水系统、附件三部分组成。 热媒系统由热源、水加热器和热媒管网组成;热水供应系统由热水配水 管网和回水管网组成;附件包括蒸汽管、热水的控制附件及管道的连接附
45

件,如温度自动调节器、输水器、减压阀、安全阀、自动排气阀、管道伸缩 器、阀门、止回阀等。
6.1.4 给水管道布置与安装
建筑内热水管网布置的基本原则应该是在满足水温,水量,和水压要求 条件下,便于维修管理和管线最短,并在适当位置应有补偿管道热胀冷缩的 措施,在系统的最低点应设有泄水装置,配水立管和回水立管上均安装阀 门,以利调节和检修。
热水立管与干管的连接,支管与立管的连接,宜采用弯管连接,以防止 一个管道的伸缩对另一管道产生影响。
对于选用的薄壁钢管热水管,管道上应设阀门进行调节流量和压力。热 水管与水平干管相连时,立管上应加弯管,管道敷设宜暗设,明设时立管宜 布置在不受撞击处,如不能避免时,应在管外加保护措施,若地面积水时, 套管应高出地面 50~100mm,对于穿越建筑物、楼板和基础处应加套管, 穿越屋面及地下室外墙时应加防水套管,横管的敷设坡度不宜小于 0.003。
6.2 热水系统的设计计算
(1)热水用水标准: 按要求取每日供应热水时间为24h。根据医院给水排水设计规范要求, 为防止军团菌等细菌热水供应温度不得低于70℃,取热水计算温度70℃冷水 温度为4℃,取60℃的热水用水定额见表6.1。 中区:其他的工作人员:64;普通床位:288个;高级床位:288个;医 务人员:180人。
高区:其他的工作人员:53;普通床位:244 个;高级床位:231 个; 医务人员:149 人。
46

序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

表 6.1 医院日常热水用水量

项目
普通病房病人 高级病房病人
住院医师 主治医生 医房护理人员 手术室护理人员 麻醉医师 病房卫生员 其他的工作人员
合计

用水量标准 /L/人
100 200 100 100 100 100 100 100 100 —

数量/ 人
532 519 105 42 88 58 38 35 117 1534

时变 化系 数 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 —

使用时间 /h
24 24 8 8 8 8 8 8 8 —

60℃时最高日最大时用水量为: Qhmax ? Kh ?Qdr / T
式中:K h —小时变化系数,中区取2.19,高区取2.28。 则:
则最高日最大时用水量为:

Qh

m

中 ax

=(

64

?

100

?

2.19 ?180 8000

?

100

?

2.

19

+

288

?

100

?

2.19? 288 24000

?

200

?

2.19



=14.56m 3 /h(60℃热水)

Qh

上 max

=(

53

?

100

?

2.28 ? 149 8000

?100

?

2.

28

+

244

?100

?

2.28? 231? 24000

200

?

2.28



=12.46m 3 /h(60℃热水)

折合成70℃热水的最高日最大时用水量为:

Qh

中 max

=14.56

?

60 70

? ?

4 4

=12.35

m3

/h=3.43

L/s

Q上 h m ax

=12.46 ?

60 70

? ?

4 4

=10.57

m

3

/h=2.94

L/s

47

因卫生器具较多,按卫生器具1h用水量算出Q hr 进行校核。 中区淋浴168个,小时用水量250L/h;洗脸(手)盆192个,小时用水量 20 L/h,同时使用百分数b取30﹪。 Qh中 ?168? 250?0.45?192? 20?0.45? 20628.1L/h =5.73L/s 高区淋浴169个,小时用水量250L/h;洗脸(手)盆183个,小时用水量 20 L/h,同时使用百分数b取30﹪。 Qh上 ? 169 ? 250 ? 0.45 ?183 ? 20 ? 0.45 ? 20659 .5L/h =5.74L/s 因卫生器具较多,按卫生器具 1h 用水量算出的 Q hr 明显比人算出的 Q hmax 大,为供水安全起见,取较大者作为设计小时用水量,即取 Q h 。 (2)设计小时耗热量 集中供水系统的设计小时耗热量,根据小时热水量和冷水温差计算确 定:

Q =C B (t r -t l ) Qr下 =4190×(70-4)×5.73=1584574.2W=1584.6W Q 上 =C B (t r -t l ) Qr上 =4190×(70-4)×5.74=1587339.6W=1587.3kW 式中:Q—设计小时耗热量 kJ/h;
Q r —设计小时热水量 L/h; C B —水的比热 kJ/kg.℃,取 4.19kJ/kg.℃; t r —热水温度,取为 70℃; t l —冷水计算温度,取为 4℃。 (3)加热设备选择计算 拟采用半容积式加热器。由所给热源为蒸汽管,管内蒸汽压力为:
0.196MPa=1.96×10 5 Pa, 相对应的绝对压强为 2.97×10 5 Pa。 其饱和温度为 t s =133℃,计算 Δt j :
48

Δtj = tmc

? tmz 2

+ tc

? tz 2

=133+ 70 ? 4 2

=96℃

式中:t mc ,t m2 —容积式水加热器热媒的初温和终温,℃; t c ,t 2 —被加热水的初温和终温,℃。
根据半容积式加热器有关资料,铜盘管传热系数为 1163W/(m 2 .℃),

? 取 0.7,? 取 1.2,代入公式:

FP中

=

?? ?K?t

j

= 1.2?1584574.2 ? 0.7 ?1163? 96

24.33m 2

FP下 =

?? ?K?t j

= 1.2?1587339.6 ? 0.7 ?1163? 96

24.37 m 2

式中:Fp—水加热器的传热面积;

? —热水系统的热损失附加系数;

? —制备热水所需热量;

? —由于传热面积结垢影响传热效率的修正系数;

K—传热材料的传热系数;

△ t j —热媒和被加热水的计算温度差。 半容积式水加热器的最小贮水容积按 15min 设计小时耗热量计:
V 中 ? 15 ? 60 ? Qh中 ? 15 ? 60 ? 5.73 ? 5157 L ? 5.16m3 V 上 ? 15 ? 60 ? Qh上 ? 15 ? 60 ? 5.74 ? 5166 L ? 5.17m3 根据计算所得 Fp下 、 Fp上 、 V下 、 V上 ,对照样本提供的参数,选择热水 加热器型号。

6.3 热水配水管网计算

计算用图见图 6.1,热水配水管网水力计算见表 6.1、表 6.2。其中设计 秒流量公式与给水管网计算相同,但需查热水水力计算表进行配水管和计算 水头损失。

49

(a)
(b) 图 5.1 热水管道计算图 (a)中区;(b)高区
50

表 6.1 中区热水配水管网水力计算表

管段 编号
1~2 2~3 0~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9 9~10 10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 合计

卫生器具种 类 数量

洗脸 淋 盆浴 0.5 0.5

1



2





1

2

1

4

2

6

3

8

4

10

5

12

6

14

7

16

8

18

9

20 10

22 11

24 12

48 36

72 60 96 84 120 108 144 132 168 156

192 168

192 168

当量 总数
Ng
0.5 1.0 0.5 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0 16.5 18.0 42.0 66.0 90.0 114.0 138.0 162.0 180.0 180.0

设计 秒流 量q /L/s
0.28 0.40 0.28 0.49 0.69 0.85 0.98 1.10 1.20 1.30 1.39 1.47 1.55 1.62 1.70 2.59 3.25 3.79 4.27 4.70 5.09 5.37 5.37

管径 DN /mm
20 25 20 25 32 32 40 40 50 50 50 50 50 50 50 70 70 70 80 80 80 80 —

流速 V
/m/s
1.05 0.85 1.05 1.06 0.81 0.98 0.85 0.94 0.61 0.66 0.71 0.75 0.79 0.93 0.87 0.78 0.98 1.15 0.90 1.00 1.08 1.13 —

单阻 R
/mm /m
215.0 94.1 215.0 147.0 26.3 84.2 50.6 64.8 19.3 22.7 26.3 29.0 32.2 35.4 38.8 22.6 35.7 48.2 23.9 29.0 34.2 38.3 —

管长 L/m
0.7 1.4 7.1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 11.5 7.2 7.2 19.3 7.2 7.2 18.5 17.8 —

hy ? RL / 1000 m H2O
0.15 0.13 0.15 0.44 0.08 0.25 0.15 0.19 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.45 0.16 0.25 0.93 0.17 0.21 0.63 0.68 5.53

注 1:洗手盆的当量和洗脸盆相同,故用洗脸盆代替,表 6.2 与之相同。

51

表 6.2 高区热水配水管网水力计算表

管段 编号
1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9 9~10 10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~24 24~25

卫生器具种 类
数量

洗脸 淋 盆浴 0.5 0.5

1



2



2

1

2

2

2

3

2

4

3

5

4

6

5

7

6

8

7

9

8

10

9

11

10 12

11 13

12 14

13 15 14 16 15 17 16 18 25 27

34 36

54 48 72 66

当量 总数
Ng

设计 秒流 量q /L/s

管径
DN /mm

0.5 0.28 20 1.0 0.40 20 1.5 0.28 20 2.0 0.57 32 2.0 0.57 32 3.0 0.69 32 4.0 0.80 32 5.0 0.89 40 6.0 0.98 40 7.0 1.06 40 8.0 1.13 40 9.0 1.20 50 10.0 1.26 50 11.0 1.33 50 12.0 1.39 50 13.0 1.44 50 14.0 1.50 50 15.0 1.55 50 16.0 1.60 50 17.0 1.65 50 26.0 2.04 50 35.0 2.37 70 51.0 2.86 70 69.0 3.35 70

流速 V
/m/s
1.05 0.85 1.05 0.65 0.65 0.81 0.92 0.77 0.85 0.61 0.97 0.61 0.65 0.68 0.72 0.74 0.76 0.79 0.81 0.84 1.04 0.71 0.86 0.94

单阻 R
/mm /m
215.0 94.1 215.0 38.5 38.5 57.1 74.6 43.3 51.6 59.1 62.5 19.3 22.1 23.5 26.3 28.2 30.1 32.2 34.3 36.5 56.5 18.5 27.0 36.7

管长 L/m
0.7 2.0 1.0 5.2 1.0 12.7 1.6 1.4 1.6 1.4 1.6 1.4 1.6 1.4 1.6 1.4 1.6 1.4 1.6 9.2 1.5 5.6 7.3 7.2

hy ? RL / 1000 m H2O
0.15 0.19 0.22 0.20 0.04 0.72 0.07 0.06 0.08 0.08 0.10 0.03 0.04 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0.05 0.34 0.08 0.10 0.20 0.26

52

表 6.2 续 高区热水配水管网水力计算表

管段 编号
25~26 26~27 27~28 28~29
合计

卫生器具种 类
数量 洗脸 淋 盆浴 0.5 0.5
90 84
108 102
117 111
183 169
183 169

当量 总数
Ng
87.0 105.0 123.0 176.0 176.0

设计 秒流 量q /L/s
3.73 4.10 4.44 5.31 5.31

管径 DN /mm
70 80 80 80 —

流速 V
/m/s
1.13 0.87 0.94 1.12 1.12

单阻
R /mm /m

管长 L/m

hy ?
RL / 1000 m H2O

46.2 7.2

0.33

22.1 7.5

0.17

25.5 7.5

0.19

36.9 101.5 3.75

36.9 —

7.60

中区配水管网计算管路总水头损失 5.53? 1.3=7.19mH2O =71.9kPa
高区配水管网计算管路总水头损失 7.60? 1.3=9.88mH2O=98.8kPa
6.4 热水回水管网水力计算
中区: 配水管网计算管路的 F 为
F 中 =0.4351? (17.8+18.5+7.2 ? 2)+0.3943 ? (19.3+7.2? 2)+0.3456? 10+0.138 5? (1.5+3 ? 6)+0.1508? 3? 2+0.1327? 3? 2+0.1052? 5.484+57.29 =43.5m2 ?t中 ? ?T / F中 ? 70 ? 60 ? 0.230℃/m 43.5
式中: ?t —配水管网中的面积比温降,℃/m; ?T —配水管网起点和终点的温度,取 ?T =70-60=10℃;
53

F—计算管路配水管网的总外表面积,m2 计算时,除立管按无保温层考

虑,干管均按 25mm 保温层考虑。

高区:

配水管网计算管路的 F 为:

F 上=70.5m2
?t 上 ? ?T / F 上 ? 70 ? 60 ? 0.142℃/m 70.5
? 然后从末端节点开始,按公式 t 2 =t c - ?t f 计算出各节点的水温值,
将计算结果列于表中(式中 t 2 ,t c —计算管路的终点和起点水温℃; ? f —
计算管段的散热面积)。

根据节点水温,取其算术平均值得到管段平均温度值,列于表中。

管段热损失按公式:

q s =πDLK(1-? )( tc

? tz 2

? t j )=πDLK(1-?

) ?t

式中:q s —计算管段的热损失;

K—无保温时管道传热系数,取 41.9kJ/m.h.℃;

? —为保温系数,无保温时? =0,简单保温时? =0.6,较好保温时

? =0.7~0.8,本设计取 0.6;

t j —计算管段周围空气温度; D—管道外径,m;

L—计算管道长度,m;

t c —计算管段的起点温度,℃; t z —计算管段的终点水温,℃; 则 q s =131.6DL(1-? ) ?t ,将计算结果列于表中,根据表中计算结 果,配水管网总热损失为:

中区:

54



Q = s

qs22-21 ? qs21-3' ? qs20-19 ? qs19-18 ? qs18-17 ? qs17-16 ? qs16-15 ? qs15-3 ? 6 ? qs16-3' ? qs21-20

=4095.4+11324.5+10065.7? 6+4099.6+1558.1+1527.7+3581.0+1299.5

+10849.6+3199.6

=101929.2 kJ/h =28.31kw

得循环总流量为

qx



=

Q

中 s

CB ?t

=

28314.7 4190?10

=0.68L/s

Δt —配水管网起点和终点的温差,取 ΔT =10℃。

即管段 21~22 的循环流量为 0.34L/s 按下式进行流量分配:

q?n?1?x = qnx

Σq?n?1?s Σqnx

式中: qnx 、 q?n?1?x —为 n,n+1 管段所通过的循环流量,L/s;

Σq(n?1)s —为 n+1 段及其后的各管段热损失之和,W;

Σqnx —为 n 段后的各管段热损失之和,W。

根据以上公式分别计算各管段的循环流量填入表 6.6 及 6.7

高区:

Qs上 ? 132770.6kJ/h ? 36880.7W ? 36.88kW

qx上 ? 419306?(88700.-760)? 0.88L/s 循环流量在配水、回水管网中的水头损失的计算,取回水管径比相应配 水管段管径小 1-2 级。 计算所需的数据见表 6.4、6.5 所示:

55

表 6.4 中区热水配水管网热损失及循环流量计算

节 点 编 号

管段 编号



管 长 L/m

管径
DN /m m

外径 D/m




?

节点 水温 t/℃

平均 水温 t m /℃

空气 温度 t j /℃

温差
?t /


热损失 qs / kJ/h



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3



— — — — 60.01 —







— 3~4 3.0 25 0.034 0 — 60.06 20 40.06 179.2

4



— — — — 60.11 —







— 4~5 3.0 32 0.042 0 — 60.16 20 40.16 665.9

5



— — — — 60.21 —







— 5~6 3.0 32 0.042 0 — 60.26 20 40.26 667.6

6



— — — — 60.32 —







— 6~7 3.0 40 0.048 0 — 60.37 20 40.37 765.0

7



— — — — 60.42 —







— 7~8 3.0 40 0.048 0 — 60.47 20 40.47 766.9

8



— — — — 60.51 —







— 8~9 3.0 50 0.06 0 — 60.56 20 40.56 960.8

9



— — — — 60.61 —







— 9~10 3.0 50 0.06 0 — 60.66 20 40.66 963.2

10 —

— — — — 60.70 —







— 10~11 3.0 50 0.06 0 — 60.75 20 40.75 965.3

11 —

— — — — 60.79 —







— 11~12 3.0 50 0.06 0 — 60.84 20 40.84 967.4

12 —

— — — — 60.88 —







— 12~13 3.0 50 0.06 0 — 60.93 20 40.93 969.5

13 —

— — — — 60.98 —







56

表 6.4 续 中区热水配水管网热损失及循环流量计算

节 点 编 号

管段 编号



管 长 L/m

管径
DN /m m

外径 D/m




?

节点 水温 t/℃

平均 水温 t m /℃

空气 温度 t j /℃

温差
?t /


热损失 qs / kJ/h

— 13~14 3.0 50 0.06 0 — 61.03 20 41.03 971.9

14 —

——



14~15

2.5 9.0

50

15 —

——

— 15~3’ 38.5

— 15~16 7.2 70

— — 61.08 —



0.06

0 0.6



61.48

20

— — 61.88 —



计算方法同立管14~3

0.08 0.6 — 62.21 20





41.48 2007.0





10065.7

42.21 3199.6

16 —

——

— 15~3’ 38.5

— 16~17 7.2 70

— — 62.53 —



计算方法同立管14~3

0.08 0.6 — 62.86 20





10065.7

42.86 1299.5

17 —

——

— 15~3’ 38.5

— 17~18 19.3 70

— — 63.18 —



计算方法同立管14~3

0.08 0.6 — 64.06 20





10065.7

44.06 3581.0

18 —

— — — — 64.93 —



— 15~3’ 38.5

计算方法同立管14~3

— 18~19 7.2 80 0.089 0.6 — 65.29 20





10065.7

45.29 1527.7

19 —

— — — — 65.65 —



— 15~3’ 38.5

计算方法同立管14~3

— 19~20 7.2 80 0.089 0.6 — 66.19 20





10065.7

46.19 1558.1

20 —

— — — — 66.37 —



— 15~3’ 38.5

计算方法同立管14~3

— 20~21 18.5 80 0.089 0.6 — 67.30 20





10065.7

47.30 4099.6

21 —

— — — — 68.22 —







57

表 6.5 高区热水配水管网热损失及循环流量计算

节 点 编 号

管段 编号



管 长 L/m

管径
DN /m m

外径 D/m




?

节点 水温 t/℃

平均 水温
tm / ℃

空气 温度 tj/ ℃

温差
?t /


热损失 qs / kJ/h

6



— — — — 60.17 —







— 6~7 9.2 32 0.042 0 — 60.29 20 40.29 2048.8

7



— — — — 60.41 —







— 7~8 1.6 32 0.042 0 — 60.43 20 40.43 357.5

8



— — — — 60.44 —







— 8~9 1.4 40 0.048 0 — 60.46 20 40.46 357.8

9



— — — — 60.47 —







— 9~10 1.6 40 0.048 0 — 60.49 20 40.49 409.2

10 —

— — — — 60.51 —







— 10~11 1.4 40 0.048 0 — 60.52 20 40.52 358.3

11 —

— — — — 60.53 —







— 11~12 1.6 40 0.048 0 — 60.55 20 40.55 409.8

12 —

— — — — 60.57 —







— 12~13 1.4 50 0.06 0 — 60.58 20 40.58 448.6

13 —

— — — — 60.59 —







— 13~14 1.6 50 0.06 0 — 60.61 20 40.61 513.1

14 —

— — — — 60.63 —







— 14~15 1.4 50 0.06 0 — 60.65 20 40.65 449.4

15 —

— — — — 60.66 —







— 15~16 1.6 50 0.06 0 — 60.68 20 40.68 513.9

16 —

— — — — 60.69 —







— 16~17 1.4 50 0.06 0 — 60.71 20 40.71 450.0

17 —

— — — — 60.72 —







— 17~18 1.6 50 0.06 0 — 60.74 20 40.74 514.7

18 —

— — — — 60.75 —







— 18~19 1.4 50 0.06 0 — 60.77 20 40.77 515.2

19 —

— — — — 60.78 —







58

表 6.5 续 高区热水配水管网热损失及循环流量计算

节 点 编 号

管段 编号



管 长 L/m

管径
DN /m m

外径 D/m




?

节点 水温 t/℃

平均 水温 t m /℃

空气 温度 t j /℃

温差
?t /


热损失 qs / kJ/h

— 19~20 1.6 50 0.06 0 — 60.80 20 40.80 515.5

20 —

— — — — 60.81 —







2.0

0

— 20~21

50 0.06

— 61.02 20 41.02 1580.7

7.2

0.6

21 —

— — — — 61.23 —







— 7~20

与立管7~20热损失之和相同,故用7~20表示

5748.5

— 21~22 1.5 50 0.06 0.6 — 61.27 20 41.27 195.5

22 —

— — — — 61.30 —







— 7~20

与立管7~20热损失之和相同,故用7~20表示

5748.5

— 22~23 5.6 70 0.08 0.6 — 61.46 20 41.46 977.7

23 —

— — — — 61.61 —







— 23~6’

计算方法同立管7~20

6894.5

— 23~24 7.3 70 0.08 0.6 — 61.82 20 41.82 1285.6

24 —

— — — — 62.02 —







— 7~20

与立管7~20热损失之和相同,故用7~20表示

5748.5

— 24~25 6.4 70 0.08 0.6 — 62.40 20 42.40 1142.8

25 —

— — — — 62.38 —







— 7~20

与立管7~20热损失之和相同,故用7~20表示

5748.5

— 25~26 7.2 70 0.08 0.6 — 62.58 20 42.58 1291.1

26 —

— — — — 62.78 —







— 7~20

与立管7~20热损失之和相同,故用7~20表示

5748.5

— 26~27 7.5 80 0.089 0.6 — 63.01 20 43.01 1511.3

27 —

— — — — 63.24 —







— 27~28 7.5 80 0.089 0.6 — 63.47 20 43.47 1527.4

28 —

— — — — 63.70 —







— 27~6’’

计算方法同立管7~20

3765.5

— 28~29

69 33

80 0.089 0.6



66.85 20

46.85 45113.5

29 —

— — — — 70









59

表 6.6 中区循环水头损失计算表

管 路

管段 编号

管长 /m

管径 /mm

循环 流量 /L/s

沿程 水损 /mm

3~4 3.0 25 0.002 0.03



4~6

6.0

32 0.009 0.06



6~8

6.0

40 0.010 0.06

管 8~15 29.5 50 0.046 1.18 路 15~18 33.7 70 0.255 9.77

18~22 50.7 80 0.351 11.66

3~6' 9.0 25 0.011 1.08 回 水 6'~15' 35.5 32 0.056 2.13
管 15'~18' 34.2 50 0.255 35.57 路 18'~22' 50.5 70 0.351 26.77

流速 /m/s
0.01 0.01 0.01 0.02 0.08 0.08 0.02 0.06
0.12 0.12

水头损失之和/mm
? Hp ?1.3 hy ?1.3?22.76
= 29.59mmH 2O
? Hx ?1.3 hy ?1.3?65.55
? 85.2mmH 2O

表 6.7 高区循环水头损失计算表

管 路

管段 编号

管长 管径 /m /mm

循环 流量 /L/s

配 水 管 路

6~8 8~12 12~22 22~26

10.8 6.0 21.2 40.2

32 40 50 70

0.016 0.010 0.075 0.229

26~29 116.5 80 0.484

6~8' 11.5 25 0.016
回 8'~12' 6.0 32 0.010 水 12'~22' 21.2 40 0.075 管 22'~26' 43.5 50 0.229 路 26'~29' 119.6 70 0.484

沿程 水损 /mm
0.54 0.13 2.76 11.26 48.93 2.48 0.18 9.33 16.08 119.6

流速 /m/s
0.02 0.03 0.04 0.07 0.11 0.03 0.05 0.06 0.08 0.15

水头损失之和/mm
? Hp ?1.3 hy ?1.3?63.62
= 82.7mmH 2O
? Hx ?1.3 hy ?1.3?147.7
? 192 .0mmH 2O

6.5 选择循环泵
qb ? qx 式中: qb —循环泵的出水量,L/s;

60

q x —总循环流量,L/s。

又由于:H b

?

????

q

x

? qx

q

f

???2 H p +H x ?

式中:q—循环附加流量,取设计小时用水量 15%;

H p —循环流量通过配水计算管路的沿程和局部水头损失,kPa;

H —循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头损失,kPa。

q

中 x

=0.68L/s,

q

x



=0.88L/s

H

中 b

?

?? ?

0.68 ? 0.81?2 ?
0.68 ?

?

29.6

?

85.2

?

150.1mmH2O

?

1.50kPa

H b上

?

?? ?

0.80? 0.88 ??2 0.88 ?

? 82.7

?192.0

?

349.88mmH2O

?

3.50kPa

根据 Qb,Hb 对循环水泵进行选型,选用 GRG25-110 型管道泵,主要设

计参数:Q b =4.0m3/h,H b =15mH2O,N=0.55kW。

6.6 本章小结

本建筑采取全天集中供应热水系统,由市政蒸汽管网向建筑输送蒸汽, 在建筑一层设换热间,采取下行上给式的闭式热水供应系统。热水设计内容 为管路布置方式,系统的形式,供水方式,管径与管材的确定等并计算,热 媒热量和耗热量的计算,热水配水管网水力计算,热水会水管网水力计算, 选合适的循环水泵。

61

第 7 章 雨水系统水力计算

7.1 雨水系统计算目的

本高层采用内排系统,降落在屋面的水沿屋面流入于雨水斗后,然后连 接关、悬吊管、流入立管,再经排出管地面;本节主要计算标准层的雨水系 统,通过计算确定雨水斗、汇水面积、暴雨强度,进而确定连接管、立管、 排出管管径等,本设计中采用多斗雨水系统。

7.2 屋面水力水量计算

哈尔滨市的暴雨强度按下式计算:

i

?

A1?1? c lg ?t ? b?n

P?

式中:i——降雨强度(mm/min);

P——暴雨设计重现期(a);

t——降雨历时(min),取 5min;

A1、b、c、n——当地降雨参数。

按照给水排水设计规范表 4.9.5 选用该工程的重现期为 5,由于其它资

料缺乏,故本设计中按照给水排水设计手册 5 来设计哈尔滨的降雨强度为

4.34L/(s·100m2) , 小 时 降 雨 厚 度 为 156mm/h 。 顶 层 屋 面 的 汇 水 面 积 为

1840.6m2,采用 8 个雨水斗来排除雨水,每根雨水斗承担 230.1m2 的汇水面

积,雨水立管为 YL1、YL2。

根据建筑给水排水设计规范条文说明 4.9.5 可知,现行的国家标准提高

了设计重现期,因而取消了设计重现期为一年的屋面渲泄能力系数 K1。所

以雨水斗的雨水泄流量按下式计算: Q ? ? ? F ? q5 100

62

式中:Q——雨水斗汇水面积内的泄流量(L/s);
? ——屋面径流系数,查规范可知为 0.9;
F——雨水斗的汇水面积(m2); q5——降雨历时 5min 的暴雨强度,L/(s·100m2)。 由上面的公式可计算每个雨水斗的泄流量为:
Q ? 0.9? 230.1? 4.34 ? 8.99 L/s 100
根据建筑给水排水设计规范表 4.9.22 及有关标准图集可知,本设计应当 选用 De110mm 的雨水斗,雨水悬吊管选择 De160mm 的塑料管,立管选择 DN200mm 的塑料管。规范规定管材为塑料管的雨水横管最小设计坡度为 0.005,本设计中雨水横干管采用 0.01 的坡度,埋地管采用铸铁管,管径 DN250,坡度 0.04,并在立管转向横干管的地方设置检查口。
7.3 本章小结
本建筑采用重力流室内排水,选用 87 式雨水斗。本章计算绥棱降雨强 度时采用其相邻地区哈尔滨的数据资料,根据汇水面积等计算出雨水连接 管、悬吊管、立管及埋地管的管径和坡度。
63

第 8 章 医院废水处理
8.1 简介
随着社会的发展,环境污染日益严重,而医院作为一个特殊的环境,其 环境状况备受人们关注。医院在从事医疗、预防、保健等工作过程中,会产 生大量医疗废水、废气和医疗废弃物等污染物,这些污染物携带有大量致病 微生物和化学有害物,对这些废物的收集、处理稍有不慎,必然会对环境造 成污染,危害人们的健康。因此研究医院的污染现状,改善医院环境状况, 对污染物进行综合治理,是急待解决的关键问题[8]。
8.2 医院废水的成分
医院废水分为四类:(1)传染病菌污水:该类废水有肠道病菌、病毒、 结核杆菌;(2)放射性废水:该类废水含有放射性元素;(3)一般带病菌废 水:主要是医疗器械的洗涤污水及肠道病菌污水;(4)医院职工的普通生活 废水:含厨房、职工厕所和盥洗废水[9]。
医院废水是指医院(综合医院、专业病院及其它类型医院)向自然环境 或城市管道排放的污水。其水质随不同的医院性质、规模和其所在地区而 异。医院各部门的功能、设施和人员组成情况不同,产生污水的主要部门和 设施有:诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X 光照像洗印、动物房、同位素 治疗诊断、手术室等排水;医院行政管理和医务人员排放的生活污水,食 堂、单身宿舍、家属宿舍排水。不同部门科室产生的污水成分和水量各不相 同,如重金属废水、含油废水、洗印废水、放射性废水等。而且不同性质医 院产生的污水也有很大不同。医院污水较一般生活污水排放情况复杂。每张 病床每天排放的污水量约为 200-1000L。
8.3 医院废水的传统处理方法
64

医院废水的处理工艺主要包括废水的预处理、物化或生物处理和消毒三 部分。废水利用化粪池进行预处理来去除污水中的固体污染物,而采用生物 处理一方面是为了降低水中的污染物浓度,达到排放标准;另一方面可保障 消毒效果。对医院废水的处理与其他工业废水处理的很大不同就是杀菌消 毒,其目的是杀灭医院污水中致病微生物和粪大肠菌群。通常使用的消毒剂 有液氯、次氯酸钠、漂白粉、二氧化氯等化学消毒剂,也有少数医院污水使 用臭氧、紫外线或其他消毒剂消毒。
(1)次氯酸钠法.次氯酸钠是最原始的消毒处理方法之一,该方法由 于原料来源方便、产品稳定安全、运输方便等特点,应用较为广泛。次氯酸 钠溶于水生成次氯酸根离子,可用于消毒杀菌。但次氯酸钠不稳定,光照、 受潮易分解,消毒能力较弱,投加量难以控制,易造成水质余氯不足或超 标。而且氯化消毒会形成氯仿之类的氯代衍生物,有潜在的致癌作用,且难 生物自然降解,会对生态环境造成破坏。如果不重视废水处理过程中产生的 废气和污泥的处理,容易造成二次污染[10]。
(2)液氯法:液氯在水中能迅速产生次氯酸根离子。该方法目前已广 泛府用于医院的污水消毒。液氯中有效氯含量比次氯酸钠溶液高5~10倍, 消液氯消毒以它消毒能力强、价格便宜,广泛应用于自来水和医院废水消 毒。但氯气是一种有刺激性气味的黄色有毒气体,不能随时随地制取,必须 有专用的贮存设备和加氯设备。且液氯有强腐蚀性,危险性较大,因而在人 口集中的区域限制使用。有关资料研究表明,液氯会与氨反应生成一氯胺、 二氯胺及三氯胺而消耗液氯,能形成有致癌作用的三卤甲烷,加上液氯的不 完全性,所以液氯消毒应该受到限制。
(3)二氧化氯法。二氧化氯是一种强氧化剂,二氧化氯对细菌的细胞 壁有较强的吸附和穿透能力,从而有效破坏细菌内含巯基的酶,可快速控制 微生物蛋白质的合成,故二氧化氯对细菌、病毒等有很强的灭活能力。这些
65

细菌除一般细菌外。还有包括大肠杆菌、异细菌、铁细菌、硫酸盐还原菌、 脊髓灰质炎菌病毒、肝炎病毒、兰伯氏贾第虫胞囊、尖刺贾第虫胞囊等。因 而短时间内能杀死细菌,比氯气、漂白粉等消毒剂的消毒能力好[11]。但二 氧化氯不稳定。生产、运输和贮存较困难,一般都是现场制备。有关研究表 明。二氧化氯溶于水后,有50%~70%转变为次氯酸根离子和亚氯酸根离 子,对红血细胞有损害,会干扰人体对碘的吸收,还可以使血液胆固醇升 高。
各类医院按性质从功能上虽然分为传染病医院和非传染病医院,但传染 病的初期诊断大都是在普通医院进行的,据统计传染病医院收治的病人70% 以上是经综合医院确诊后转送过来,而且我国大多数综合医院设有肠道、肝 炎门诊及传染病房。但是现有医院废水处理设计规范对传染病医院污水的处 理与一般综合医院同等对待,没有进行特别的区分。因此,绝大部分医院使 用液氯、次氯酸钠消毒处理医院废水。
8.4 医院废水处理原则
(1)全过程控制原则。对医院污水产生、处理、排放的全过程进行控 制。
(2)减量化原则。严格医院内部卫生安全管理体系,在污水和污物发 生源处进行严格控制和分离,医院内生活污水与病区污水分别收集,即源头 控制、清污分流。严禁将医院的污水和污物随意弃置排入下水道。
(3)就地处理原则。为防止医院污水输送过程中的污染与危害,在医 院必须就地处理。
(4)分类指导原则。根据医院性质、规模、污水排放去向和地区差异 对医院污水处理进行分类指导。
(5)达标与风险控制相结合原则。全面考虑综合性医院和传染病医院
66

污水达标排放的基本要求,同时加强风险控制意识,从工艺技术、工程建设 和监督管理等方面提高应对突发性事件的能力。
(6)生态安全原则。有效去除污水中有毒有害物质,减少处理过程中 消毒副产物产生和控制出水中过高余氯,保护生态环境安全。
8.5 医院废水的新处理方法
8.5.1 CASS(Cyclic Actiavated Sludge System)法
CASS是一种改进型的SBR工艺,它一般由生物选择器、厌氧区和好氧 区三部分构成。它具有工艺流程简单可靠、占地面积小、自动化程度高和明 显的脱氨除磷功能等,有广阔的发展前景。
它的优点是: (1)工程建设费用低。CASS工艺并不需要很高的预处理,只需设置粗 格栅、细格栅和沉砂池,无需初沉池和二沉池及污泥回流设备,生物降解、 污泥沉淀和废水排放均在同一池中进行,节省投资。 (2)运行费用省。由于周期性进行曝气。曝气时氧浓度梯度大,传递 效率高,节能效果明显,运行费用可降低20%左右。 (3)有机物去除率高,出水水质好。CASS法采用厌氧、兼氧结合生物 处理为主,并配合一系列物理、化学手段来沉淀、分解、杀灭污水中的有机 物、病菌、病毒,同时还具有良好的除氨、除磷功能。使二级处理的投资可 达到三级处理出水水质的效果。 (4)该法具有抑制专性好氧丝状菌生长的作用,可有效的防止污泥膨 胀。由于沉淀阶段不进水。消除了可能产生的水力干扰,因此提高了污泥特 性和出水水质。 (5)CASS法污泥的产率低,脱水性能好,易处理,减少了污泥处理 费。
67

(6)自动化程度高,要保证出水水质。因此对医院废水是一种比较理 想的污水生化处理方法。目前在国内外已经有一些医院利用CASS法处理废 水[12]。
8.5.2 紫外线消毒法
紫外线消毒是利用低压汞灯产生的254nm波长的紫外线辐射病原体的 DNA,使其相邻的碱基形成二聚体,阻止病原体细胞的复制来达到消毒目 的的。
紫外践消毒法的优点: 紫外线消毒是一种物理方法,具有无毒副作用、操作简单、效果好、费 用低等优点,用于医院污水的消毒完全可行,但在使用中也应注意一些问 题 。 结 果 表 明 当 紫 外 线 剂 量 为 15mJ/cm2 时 . 对 粪 大 肠 菌 的 杀 灭 率 可 达 99.999%;未经处理的医院污水,直接采用紫外线消毒的效果不稳定,而经 二 级 处 理 后 的 医 院 污 水 采 用 紫 外 线 消 毒 时 可 确 保 出 水 粪 大 肠 菌 稳 定 在 500 (个/L)的一级排放标准内[13]。
8.5.3膜生物反应器(MBR)
现有污水处理工艺的出水中由于悬浮物浓度较高,细菌与病毒可以附着 或包裹在悬浮絮体中而不易被消毒剂杀灭。而 MBR 的出水悬浮物浓度非常 低,细菌与病毒失去了屏障,从而易于被杀灭。
膜生物反应器(MBR)的优点 消毒效果好,消毒副产物少。MBR由于具有充分的生物降解和膜分离作 用,从而大大降低了消毒副产物的生成量。剩余污泥产量低。自动化程度 高,可以实现无人值守。在某市医院污水处理系统中不仅实现了MBR运行 的全自动化控制,还通过公共通讯网络实现了远程监控[14]。
68

8.6 医院废水的管理
医院是各种疾病患者就诊、治疗和休养的场所,其排出的污水中含有大 量的细菌、病毒、寄生虫和一些有毒有害物质。根据以上对医院污水水质水 量治理方面的分析和研究,应根据医院的类型(综合医院、传染病医院、结 核病医院、精神病医院、疗养医院等)、医院规模、总污水量和污水性质, 明确污水来源,选择合理、有效的处理工艺,确定适度的加药消毒量,并严 格掌握控制处理效果和处理后的污水出路,同时还要兼顾污泥的处理。针对 目前我国各类医院遍布城乡,很有必要深刻认识医院污水的危害性,进而采 取严格措施,加大治理力度,以保障人民群众的健康,净化环境[15]。
8.7 本章小结
本章节主要内容是对医院废水的成分以及医院废水处理的原则,还有对 医院废水处理几种新技术的介绍。对医院废水有了更深的了解,先考虑其医 院的成分进行分析,然后用正确的方法进行处理。
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结论
大学四年随着毕业设计的完结即将画上句号,感慨光阴似箭,但同时为 自己三个多月的努力成果而自豪。在这三个月中,我秉承有依可循,把关细 节,虚心好问的原则,认真独立地完成了毕业设计所有要求的工作量和设计 深度。
回首设计全过程,使我对建筑给排水设计的依据、思路、步骤及方法有 了一个系统的了解和认识。在孙老师的指导和严厉要求下,我把四年所学的 专业知识融汇一起,加深了我对专业知识的理解,也巩固了以前所学的知 识,使我得到了一次综合性的训练。
在建筑给排水设计过程中,既要遵守规范及标准图集,又要考虑在实际 施工情况下是否可行、合理。老师拥有的丰富工程经验给了我许多非常关键 的指导,使我深刻的认识了一个工程人应有的态度和素养,同时充分意识到 自己的不足。
设计工程中难免遇到问题,必须经过查阅资料,和同学一起探讨等途径 去解决问题,无法解决则去请教老师。通过解决这些问题,自己的发现问 题、提出问题、解决问题的能力得以加强。
通过这次毕业设计,不仅熟练了 CAD 及天正软件的操作,而且在论文 撰写的过程中对办公软件的应用能力提高了许多。设计过程中学习到得知识 及经验让我更有信心走向未来的工作岗位。
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参考文献
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