本科毕业设计开题报告.docx

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本科毕业设计开题报告

能源与环境学院

毕业设计开题报告

题目：

鄂尔多斯市心怡小区1#楼

高层建筑给排水及消防设计

专业：

给水排水工程___

班级:

_07水-2班_______

学号：

0707108240_

学生姓名：

李胜国

指导教师：

殷震育_________

职称：

____讲师__________

日期：

2011/3/24

姓名

李胜国

学号

0707108240

指导教师

殷震育

专业

给水排水工程

拟用设计题目

鄂尔多斯市心怡小区1#楼高层建筑给排水及消防设计

预

计

结

果

本次设计将通过不断地搜集和查阅资料，运用所学的基础理论和基本技能，参考《国家建筑给排水设计规范》和《国家民用建筑工程给水排水标准图集》，在严格遵循国家规定和标准的前提下，注重设计的实用、美观、舒适性，将设计与施工相结合，确定适合该建筑给水排水的最佳方案，给水、排水系统安全可靠、经济合理、维护方便，美观大方，使设计更加实用和人性化。

可行

性

研

究

及

基

本

工

作

思

路

一、可行性研究

工程设计：

给水工程，排水工程，消火栓消防系统，自动喷水系统。

本工程为鄂尔多斯市心怡小区1#楼高层建筑，建筑高度57米。

每层高3米，共18层，第19层位机房层内，地下泵房为-1层，标高-5.5米。

生活给水系统：

1.生活给水水源由城市自来水，地下水源及地下室管网叠压供水机组供给，城市自来水供水压力压力为0.25～0.30MPa。

生活排水系统：

2、室内排水采用污废合流制。

室内±0.00以上污废水重力自留排入市政污水管网。

3、地下室污水排入积水坑内由排污泵排至室外，由坑内水位控制装置控制控制排污泵启停。

消防给水系统：

消防系统给水由小区地下消防水池供；本工程为一类公共建筑，采用湿式自动喷淋系统。

气象资料：

该市属于内陆性季风气候，特点是冬长而寒冷，夏短而凉爽、温差大、蒸发量大、日照长，全年风多雨雪少。

历年平均气温6.5℃；

历年最高气温38.4℃；

历年最低气温-31.4℃；

历年平均降雨量305毫米，降雨集中在7—8月份；

历年平均风速3.3米/秒；

全年主导风向为西北风；

地质资料：

地下水位为3.15至3.80米；

冻结浓度为1.5米。

该市地震基本烈度为8度，工程设施按8度设防。

二、基本工作思路

在设计中首先要根据设计内容搜集查阅相关给水排水资料，了解相关的建筑给水排水工程规范和其它国家规范，经比较选取比较合理的设计方案；然后按照《建筑工程设计文件编制深度的规定》及图标、地方、行业标准和任务书的要求进行设计计算并绘出草图；再到实际当中论证方案，使方案合理实用，最后整理设计说明书与计算书并绘出各部分的详图和系统图等施工图并提交成果上报。

以上设计资料及规范齐备，建筑施工图（平面图）已经给出。

任务书已经包含了建筑给排水设计的宏观任务。

经过我们四年大学的学习给水排水的知识和社会实践能力，目前已经具备综合应用所学知识的能力，加上导师的指导以及实践的论证，完成本题目设计任务是可行的。

任务书给出条件恰当、合理、任务适中。

我们预计在规定的时间里完成任务。

具体思路如下：

1.设计的准备阶段，到图书馆查阅资料，在所实习的单位收集相关资料，了解设计依据和设计规范。

特别利用实习机会了解工程实际中的具体问题，为日后的设计打好基础，避免设计不合理现象。

要以高质量低成本为原则，采用合理给排水方式，尽量减少能耗，并达到使用要求；

2.对整体环境做相关了解，准备不同类型方案从多方面做比较，最后确定最佳方案；

3.进行初步设计，包括初步粗略计算，对设备、管材、配件等做初步选择。

4.精细计算深化设计阶段，以给水、排水、消防为顺序，进行水量及高程计算，校核水头损失；

5.编写设计说明书和计算书；

6.绘制各系统的平面图、系统图，及卫生间大样图（手工图、CAD图）；

7.提交设计成果并进行预答辩；

8.根据指导教师提出的不足之处加以修改并完善设计成果；

9答辩准备及答辩。

设

计

工

作

计

划

1、4周：

布置任务，文献查阅，下载、借阅相关书籍和文献，知识巩固与学会检索并提交开题报告。

2、5-6周：

大楼各层给水、排水、消防管道及水池、水泵、水箱等设计计算。

3、7周：

编写主要材料及设备表，进行工程概预算。

4、8-9周：

编写各给水、排水、消防管道及水池，泵房，水箱等计算说明书。

5、10周：

大楼室外给水、排水水力计算，总结收效和存在的问题。

6、11-13周：

绘制平面布置草图、泵房详图、水池平面图、高位水箱详图、卫生间管道布置详图、低区给水系统图和高区给水系统图、绘出给水系统轴测图。

7、14-15周：

绘出排水系统轴测图、自喷系统图、消火栓系统图。

8、16周：

整理说明书、计算书。

9、17-18周：

打印、装订、出效果图，答辩。

指

导

教

师

审

查

意

见

负责人签字：

年月日

注：

学生根据导师的选题要求，在导师的指导下进行初步调研，并撰写开题报告，要求尽量做到思路清晰，各阶段目标明确，各部分任务之间的时间安排松紧得当，具有可操作性。

对于已提前接触和课题相关工作的学生，论文学期前所做的相关工作均可作为设计工作的一部分，并在设计工作计划中注明。

指导教师应认真审查开题报告，凡思路不清，目标不明确和不具备可操作性的开题报告必须重写。

文献检索一：

用自己的话完整地写出一种或以上有效的检索方法

一、系统有效的检索方法包括：

1顺序查找法：

按所检索资料的发稿时间、刊登时间等发展时序，由远及进，由旧到新的顺序查找，这种方法查全率高，但费时。

2倒序查找法：

与顺序查找法正好相反，倒序查找法是按所检索资料的的发稿时间、刊登时间等发展时序，由远及进，由新及旧的顺序查找。

3回溯查找法：

这是利用某一篇论文（或专著）后面所附的参考资料为线索，跟踪追查的方法。

这种查找方法在检索工具不齐全，对课题不熟悉或不需做深入研究的情况下是可取的，是一种针对性更强、更直接、效率更高的文献查阅方法。

但应注意要查阅权威性的标准参考源。

4循环查找法：

利用现有工具书查出这一段时间内的一批文献，再利用回溯查找法，查出没有检索工具的那一段时间的文献方法。

5整体综合查找法：

将各种方法结合加以使用，查找自己所需文献，以达到检索的目的。

二、在检索中我所采用的检索手段：

1互联网的通用搜索引擎法

这类引擎包含许多类目，内容几乎涵盖所有领域，如商业、经济、艺术与人文、教育、健康、科学等，每一大类下又分许多小类，可以按类进行检索，层层展开，直至所需。

如果没有查到资料或是资料不理想，也可用关键词来进行检索，可提高针对性，加快检索速度。

2手工文献检索

通过图书馆进行给水排水相关资料的查询，找到有关给水、排水、消防等资料进行记录。

供设计使用。

3计算机检索

通过对检索课题进行加以分析，明确检索目的、范围、主题观念、利用检索语言形成标识，制定检索提问式，输入计算机中进行检索的过程。

4专业搜索引擎及数据库

文献综述：

合理化设想

一、方案比较及选择

（一）方案比较

1、给水系统

高层建筑室内给水系统按其用途分为生活给水系统、生产给水系统和消防给水系统。

对于生活给水系统主要用于烹调、饮用、盥洗、淋浴、冲洗厕所便器等生活用水，水质必须严格符合生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）。

本设计是综合型高层建筑，主要用水为烹饪、盥洗、淋浴、冲洗厕所便器用水。

采用独立的给水系统使各用水分开，避免产生水质回流污染水质。

消防给水系统在消防系统设计中介绍。

（1）直接给水方式

       适用范围：

室外管网压力、水量在一天的时间内均能满足室内用水需要，H0>H。

       供水方式：

室外管网与室内管网直接相连，利用室外管网水压直接工作。

       特点：

系统简单，安装维护可靠，充分利用室外管网压力，内部无贮水设备，外停内停

（2）水泵水箱供水方式

适用：

室外管网水压周期性不足，一天内大部分时间能满足需要，仅在用水高峰时，由于水量的增加，而使市政管网压力降低，不能保证建筑上层的用水时。

       供水方式：

室内外管道直接相连，屋顶加设水箱，室外管网压力充足时（夜间）向水箱充水；当室外管网压力不足时（白天），由水箱供室内用水。

       特点：

       ①节能。

      ②无需设管理人员。

      ③减轻市政管网高峰负荷（众多屋顶水箱，总容量很大，起到调节作用）。

      ④屋顶造型不美观。

      ⑤水箱水质易污染。

       注意：

       ①采用该方式，应掌握室外供水的流量及压力变化情况，及室内建筑物内用水情况，以保证水箱容积能满足供水压力时，建筑内用水的需要。

       ②仅适用于用水量不大，水压力不足时间不很长的建筑。

V不大于20m3。

（2）水泵水箱联合供水

       适用：

室外管网压力经常不足且室内用水又不很均匀的供水方式，水箱充满后，由水箱供水，以保证用水。

       特点：

水泵及时向水箱充水，使水箱容积减小，又由于水箱的调节作用，使水泵工作状态稳定，可以使其在高效率下工作，同时水箱的调节，可以延时供水，供水压力稳定，可以在水箱上设置液体继电器，使水泵启闭自动化。

（3）水泵给水方式

      ①恒速泵

       适用：

室外管网压力经常不满足要求，室内用水量大且均匀，多用于生产给水。

  ②变频调速泵供水

       适用：

当建筑物内用水量大且用水不均匀时，可采用变频调速供水方式。

       特点：

变负荷运行，节省减少能量浪费，不需设调节水箱。

（4）分区供水方式

       适用条件：

多层建筑中，室外给水管网能提供一定的水压，满足建筑下几层用水要求，且下几层用水量有较大。

       供水方式：

下区由市政管网压力直接供水；上区由水泵水箱联合供水，两区间设连通管，并设阀门，必要时，室内整个管网用水均可由水泵、水箱联合供或由室外管网供水。

（5）环状供水方式

       按用水安全程度不同，管网为枝状管网、环状管网。

       枝状：

一般建筑中的给水管路。

       环状：

不允许断水的大型公共建筑、高层或某些生产车间。

       形式：

水平环状、垂直环状。

上述各种给水方式按其水平干管在建筑内敷设的位置分为：

      （6）下行上给式：

水平干管敷设在地下室天花板下，专门的地沟内或在底层直接埋地敷设，自下向上供水。

民用建筑直接从事外管网供水时，多采用此方式。

      （7）上行下给式：

水平干管设于顶层天花板下，吊顶中，自上向下供水。

       适用：

屋顶设水箱的建筑，或下行存在困难时采用。

       缺点：

结露、结冻，干管漏水时损坏墙面和室内装修、维修不便。

       另外，按用户对供水可靠程度要求的不同，管网分：

枝状（一般建筑）和环状（不允许断水的建筑）。

2、排水系统

高层建筑排水系统分为生活污水系统、生产废水系统、冷却废水系统、雨水系统和特殊排水系统。

本设计采用分流制排水体制。

雨水系统独立，生活污水与生活废水分离，生活污水经化粪池处理后排入城市管网。

按经验及《建筑给水排水设计规范》（GBJ15—88）和《建筑给水排水设计手册》等有关规范确定某些排水管径，重现期屋顶一般为2～5年，而地面一般为1年，重要公共建筑为10年。

本设计考虑诸多因素采用10年为一重现期。

（1）单立管排水系统

单立管排水系统是指只有一个根排水立管，没有专门通气立管系统。

①无通气管的单立管排水系统。

这种形式的立管顶部不与大气连通实用于立管短，卫生器具少，排水量少，立管顶部不便伸出屋面的情况。

②有通气管的普通单立管排水系统。

排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气连通适用于一般多层建筑。

③特制配件单立管排水系统。

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的弯头。

在排水立管管径不变的情况下改善水流与通气状态，增大排水能力。

这种通气方式因利用特殊结构改变水流方向和状态，所以叫诱导式通气。

适用于各类多层，高层建筑。

（2）双立管排水系统

双立管排水系统有一个排水立管和一根专用通气立管组成。

适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。

（3）三立管排水系统

三立管排水系统有三根立管组成，分别为生活污水立管，生活废水立管和通气立管。

适用于生活污水需分别排出室外各类多层，高层建筑。

综合比较分析得选用特制配件单立管排水系统。

3、消防系统

高层建筑消防设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理。

（1）消火栓系统

 ①不分区给水方式

    当建筑高度不超过70m时，一般有一层地下层，可采用不分区的给水方式。

即消火栓给水系统为一个分区，设置屋面水箱和一组消防水泵，消防水泵的扬程一50-100m H[2]O。

当栓口出水压力大于50mH[2]O时，应设减压孔板或减压稳压消火栓。

在室外设消防水泵接合器，体现“自救为主，外救为辅”。

    ②不分区给水方式

   当建筑高度超过70m，小于130m时，一般有1-2层地下层，可采用两个竖向分区的分区给水。

（2）自动喷水灭火系统

①湿式自动喷水灭火系统

湿式自动喷水灭火系统，是世界上使用时间最长，应用最广泛，控火、灭火率最高的一种闭式自动喷水灭火系统，目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70%以上采用了湿式自动喷水灭火系统。

湿式自动喷水灭火系统主要有以下一些特点：

a结构简单，使用可靠

湿式自动喷水灭火系统与其它自动喷水灭火系统比较，结构最简单，仅需湿式报警阀、喷头和必要的供水设施便可工作，系统充水后管理简单易行。

b系统施工简单。

湿式系统的喷头安装方向，可根据吊顶形式或美观、安全的要求，向上或向下安装，灵活方便。

与其它系统比较，湿式喷水灭火系统的施工中，对其管道接头、敷设坡度等的要求都不像干式系统或充气预作用系统那样严格，因此施工比较简单。

c灭火速度快、控火效率高。

湿式系统由于管网经常充以有压水，一旦发生火灾，系统在喷头开启后，能迅速出水灭火，灭火、控火效果较干式系统要好。

d系统投资省，比较经济。

由于湿式系统简单，安装省工，管理方便，所以建设投资和经常性的管理费均比其它系统要少。

e适用范围广。

湿式自动喷水灭火系统能广泛应用于环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物或场所。

基于以上特点，湿式系统是目前世界上应用最广泛的一种系统。

②干湿式自动喷水灭火系统

干湿式自动喷水灭火系统是交替使用干式系统和湿式系统的一种闭式自动喷水灭火系统。

a干湿式系统的适用范围

干湿式喷水灭火系统的出现是在干式系统应用的基础上，为了克服干式系统控火灭火率较低的缺点而产生的一种交替式自动喷水灭火系统。

它主要用于年采暖期少于100天的不采暖房间。

在冬季，系统管网中充以有压气体，系统为干式系统。

在温暖季节，管网中充以压力水，系统为湿式系统。

为利于在湿式系统改为干式系统时放空管道积水，干湿式系统应采用直立型喷头或干式下垂型喷头。

管道也应以一定坡度敷设，并应采取可行的放空管道积水的措施。

火灾延续时间内的消防用水由消防水池提供。

本住宅消防设计采用消火栓给水系统、商场采用自动喷水灭火系统和灭火器配置系统。

b干湿系统的特点

干湿式自动喷水灭火系统的报警阀是采用于式报警阀和湿式报警阀串联而成，也可采用干湿两用报警阀，系统可以交替作为干式系统和湿式系统使用，因此可以部分克服干式灭火系统效率低的问题。

由于干湿式系统管网内交替使用水和空气，管道易受腐蚀。

系统每年都需随季节变化来变换系统型式，管理上比其它系统要繁琐些，但当气候条件允许时，可以常年改为湿式系统使用。

③预作用自动喷水灭火系统

a系统的适用范围

预作用系统同时具备了干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点，而且还克服了喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统易产生水渍的缺陷，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以致造成严重水渍的场所，还可用于对自动喷水灭火系统安全要求较高的建筑物中。

因此，预作用系统可以用在干式系统、湿式系统和干湿式系统所能使用的任何场所，而且还能用于一些这三个系统都不适宜的场所。

④雨淋系统

雨淋系统适用于燃烧猛烈，蔓延迅速的严重危险建筑物或场所，如炸药厂、剧院舞台上部、大型演播室、电影摄影棚等等。

如果在这些建筑物中采用闭式自动喷水灭火系统，发生火灾时，只有火焰直接影响到喷头才被开启喷水，且闭式喷头开启的速度慢于火势蔓延的速度，因此不能迅速出水控制火灾。

雨淋系统的主要特点

a雨淋系统反应快，它是采用火灾探测传动控制系统来开启系统的。

由于火灾发生到火灾探测传动控制系统报警的时间短于闭式喷头开启的时间，所以雨淋系统的反应时间比闭式自动喷水灭火系统快得多。

如果采用充水式雨淋系统，则其反应速度更快，更利于尽快出水灭火。

b系统灭火控制面积大，用水量大。

雨淋系统采用的是开式喷头，发生火灾时，系统保护区域上的所有喷头一起出水灭火，能有效地控制住火灾，防止火灾蔓延，初期灭火用水量就很大，有助于迅速

c在实际应用中，系统形式的选择比较灵活。

（二）方案选择

本设计为鄂尔多斯市心怡小区1#楼高层建筑给水排水及消防设计，为综合性建筑给排水工程设计，主要分给水系统、排水系统、消防系统、热水系统。

本设计遵循的设计原则为功能满足、技术先进、经济合理、运行安全、节水节能、管理方便。

根据国家规范、地方标准、行业经验、设计任务书及相关文件综合考虑进行设计。

 1、给水系统的选择

以上综合分析选用如下给水系统；

本设计采用分区供水避免压力过大造成不利影响，本工程为一类公共建筑，为了满足水质高要求，避免水箱里水质二次污染，从经济、技术供水可靠性，社会和环境因素，水源采用自城市自来水公司，干管直接接市政管网，该工程为高层建筑给水，采用并联变频泵供水方式。

根据国内外在高层建筑给水排水设计中普遍都是以给水分区最低层配水点处最大玉虚静水压力值为依据，进行竖向分区。

市政管网压力为0.25～0.30MPa，供低区水压，中，高区采用变频泵供水方式。

2、排水系统

在建筑内部排水系统中，雨水系统必须独立设置。

由于高层建筑层数多，高度大卫生器具多，排水量大，由于水舌的影响和横干管起端产生强烈的冲击水流使水跃增加，会影响管道中较大的压力波动导致水封破坏，室内环境污染。

高层内仅设伸顶通气不能稳定系统内压力要求所以采用特制配件单立管排水系统。

雨水排水系统为内排水系统。

3、消防系统的选择

（1）消火栓系统的选择

确定室内消火栓给水系统给水方式有该建筑的高度、材料与设备的性能、维修与管理水平等因素，其中主要是建筑高度。

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2001年版）（以下简称《高规》）根据我国的实际情况在第7.4.6.5条中规定：

“消火栓栓口的静水压力不应大于0.80MPa，当大于0.80MPa时，应采取分区给水系统。

消火栓栓口的出水压力大于0.5MPa时，消火栓处应设减压装置。

”[1]消火栓给水系统的竖向分区应以此为依据。

笔者认为这一条主要考虑当消火栓所受静水压力大于0.80MPa时，一是消火栓系统（如管道、阀门、管件等）平时容易发生渗漏，失火时水压增大容易发生爆裂等事故：

二是因此消火栓竖向分区高度将加大，导致消防水泵扬程增大、压水管增长，在消防时如果因高压发生事故，不但影响灭火，而且将造成其它严重后果。

规定最低消火栓栓口的静水压力不大于0.80MPa,将保证消火栓给水系统安全运行，使竖向分区经济合理。

鄂尔多斯市心怡小区1#楼高层建筑消防设计，住宅楼层采用消火栓灭火系统。

层高为57m采用不分区供水方式，当消火栓出水压力大于0.5Mpa时候采用减压阀，采用水箱，消防水池，消防泵供水方式。

（2）自动喷水灭火系统

根据本工程一二层是商业区，由于商业区综合性强，由于着重考虑可靠性和安全性，采用湿式自动喷水灭火系统与消火栓消防系统。

二、设备选材

本设计的给水、排水、消防、雨水等系统所采用的管材，通过图书查阅、网上检索，根据当前最新的行业使用标准确定。

如给水系统管道采用PP—R，排水、雨水系统管道采用中空壁消音硬聚氯乙烯螺旋管，这种管道具有降低排水噪音和提高通水能力的作用。

消火栓系统采用涂塑钢管，其水力损失小且耐压性能好。

自动喷水灭火系统采用热镀锌无缝钢管。

三、节水节能措施

设计中应当对节水节能给予充分的重视，本设计从以下几个方面：

水量平衡、水表的正确安放、采用恒压变频泵、降低热能消耗、采用保温防腐措施等有效的降低了能源消耗。

四、水质保护

综合建筑的给水包括饮用水、淋浴，热水的水质必须有保障。

我国的水质量和安全供水的保障体系已经相当完善，本设计的水质指标根据美国和世界卫生组织制定与颁布的水质标准为依据。

给水管网引入管设置倒流防止器，以免污染市政给水管网。

五、安全问题

设计中必须考虑的安全问题有：

给水系统根据市政管网的压力及分区所需压力采取措施保证供水点所需的最低水压避免顶层龙头产生“负压回流”现象。

也要避免产生水质回流污染水质；排水系统避免环境污染问题、水封安放恰当、不产生水锤，水跃等现象，另外注意选材，使用要求及使用前进行试压，试气、明确管道的布置和设备的使用要求、处理意外的紧急措施（设手提灭火器）、淘汰产品不用、各管道要有明显的标识。

烟道，风道和管道位置正确等等。

六、维护公共利益

设计中必须维护公共利益，如红线规则、排水管道的设置，污水的排放、消防水泵接合器的设置、阀门井，水表井的设置位置、专项系统（通气管）强制措施应用等。

本设计中以上情况均做实际处理维护公共利益。

注：

通过对现有文献得分析，对潜在的新思路进行发散式构想，即在现有的基础上我们还能做什么？

要求既大胆创新、又能言之成理。

文献综述：

简述主要文献要点及综合分析

【文献一】李玉华,苏德俭.建筑给水排水工程设计计算.北京：

中国建筑工业出版社.2006

全书以基本理论阐述为主，适当介绍本学科的某些新技术。

重点介绍公共与民用建筑室内给水，室内排水及热水供应的设计原理及方法。

主要内容有建筑内部给水系统及计算、建筑内部排水系统及计算、建筑消防系统及设计、建筑雨水排水系统及计算、建筑内部热水供应及计算。

【文献二】王增长,建筑给水排水工程（第五版）北京;中国建筑工业出版社2005

本书是为工科院校给水排水工程专业编写的教材。

其内容主要是对基本概念和基本理论的论述，参照了有关新规范的要求吸收了今年来国内外建筑给水排水工程的新理论、新技术、新设备。

本书体系完整、结构严谨、内容丰富、图文并茂、通俗易懂、实用可行。

【文献三】李亚峰,将白懿等.高层建筑给排水工程.北京化:

学工业出版社

本书主要介绍高层建筑给排水工程的基本知识，设计方法及设计要求。

包括高层建筑给水系统，高层建筑消防给水系统，高层建筑排水系统，高层建筑热水及饮水供应系统，建筑中水系统等内容，并对近几年关于高层建筑给水排水工程方面的新方法，新技术，新材料等做了详细的介绍。

为了使读者尽快掌握高层建筑给水排水的设计计算方法，书中每部分都有设计计算例题。

本书可供给水排水工程设计，施工的工程技术人员使用，也可作为给水排水工程专业的教学参考书。

【文献四】刘宝林,给水排水设计图集.北京:

中国建筑工业出版社.2004

本图集实用性、针对性和示规范性强，对于从事建筑给水排水设计的工程技术人