第一篇：2018消防給水系統(tǒng)設(shè)計計算說明書

http://www.tmdps.cn 2018消防給水系統(tǒng)設(shè)計計算說明書

2018消防給水系統(tǒng)設(shè)計計算說明書，在消防系統(tǒng)中給水系統(tǒng)的設(shè)計顯得十分重要，確定建筑的消防用水量、合理布局系統(tǒng)管網(wǎng)和消火栓、確定消火栓配水管低壓力和小管徑以及消火栓的低給水流量、選擇消防泵、配置建筑物消防水箱和消防水池等。那么2018消防給水系統(tǒng)設(shè)計計算說明書有哪些呢?下面我們一起來看看吧，希望對大家有所幫助。

1、建筑的消防給水和滅火設(shè)施設(shè)計的原則

在設(shè)計建筑的消防給水和滅火設(shè)施時，應(yīng)充分考慮各種因素，特別是建筑物的火災(zāi)危險性、建筑高度和使用人員的數(shù)量與特性，使之既保證建筑消防安全，快速控火滅火，又節(jié)約投資，合理設(shè)置。

2、消防給水系統(tǒng)和滅火設(shè)施設(shè)計

消防給水系統(tǒng)完善與否，直接影響火災(zāi)撲救的效果。設(shè)計消防給水系統(tǒng)，應(yīng)確保消防給水條件較好，水量、水壓有保障。

3、管道流速

為防止消防用水時形成的水錘損壞管網(wǎng)或其他用水設(shè)備，對消火栓給水管道內(nèi)的水流速度作了一定限制，消火栓給水系統(tǒng)流速不宜大于2.5m/s;自動噴水滅火系統(tǒng)的管道流速，不宜超過5.0m/s(應(yīng)保證任意作用面積內(nèi)的平均噴水強度)，特殊情況下可控制在10m/s以下。但不應(yīng)大于10m/s。

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第二篇：綜合辦公樓給水排水工程設(shè)計計算說明書

題目：天津市某局綜合辦公樓給排水設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書

系 名 專 業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師

2014年 6 月 8日

摘要

本設(shè)計的主要任務(wù)是天津市某局綜合辦公樓建筑給水排水工程設(shè)計，設(shè)計的主要內(nèi)容包括：建筑給水系統(tǒng)、建筑排水系統(tǒng)、消火栓給水系統(tǒng)和自動噴淋系統(tǒng)的設(shè)計。

本工程建筑面積33493m2,建筑物總高度 92.9 米,為一類綜合樓.地下一層為汽車庫兼戰(zhàn)時人防（消防水池、消防泵房、生活泵房、變配電室等設(shè)備用房設(shè)于地下一層）；一至四層為辦公、餐飲；五層至二十五層為公寓式辦公。其中地下一層層高為4.500m,一至四層層高為5.200m，五至十七層層高為3.500m，十八至二十四層層高為3.400m，二十五層層高為2.800m。

市政給水管網(wǎng)供水壓力不小于0.25MPa，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，室內(nèi)給水系統(tǒng)擬采用分區(qū)給水方式。給水系統(tǒng)分三區(qū)：一至三層為低區(qū)，由市政管網(wǎng)直接供水；四層至十三層為中區(qū)，四十層至二十五層為高區(qū)，中區(qū)、高區(qū)由變頻泵供水。由于該建筑位于天津市，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，給水系統(tǒng)中包括自來水系統(tǒng)和中水系統(tǒng)。

建筑排水系統(tǒng)采用合流制，污水直接排入市政管網(wǎng)。

建筑消火栓給水系統(tǒng)主要為室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)，擬采用并聯(lián)分區(qū)消防給水方式，地下一層至十二層為低區(qū)，十三層至二十五層為高區(qū)。消火栓的布置范圍包括各樓層、消防電梯前室和屋頂檢驗用。消火栓保護半徑為23m。

建筑自動噴淋系統(tǒng)擬采用預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)，建筑內(nèi)噴頭數(shù)量約3328個，設(shè)5個報警閥，報警閥后管網(wǎng)為枝狀網(wǎng)，每層設(shè)水流指示器。關(guān)鍵詞：建筑給水系統(tǒng)；排水系統(tǒng)；消火栓系統(tǒng)；自動噴淋系統(tǒng)

Abstract

The main task of this design is the water supply and drainage design of a business buiding in Tianjin.The content of my design includes the design of the building water supply system, the building water drainage system, the building storm-water system, the hydrant water supply system and the automatic sprinkler system.The building has 1 floor underground and 25 floors overground.The height of the building is92.9m.The first to the fourth floor are Non-standard layer;The fifth to the twenty five are standard layer;The twenty-fifth is the top.The municipal water supply piping can provide 0.25Mpa head.After the comparison of technicality and economy, interior water supply system intends to adopt subarea water supply.Preliminary study out that building water supply system is divided three areas:-1~3 floors are low area.The pipe network supplies water directly from municipal water supply piping;4~13 floors and 14~25 floors are high area.Water supply is supplied by no negative pressure water equipment.The building water sewerage system adopt confluence.All waste water enter drain via a septic-tank.The building storm-water system adopts inner draining.Hydrant water supply system includes interior hydrant water supply system and outside hydrant water supply system.Hydrant arranging range includes every storey, the room in front of fire elevator and roof for check.The hydrant protects a radius of 23m.The number of sprinkler heads in the building is about 3328.The automatic sprinkler system set up 5 groups watery alarm valve.Behind the alarm valve, the piping is set as branch.Every storey set water flow indicator.Key words：the building water supply system；water drainage system；hydrant water supply system；the sprinkler system

目 錄

第一章 設(shè)計概述及設(shè)計依據(jù).................................2

1.1 設(shè)計概述...............................................1

第二章 生活給水系統(tǒng).......................................3

2.1 系統(tǒng)的組成與選擇.......................................32.2 給水管道平面布置及管道敷設(shè)..............................42.3 生活給水系統(tǒng)的設(shè)計計算.................................6

2.4 減壓設(shè)施計算..........................................16

2.5 給水附件..............................................16

第三章 建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng).........................18

3.1 消火栓系統(tǒng)的組成與用水量...............................18

3.2 消火栓系統(tǒng)類型........................................19

3.3 消火栓系統(tǒng)設(shè)備初期選型................................19

3.4 消火栓系統(tǒng)給水方式與布置...............................213.5 減壓孔板的設(shè)計與計算..................................33

第四章 自動噴水滅火給水系統(tǒng)..............................37

4.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的一般規(guī)定.............................37

4.2 自動噴水滅火系統(tǒng)的使用范圍及組成.......................37

4.3 自動噴水滅火系統(tǒng)用水量確定.............................38

4.4 自動噴水滅火系統(tǒng)方案確定...............................38

4.5 自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)布置...............................40

4.6 自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算...........................41

4.7 水箱容積的計算........................................47

4.8 增壓設(shè)施的計算與選擇..................................47

4.9 消防貯水池的計算......................................48

4.10 水泵接合器設(shè)計.......................................49

第五章 建筑室內(nèi)排水工程..................................50

5.1 排水系統(tǒng)設(shè)計要求、組成..............................50

5.2 排水系統(tǒng)排水體制的選擇..............................50

5.3 排水系統(tǒng)平面布置......................................51

第六章 結(jié)論................................................1 參考文獻................................................1外文資料

中文譯文

致謝

天津大學(xué)仁愛學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）

第一章

設(shè)計概述及設(shè)計依據(jù)

1.1 設(shè)計概述 1.1.1 工程概況

本工程坐落于天津市河西區(qū)銀河公園北側(cè)的樂園道與越秀路交角處, 建筑面33493m2,建筑物總高度92.9米,為一類綜合樓.。

地下一層為汽車庫兼戰(zhàn)時人防（消防水池、消防泵房、生活泵房、變配電室等設(shè)備用房設(shè)于地下一層）；一至四層為辦公、餐飲；五層至二十五層為公寓式辦公。其中地下一層層高為4.500m,一至四層層高為5.200m，五至十七層層高為3.500m，十八至二十四層層高為3.400m，二十五層層高為2.800m。

1.1.2 設(shè)計資料

1）給水水源

本工程給水水源由樂園道、越秀路的市政給水管網(wǎng)各引入一條DN200進水管，并在建筑物周圍呈環(huán)形管網(wǎng)DN200布置作為室內(nèi)生活、消防水源。市政給水管道供水壓力不小于0.25MPa，埋深1.30m。

2）排水條件：

市政排水管道為污、雨水分流制排水系統(tǒng)。室內(nèi)糞便污水允許排入城市下水道，樂園道與越秀路都有市政污水管道，污水管管徑d1200，埋深≥2.40m。

3）氣象及工程地質(zhì)資料

最大凍土深度69cm，最大積雪厚度20cm，降水量:平均年總量569.9mm，一小時最大92.9mm。冬季室外極端最低溫度-22.9℃。最冷月月平均最低-8.2℃。

4）建筑設(shè)計資料 建筑各層平面圖1:100。

1.1.3 建筑給水排水工程設(shè)計任務(wù)

根據(jù)建筑的性質(zhì)、用途，要求合理安排給水排水管線，確定管道管徑等。根據(jù)現(xiàn)在的防火災(zāi)的實際情況，再基于高層建筑消防應(yīng)立足于自救的規(guī)范要求，該樓的消防要求較高，設(shè)置有獨立的消火栓系統(tǒng)和自動噴灑系統(tǒng)；此外，從美觀方面考慮，管道均盡量暗敷設(shè)。

要求設(shè)計的該建筑的給水排水工程的各分項工程為： 1）建筑給水系統(tǒng)設(shè)計：

建筑給水系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容：確定生活給水設(shè)計標準與參數(shù)進行用水量計算；選擇給水方式，布置給水管道及設(shè)備；進行給水管網(wǎng)水利計算及室內(nèi)所需水壓的計算；貯水池容積計算并確定構(gòu)造尺寸；選擇生活水泵；確定管材及設(shè)備；繪制給水系統(tǒng)的平面圖、系統(tǒng)圖及衛(wèi)生間大樣圖。

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2）建筑消防系統(tǒng)設(shè)計：

建筑消防系統(tǒng)設(shè)計包括消火栓系統(tǒng)、噴灑滅火系統(tǒng)。

建筑消火栓系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容：消防水量計算；消防給水方式的計確定；消火栓、消防管道布置；消防管道水力計算及消防水壓計算；消防泵的選擇；繪制消火栓系統(tǒng)的平面圖及系統(tǒng)圖。

自動噴灑滅火系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容：給水方式的確定；選擇、布置噴頭；自動噴灑系統(tǒng)水力計算；噴灑泵的選擇；確定穩(wěn)壓系統(tǒng)；繪制自動噴灑滅火系統(tǒng)的平面圖及流程圖。

3）建筑排水系統(tǒng)設(shè)計：

建筑排水系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容：選擇排水體制；確定排水系統(tǒng)的形式和污水處理方法；排水管道水力計算；選擇管材及管道安裝；繪制排水系統(tǒng)的平面圖及系統(tǒng)圖。

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第二章

生活給水系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)的組成與選擇 2.1.1 系統(tǒng)的組成

整個給水系統(tǒng)由引入管、水表節(jié)點、給水管網(wǎng)和附件以及加壓設(shè)備和生活水箱等構(gòu)筑物組成。

2.1.2 系統(tǒng)的選擇

市政給水管網(wǎng)常年可提供的最小水頭為0.25MPa，建筑高度為92.9m，市政水壓不能滿足建筑內(nèi)部用水要求，根據(jù)設(shè)計資料以及規(guī)范中的要求,故采用分區(qū)給水方式。

根據(jù)設(shè)計資料擬定以下三種方案，如表2-1所示。

表2-1 方案比較表

方案 方案一： 水泵并聯(lián)分區(qū)給水方式 方案二： 水泵串聯(lián)分區(qū)給水方式 供水方式說明 各給水分區(qū)分別設(shè)置水泵或調(diào)速泵，各分區(qū)水泵采用并聯(lián)方式供水。各分區(qū)均設(shè)置水泵或調(diào)速泵，各分區(qū)水泵采用串聯(lián)方式供水。

優(yōu)缺點

優(yōu)點：供水可靠、設(shè)備布置集中，便能量消耗較少。

優(yōu)點：供水可靠，不占用水箱使用面積，能量消耗少。

維護、管理不便。在使用時，水泵啟動順序為自下而上，各區(qū)水泵能力應(yīng)匹配。

方案三： 水泵供水減壓閥減壓分區(qū)給水方式 各分區(qū)不單獨設(shè)置水泵或調(diào)速泵，由一臺或多臺水泵或調(diào)速泵統(tǒng)一供水，低區(qū)設(shè)減壓閥減壓。

優(yōu)點：供水可靠，設(shè)備與管材少，投資省，設(shè)備布置集中，省去水箱占用面積。

備注 在分區(qū)中要避免時還應(yīng)保證分區(qū)利配水點的出流要求，一般不宜此外，高層建筑豎向分區(qū)的最大水壓并不是衛(wèi)生器具正常使用的最佳水壓，為節(jié)省能源和投資，利用城鎮(zhèn)管網(wǎng)水壓。

于維護、管理，省去水箱占用面積，過大的水壓，同缺點：水泵數(shù)量多、揚程各不相同。給水系統(tǒng)中最不

缺點：水泵數(shù)量多，設(shè)備布置不集中，小于0.1MPa。

缺點：下區(qū)水壓損失大，能量消耗多。在分區(qū)時應(yīng)充分

從上述三種供水方式的特點中,不難看出,每種供水方式都是有利有弊。最后結(jié)合實際工程情況進行分析,揚長避短,發(fā)揮優(yōu)勢,充分利用有利條件,確定合理的供水方式。

綜上所述, 結(jié)合該綜合辦公樓的用水特點：由于主樓五層至二十五層為公寓式辦公，用水時間一般按18個小時考慮；裙樓一層至四層為營業(yè)廳，敞開辦公區(qū)和職工餐廳，用水時間較少一般按8~12小時考慮，各個時段用水不均勻。考慮到用水的安全可靠性，能

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源消耗，投資費用等問題，設(shè)計采用變頻調(diào)速泵的并聯(lián)分區(qū)給水方式，即低區(qū)由市政管網(wǎng)直接供水，高區(qū)由變頻調(diào)速泵供水。

該建筑的給水系統(tǒng)方案確定如下：分高、中、低三區(qū)，低區(qū)：地下一層和地上一層至三層；中區(qū)：四層至十三層；高區(qū)：十四層至二十五層。低區(qū)由市政管網(wǎng)直接供水，中區(qū)和高區(qū)由變頻水泵加壓供水。消防水箱設(shè)于頂層，生活消防水池、生活泵房、消防泵房設(shè)于地下室內(nèi)。消防水箱由生活供水水泵供水。

2.2 給水管道平面布置及管道敷設(shè) 2.2.1 基本要求

1)保證供水安全和良好的水力條件，力求經(jīng)濟合理

管道布置時應(yīng)力求長度最短，盡可能呈直線走向，并與墻、梁、柱平行敷設(shè)，但不能有礙于生活、工作和同行。給水干管應(yīng)盡量靠近用水量最大的設(shè)備處或不允許間斷供水的用水處，以保證供水可靠，并減少管道傳輸流量，使大口徑管道長度最短。給水引入管，應(yīng)從建筑物用水最大處引入。當建筑物內(nèi)衛(wèi)生器具布置比較均勻時，應(yīng)在建筑物的中央部分引入，以縮短管網(wǎng)向最不利點的輸水長度，減少管網(wǎng)的水頭損失，節(jié)省管材。

不允許間斷供水的建筑，應(yīng)從室外環(huán)狀管網(wǎng)的不同管段引入，引入管應(yīng)不少于2條。若必須在同側(cè)引入時，兩條引入管的間距不得小于15m，并在兩條引入管之間的室外給水管上安裝閥門。

室內(nèi)給水管網(wǎng)宜采用枝狀布置，單向供水。不允許間斷供水的建筑和設(shè)備，應(yīng)該用環(huán)狀管網(wǎng)或貫通枝狀雙向供水（若不可能是，則應(yīng)采用設(shè)置高位水箱或增加第二水源等保證安全供水的措施）。

2)保證管道不受損壞，便于安裝維修

當管道埋地時，應(yīng)避免被重物壓壞或被設(shè)備震壞；不允許管道穿過設(shè)備基礎(chǔ)，特殊情況下，應(yīng)同有關(guān)專業(yè)人員協(xié)助處理；同時管道也不宜穿過伸縮縫、沉降縫。若穿過則應(yīng)采取保護措施。為防止管道腐蝕，管道不允許布置在煙道、風道和排水溝內(nèi)，不允許穿大、小便槽。當立管位于小便槽端部≤0.5m時，在小便槽端部應(yīng)有建筑隔斷措施。

3)不影響生產(chǎn)安全和建筑物的使用

給水橫干管敷設(shè)于技術(shù)層內(nèi)、吊頂中伙管溝內(nèi)，立管設(shè)于給排水管道豎井，支管可敷設(shè)于吊頂、墻體、地板找平層、管窿內(nèi)，這樣美觀衛(wèi)生。

為避免管道滲漏而造成配電間電氣設(shè)備故障或短路，管道不得穿過變配電間、電梯機房、通信機房、大中型計算機機房、計算機網(wǎng)絡(luò)中心、有屏蔽要求的X光室、CT室、檔案室、書庫、音像庫房等遇水會損壞設(shè)備和引發(fā)事故的房間，一般也不宜穿過臥室、書房及貯藏間。不能布置在妨礙生產(chǎn)操作和交通運輸處或遇水能引起燃燒、爆炸或損壞的設(shè)備、天津大學(xué)仁愛學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）

產(chǎn)品和原料上。此外，不宜穿過櫥窗、壁柜、吊柜等設(shè)施和在機械設(shè)備的上方通過，以免影響各種設(shè)施的功能和設(shè)備的維修。

4)在技術(shù)層、吊頂層中給水管道、排水管道交叉時，一般是給水管在上面，其次是排水管。當給水管與排水管道交叉或者平行敷設(shè)時，應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的距離要求，若不滿足應(yīng)該加設(shè)防護措施。

5)便于安裝維修

布置管道時其周圍要有一定的空間，以滿足安裝、維修的要求，給水管道與其他管和建筑結(jié)構(gòu)的最小凈距見表2-2。需人檢修的管道井，其工作通道凈寬度不宜小于0.6m，管井應(yīng)每層設(shè)外開檢修門。

表2-2水管道與其他管道和建筑結(jié)構(gòu)之間的最小凈距

給水管道名稱 室內(nèi)墻面

>100 >25 >35 >50 >60

地溝墻壁和其他管道

>100

梁、柱、設(shè)

備

50（無焊縫）

排水管

備注

水平凈距 >1000 >500

垂直凈距 >150 >150

在排水管上

方 在排水管上

方

引入管 橫干管

<32 立管 32～50 75～100 125～150

2.2.2 布置形式

給水管道的布置按供水可靠程度要求可分為枝狀和環(huán)狀兩種形式，前者單向供水，供水安全可靠性差，但節(jié)省管材，造價低；后者管道相互連通，雙向供水，安全可靠，但管線造價高。一般建筑內(nèi)給水管網(wǎng)宜采用枝狀布置。本設(shè)計采用枝狀管網(wǎng)布置。

按水平干管的敷設(shè)位置又可分為上行下給、下行上給和中分式三種形式。為節(jié)省空間和管材本設(shè)計中采用下行上給供水方式。

2.2.3 給水管道的材料

建筑給水系統(tǒng)最常用的管道有鋼管、鑄鐵管、塑料管等根據(jù)管道材料可分為金屬管、非金屬管和復(fù)合管三類。

本設(shè)計中采用三型聚丙烯管，也就是PP-R管，PPR管的接口采用熱熔技術(shù)，管子之間完全融合到了一起，所以一旦安裝打壓測試通過，一般不會再漏水，可靠度極高。

其優(yōu)點：

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a 衛(wèi)生、無毒本產(chǎn)品屬于綠色建材，可用以純凈水、飲用水管道。

b 耐腐蝕、不結(jié)垢可避免因管道銹蝕引起的水盆、浴缸黃斑銹跡之憂，可免除管道結(jié)垢所引起的的堵塞。

c 較好的耐熱性。PP-R管的維卡軟化點131.5℃。最高工作溫度可達95℃，可滿足建筑給排水規(guī)范中熱水系統(tǒng)的使用要求。

d 質(zhì)量輕比重僅為金屬管的七分之一。

e 外形美觀產(chǎn)品內(nèi)外壁光滑，流體阻力小，色澤柔和，造型美觀。

f PP-R具有良好的焊接性能，管材、管件可采用熱熔和電熔連接，安裝方便，接頭可靠，其連接部位的強度大于管材本身的強度。

g 使用壽命長。PP-R管在工作溫度70℃，工作壓力(P.N)1.OMPa條件下，使用壽命可達50年以上；常溫下(20℃)使用壽命可達100年以上。

h 物料可回收利用。PP-R廢料經(jīng)清潔、破碎后回收利用于管材、管件生產(chǎn)。回收料用量不超過總量10%，不影響產(chǎn)品質(zhì)量。

根據(jù)上述管道布置要求進行給水管道平面布置，具體平面布置見平面布置圖（圖紙）。根據(jù)具體平面圖，管線的標高相對位置（軸側(cè)關(guān)系）進行系統(tǒng)圖繪制，具體系統(tǒng)圖見生活給水系統(tǒng)圖（圖紙）。

2.3 生活給水系統(tǒng)的設(shè)計計算 2.3.1 生活用水量計算

1)確定生活用水定額qd及小時變化系數(shù)kh。

根據(jù)原始資料中建筑物性質(zhì)及衛(wèi)生設(shè)備完善程度，按《建筑給水排水規(guī)范》確定用水定額和小時變化系數(shù)，列于生活用水計算表中，未預(yù)見水量按以上各項之和的15%計。

2)生活用水量計算

根據(jù)設(shè)計規(guī)范及手冊,生活調(diào)節(jié)水量取不小于建筑最高日用水量的10%～25%。生活水箱僅提供4～25層的生活用水,地下室及1～3層由市政管網(wǎng)供給。

（1）最高日用水量Qd

Qd?q0?N

(2-1)式中

Qd

q0

N 最高日用水量，L/d；

最高日生活用水定額[7]，L/(m3·d),L/(人·d)或L/(人·班)。用水單位數(shù)。

（2）最大小時生活用水量Qh

Qh?式中

QhQd?Kh

(2-2)T最高時用水量，L/h；

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T

K用水時間，h； 時變化系數(shù)。

h3)用水量計算

（1）用水定額的確定

本設(shè)計建筑物用水類別主要是公寓式辦公、敞開式辦公、職工餐飲及停車場地面沖洗用水。根據(jù)建筑給排水用水定額規(guī)定：

公寓式辦公用水定額范圍：300～350 L/(人·d)，時變化系數(shù)：2.0，使用時間：10～16h。設(shè)計中取350 L/(人·d)，使用時間,16h。

敞開式辦公用水定額范圍：30～50 L/(人·班)，時變化系數(shù)：1.5～1.2，使用時間：8～10h。設(shè)計中取40 L/(人·班)，時變化系數(shù)1.5，使用時間8h。

職工餐飲用水定額范圍：20～25 L/(人·次)，時變化系數(shù)：1.5～1.2，使用時間：12～16h。設(shè)計中取25L/(人·次)，時變化系數(shù)1.5，使用時間12h。

停車場地面沖洗用水定額范圍：2～3L/(m2·次)，時變化系數(shù)：1.0，使用時間：6～8h。設(shè)計中取3L/(m2·次)，使用時間6h。

（2）建筑使用人數(shù)估計

根據(jù)有關(guān)規(guī)定：辦公樓使用人數(shù)按8～10m2/人算，取10m2/人。

本設(shè)計建筑面積33493m2，其中地下一層面積約為3500m2，地上一層至四層的普通辦公區(qū)面積約為6000m2，使用人數(shù)約為600人。五層至二十五層公寓式辦公面積12000m2，使用人數(shù)約為1200人。假設(shè)職工餐廳只供應(yīng)普通辦公區(qū)職員，則每日餐飲人數(shù)約為600人。

表2-3總用水量計算表

用給水分區(qū) 用水 類別

用水定額

L

用水單位/m2

水次數(shù)/d 高區(qū) 中區(qū)

敞開式辦公 敞開式辦公

低區(qū) 職工餐飲 停車場沖洗 40（L /人·班）40（L /人·班）25（L /人·次）3L/(m·次)

2用水時間/h 16h 16h 8h 8h 12h 6h

時變化系/Kh 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.0

最高日用水量d-1 Qd/m3·315.00 105.00 6.00 18.00 30.00 10.50

最高時用水量 h-1 Qh/m3·39.38 13.13 1.10 3.40 3.75 1.75 公寓式辦公 公寓式辦公 350（L /人·d）350（L /人·d）

900人 300人 150人 450人 600人

2次

3500m2 1次

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合 計

未預(yù)見

按合計的15%計 總

計

24h

2.0

484.50 72.68 557.18

62.51 6.06 68.57

2.3.2 給水管網(wǎng)水力計算

1)給水設(shè)計秒流量計算

給水管道的設(shè)計流量不僅是確定各管段管徑的主要依據(jù)，也是計算管道水頭損失，進而確定給水系統(tǒng)所需壓力的主要依據(jù)。因此，設(shè)計流量的確定應(yīng)符合建筑內(nèi)部的用水規(guī)律。建筑內(nèi)的生活用水量在一晝夜、一小時中都是不均勻的，為保證用水，生活給水管道的設(shè)計流量應(yīng)為建筑內(nèi)衛(wèi)生器具按配水最不利情況組合出流時的最大瞬時流量，又稱設(shè)計秒流量.集體宿舍、旅館、賓館、醫(yī)院、療養(yǎng)院、幼兒園、養(yǎng)老院、辦公樓、辦公樓商場、客運站、會展中心、中小學(xué)教學(xué)樓、公共廁所等建筑。

該類建筑的設(shè)計秒流量按下式計算：

qg=0.2aNg

(2-3)式中

qg

Ng

ａ給水設(shè)計秒流量，（L/s）；

計算管段的衛(wèi)生器具當量總數(shù)，查表2-4；

根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)，查下表知2-5，本建筑按辦公樓 a值取 1.5。

使用公式（2-3）時應(yīng)注意以下幾點：

(1)算值小于該管段上一個最大衛(wèi)生器具給水額定流量時，應(yīng)采用一個最大的衛(wèi)生器具給水額定流量作為設(shè)計秒流量。

(2)如計算值大于該管段上按衛(wèi)生器具給水額定流量累加所得流量值時，應(yīng)按衛(wèi)生器具給水額定流量累加所得流量值采用。

(3)有大便器延時自閉沖洗閥的給水管段，大便器延時自閉沖洗閥的給水當量以0.5計，計算得到qg附加1.20L/s的流量后，為該管段的給水設(shè)計秒流量。

(4)綜合性建筑的az值應(yīng)按下式計算：

??iNgi

(2-4)

az??Ngi??式中

azNgi

ai綜合型建筑總的秒流量系數(shù)

綜合性建筑內(nèi)各類建筑物的衛(wèi)生器具的給水當量數(shù) 分別相當于Ngi的設(shè)計秒流量系數(shù)

表2-4 管段衛(wèi)生器具基本計算數(shù)據(jù)

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給水配件當量 額定流量/L.s-1

當量 連接管工程直徑/mm 最低工作壓力/MPa 洗臉盆（混合水嘴）洗滌盆、拖布盆（單閥水嘴）小便器/自動自閉式?jīng)_洗閥 大便器/延時自閉式?jīng)_洗閥 大便器/沖洗水箱浮球閥 淋浴器（混合閥）浴盆（混合水嘴含帶淋雨轉(zhuǎn)換器）0.10 0.5 15 0.050

0.3 0.10 1.20 0.10 0.10 0.20

1.5 0.50 0.50 0.50 0.5 1.0 15 25 15 15 15

0.050 0.020 0.100~0.150 0.020 0.050~0.100 0.050~0.070

表2-5根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)α值

建筑物名稱 幼兒園、托兒所、養(yǎng)老院

門診部、診療所 辦公樓、商場

學(xué)校

醫(yī)院、療養(yǎng)院、休養(yǎng)院 集體宿舍、旅館、招待所、賓館 客運站、會展中心、公共廁所

α值 1.2 1.4 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0

2)給水管網(wǎng)水力計算

根據(jù)草圖，將各計算管段列入水力計算表中。其中管網(wǎng)流速為1.0～1.5m/s，支管流速0.8～1.2m/s。可直接由管段的設(shè)計秒流量qg，控制流速v在正常范圍內(nèi)，確定管徑和單位長度的水頭損失i。并計算沿程水頭損失。

在求得各管段的設(shè)計秒流量后，根據(jù)流量公式即可求定管徑：

?dj2qg?v

(2-5)

4dj?4qg?v

(2-6)式中

qg計算管段的設(shè)計秒流量，m3/s

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dj

v計算管段的管內(nèi)徑，m 管道中的水流速，m/s 給水管道沿程水頭損失按下式公式計算：

hf?il

(2-7)式中

hf

i

l管道的沿程水頭損失，mH2O； 管段單位長度的沿程水頭損失，mH2O； 計算管段長度，m。

i?105ch式中

qgdj?1.85dj?4.87qg1.8(2-8)給水設(shè)計流量，m3/s； 管道計算內(nèi)徑，m；

海澄-威廉系數(shù)，塑料管、內(nèi)襯（涂）塑管ch=140，銅管、不銹鋼管ch=130，ch襯水泥、樹脂的鑄鐵管ch=130，普通鋼管、鑄鐵管ch=100；

i管段單位長度的沿程水頭損失，kPa/m。

局部水頭損失按沿程的25%～30%估算，本設(shè)計局部水頭損失選用30%。

(1）低區(qū)即-1~3層最不利管段水力計算用圖，如圖2-1。水力計算結(jié)果列表，如表2-6所示。

圖2-1最不利給水立管計算圖

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表2-6最不利給水管水力計算表

計算管段編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 節(jié)點編號 1 2 3 4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7 8 9 管段當量數(shù) 0.5 0.5 0.5 1.0 2.5 2.5 4.5 3.0 4.5 1.5 24.0

當量總數(shù) 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0 7.5 12.0 15.0 19.5 21.0 45.0

設(shè)計秒流量/L?s 0.21 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.32 1.37 2.01

1管徑/mm De20 De40 De40 De40 De40 De40 De40 De40 De50 De50 De63

流速/m?s 1.13 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.01 1.05 0.97

單阻i /kPa?m 0.119 0.077 0.077 0.077 0.077 0.077 0.077 0.077 0.031 0.033 0.022

管段長度/m 0.73 0.90 0.93 5.20 5.20 0.70 0.45 3.44 0.54 34.55 4.22

管段沿程水頭損失 0.087 0.070 0.072 0.402 0.402 0.054 0.035 0.266 0.017 1.144 0.092 9 10 10 11 11 12

沿程水頭損失總和Σhy=26.41kPa

(2）中區(qū)即4~13層最不利管段水力計算用圖，如圖2-2。水力計算表，如表2-7示。

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圖2-2最不利給水管計算圖

根據(jù)公式2-

3、公式2-

5、公式2-

6、公式2-

7、公式2-8進行水力計算，將計算結(jié)果列入水力計算表，如表2-7示。

表2-7最不利給水管水力計算表

管段編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 管段當量數(shù) 0.5 0.5 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 18.0 18.0

當量總數(shù) 0.5 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 36.0 54.0

設(shè)計秒流量 /L?s 0.21 0.30 0.42 0.60 0.73 0.85 0.95 1.04 1.12 1.20 1.27 1.80 2.20

1管徑/mm De20 De25 De32 De32 De40 De40 De40 De40 De50 De50 De50 De50 De63

流速/m?s 1.13 0.92 0.79 1.13 0.88 1.02 1.14 1.25 0.86 0.92 0.97 1.38 1.06

單阻i /kPa?m 0.119 0.058 0.033 0.064 0.031 0.041 0.050 0.060 0.023 0.026 0.029 0.055 0.026

管段長度/m 4.80 2.04 5.70 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 1.57

管段沿程水損 0.569 0.119 0.190 0.226 0.108 0.143 0.176 0.208 0.080 0.091 0.083

16.55 0.476 42.90 1.108

沿程水頭損失總和Σhy=35.77kPa

(3）高區(qū)即14~25層最不利管段水力計算用圖，如圖2-3。水力計算表，如表2-8示。

圖2-3最不利給水管計算圖

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根據(jù)公式2-

3、公式2-

5、公式2-

6、公式2-

7、公式2-8進行水力計算，將計算結(jié)果列入水力計算表，如表2-8示。

表2-8最不利給水管水力計算表

管段 節(jié)點編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 管段當量數(shù) 0.5 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 20.0 20.0

當量總數(shù) 0.5 1.5 3.5 5.5 7.5 9.5 11.5 13.5 15.5 17.5 19.5 21.5 23.5 43.5 63.5

設(shè)計秒流量/L?s 0.21 0.37 0.56 0.70 0.82 0.92 1.02 1.10 1.18 1.25 1.32 1.39 1.45 1.98 2.39

1管徑/mm De20 De25 De32 De40 De40 De40 De40 De50 De50 De50 De50 De50 De50 De63 De63

流速/m?s 1.13 1.13 1.06 0.84 0.98 1.10 1.22 0.84 0.90 0.96 1.01 1.06 1.11 0.95 1.15

單阻i /kPa?m 0.119 0.086 0.057 0.029 0.038 0.047 0.057 0.022 0.025 0.028 0.031 0.034 0.037 0.021 0.030

管段長度/m 2.04 5.00 3.40 3.40 3.40 3.40 3.40 3.40 3.50 3.50 3.50 0.40 16.55 1.57 72.80

管段沿程水損 0.242 0.430 0.193 0.097 0.130 0.143 0.194 0.075 0.088 0.098 0.108 0.014 0.609 0.033 2.190

沿程水頭損失總和Σhy=46.44kPa

2.3.3 給水管網(wǎng)的校核

計算低區(qū)給水管網(wǎng)直接供水的水壓

H?H1?h2?h3?HB

(2-9)式中

H1h2h3克服幾何給水高度所需要的供水壓力，kPa； 管路沿程水頭損失和局部水頭損失，kPa； 水流經(jīng)過水表時的水頭損失，kPa； 配水最不利點所需的流出水頭，kPa。HB已知市政給水管網(wǎng)埋深1.30m，進水管管徑DN200，室外地面高程-0.60m，故可知市政給水管網(wǎng)中心線標高為-2.00m。低區(qū)最不利點安裝高度標高為11.20m,可知

H1=11.20-(-2.00)＝13.20mH2O＝132kpa 局部水頭損失按沿程水頭損失的30%計，沿程水頭損失由水力計算表2-6可知為26.41kPa。所以，總水頭損失為：

h2＝1.3∑hy＝1.3×26.41＝34.33kpa

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因為低區(qū)用水量較小，總水表及分戶水表均選用LXS濕式水表，分戶水表和總水表分別安裝在3-4和11-12管段上，q3?4?0.42L/s?1.51m3/s

q11?12?2.01L/s?7.24m3/s

選20mm口徑的分戶水表，其常用流量為2.5m3/s大于q3?4，過載流量為5m3/s，所以分戶水表的水頭損失：

hd?2qgQ2max1.512?2?9.12kPa 1005100選40mm口徑的總水表，其常用流量為10m3/s大于q11-12，過載流量為20m3/s，所以分戶水表的水頭損失：

2q117.242?1H? ?2?13.11kPad?Q210020100max根據(jù)表2-8可知：hd和H?d均小于選用水表最大水頭損失允許值。所以水表的總水頭損失為：

H3?hd?H? kPad?9.12?13.11?22.23最不利用水點的流出水頭為：

HB＝0.020Mpa＝20kpa 因此,低區(qū)給水系統(tǒng)所需水壓為：

H?H1?h2?H3?HB ＝132+34.33+22.23+20 ＝208.56kPa ＝20.86mH2O 室內(nèi)所需的壓力于市政給水管網(wǎng)工作壓力為常壓250kpa，可滿足地下一層至地上三層供水要求，無需進行調(diào)整計算。

2.3.4 生活貯水池容積計算

貯水池是貯存和調(diào)節(jié)水量的構(gòu)筑物，其有效容積應(yīng)根據(jù)生活調(diào)節(jié)水量、消防貯備水量和生產(chǎn)事故備用水量確定。

由于資料限制，本次設(shè)計生活調(diào)節(jié)水量按最高日用水量的20%來確定貯水池的容積，本設(shè)計中最高日用水量557.18m3/d。

V生活=557.18×20%＝111.44 m3

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因此,設(shè)1 個有效容積為120m3的生活水池于地下室。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的限制實際尺寸為：15×4.7×2.5m。

2.3.5 生活水泵的計算與選擇

1)生活水泵流量

本建筑低區(qū)由市政給水管網(wǎng)直接供水，中、高區(qū)由變頻泵供水，有水箱調(diào)節(jié)，水泵流量可按秒流量確定。水泵壓水管路用PP-R塑料管，由水泵的出水量確定管徑（計算參照公式2-

5、2-

7、2-8），所以：

高區(qū)變頻泵流量：Q高=2.39L/s，采用De63，此時管中流速為1.15m/s，單位水損0.030。中區(qū)變頻泵流量：Q中=2.20L/s，采用De63，此時管中流速為1.06m/s。單位水損0.258。均符合設(shè)計要求。

2)生活水泵揚程

因為水泵與室外給水管網(wǎng)間連接，即從貯水池抽水，水泵的揚程為：

Hb?H1?H2?H(2-10)式中

Hb

H

1H

2H4 生活水泵的揚程，mH2O；

貯水池最低水位至最不利配水點位置高度所需的靜水壓，mH2O； 水泵吸水和出水管至最不利配水點計算管路的總水頭損失，mH2O； 最不利配水點所需的流出水頭，mH2O。

設(shè)計中設(shè)計貯水池最低水位為-4.5m。

（1）高區(qū)：最不利配水點標高為87.5m。即貯水池最低水位至最不利配水點位置高度的靜水壓H1=87.5-（-4.5）=92 mH2O 由水力計算表2-8中計算數(shù)據(jù)查得水泵出水管至最不利配水點計算管路的沿程水頭損失為：Σhy=46.44kPa=4.64 mH2O，考慮水泵吸水管和泵自身的水頭損失Σhy取5.00 mH2O。

設(shè)計中局部水頭損失取總沿程水頭損失的30%計算。所以，計算管路總水頭損失H2=1.3Σhy=6.50 mH2O 最不利配水點所需的流出水頭為H4=0.020MPa=2 mH2O 故水泵的揚程為：

Hb?H1?H2?H4

=92.00+6.50+2.00

=100.50mH2O 根據(jù)設(shè)計秒流量Q高=2.39L/s，Hb>100.50m，選用100MS*6-30型多級水泵兩臺（一用一備），級數(shù)6，轉(zhuǎn)速1450r/min，流量16.41L/s，揚程107.61m，電機功率30kw。

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（2）中區(qū)：最不利配水點標高為49.60m。即貯水池最低水位至最不利配水點位置高度的靜水壓H1=49.60-（-4.50）=54.10mH2O 由水力計算表2-8中計算數(shù)據(jù)查得水泵出水管至最不利配水點計算管路的沿程水頭損失為：Σhy=35.77kPa=3.58 mH2O，考慮水泵吸水管和泵自身的水頭損失Σhy取4.00mH2O。

設(shè)計中局部水頭損失取總沿程水頭損失的30%計算。所以，計算管路總水頭損失H2=1.3Σhy=5.20 mH2O 最不利配水點所需的流出水頭為H4=0.020MPa=2 mH2O 故水泵的揚程為：

Hb?H1?H2?H4

=49.60+5.20+2.00

=56.80mH2O 根據(jù)設(shè)計秒流量Q中=2.20L/s，Hb>56.80m，選用,50D-8型多級水泵兩臺（一用一備），級數(shù)8，轉(zhuǎn)速2950r/min，流量5.78L/s，揚程60.73m，電機功率7.5kw，效率65.29%。

2.4 減壓設(shè)施計算

生活給水系統(tǒng)中，衛(wèi)生器具處的靜水壓力不得大于0.60MPa。各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點的靜水壓力不宜大于0.45MPa（特殊情況下不宜大于0.55MPa），水壓大于0.35MPa的入戶管（或配水橫管）宜設(shè)減壓或調(diào)壓措施。

本次設(shè)計的是高層綜合辦公樓。

采用各給水系統(tǒng)分區(qū)最低處衛(wèi)生器具給水配件的靜水壓力控制范圍：

旅館、招待說、賓館、住宅、醫(yī)院等晚間有人住宿和停留的建筑，應(yīng)控制在0.30~0.35MPa之間。

辦公樓、教學(xué)樓、商業(yè)樓等晚間無人住宿和停留的建筑，在0.35~0.45MPa之間。所以，本設(shè)計低區(qū)最低處衛(wèi)生器具給水配件靜水壓力應(yīng)在0.35~0.45MPa之間，中、高區(qū)最低處衛(wèi)生器具給水配件靜水壓力應(yīng)在0.30~0.35MPa之間。

本次設(shè)計給水系統(tǒng)的低區(qū)、中區(qū)、高區(qū)各區(qū)用水點垂直距離最長的分別為：11.80m、33.60m和37.50m低區(qū)和中區(qū)符合要求，高區(qū)最后一層即14層各立管需設(shè)減壓閥減壓。

2.5 給水附件

給水附件分為配水附件、控制附件、各種閥門、水錘消除器、減壓孔板等管路附件。本設(shè)計中采用的配水附件有盥洗龍頭，在洗手盆上使用。

控制附件有閘閥（用于DN>50mm的管道上）、止回閥、浮球閥等。一般情況下，用于給水系統(tǒng)的閘門DN<40m時可采用螺紋連接，即經(jīng)濟安裝方便，當DN>50m由法蘭連接或溝槽連接。本設(shè)計采用了閘閥、止回閥控制管路，在洗手盆上采用的是混合水嘴，小便器上采用自動自閉式?jīng)_洗閥，大便器上采用延時自閉式?jīng)_洗閥和沖洗水箱浮球閥。

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附件中還有水表，是計量管道流過水量的儀表。必須對水量進行計量的建筑物，應(yīng)在引入管上裝設(shè)水表。建筑物的某部分或個別設(shè)備必須計量時，應(yīng)在其配水管上裝設(shè)水表。由市政管網(wǎng)直接供水的獨立消防給水系的引入管上，可不裝設(shè)水表。本設(shè)計采用水平螺翼式LXL-100N型水表放于室外水表井內(nèi)。

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第三章

建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《給排水設(shè)計手冊》規(guī)定，本建筑屬于高層民用建筑的一類建筑，火災(zāi)危險等級為中危險級Ⅰ級。在本設(shè)計中設(shè)置獨立的消火栓系統(tǒng),并且本設(shè)計是立足于以室內(nèi)消防設(shè)施來撲救火災(zāi)。

3.1 消火栓系統(tǒng)的組成與用水量 3.1.1 消火栓系統(tǒng)的組成

根據(jù)《高層名用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定：建筑高度超過50m的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)，當建筑高度較高，消火栓處靜水壓力超過100m水柱時，應(yīng)采用分區(qū)供水方式。根據(jù)不分區(qū)給水方式消火栓系統(tǒng)規(guī)定，當建筑物高度小于50m或者最低消火栓處的靜水壓力不超過0.8MPa時，可采用不分區(qū)給水方式的給水系統(tǒng)。

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)還包括水槍、水帶、消火栓、消防管道、消防水源。

3.1.2 消火栓系統(tǒng)用水量

本設(shè)計建筑物為綜合辦公樓，總高度92.9m。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求,消火栓的間距應(yīng)保證同層任何部位有2個消火栓的水槍充實水柱同時到達。表3-1中給出了室內(nèi)外消火栓用水量。

表3-1消火栓給水系統(tǒng)的用水量

消火栓用水量

高層建筑類別

建筑高度/m

室外

普通住宅

1.高級住宅 2.醫(yī)院

3.二類建筑的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、財貿(mào)金融樓、電信樓、商住樓、圖書館、書庫 4.省級以下的郵政樓、防火指揮調(diào)度樓、廣播電視樓、電力調(diào)度樓

5.建筑高度不超過50m的教學(xué)樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓等

＞50

≤50

≤50 ＞50 15

室內(nèi) 10 20 / L.s-1

每根豎管最小流量/L.s-1 10 10

每支水槍最小流量/L.s-1 5 5

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續(xù)表3-1消火栓給水系統(tǒng)的用水量

消火栓用水量

高層建筑類別

建筑高度/m

室外

1.高級旅館

2.建筑高度超過50m或每層建筑面積超過1500m2的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、財貿(mào)金融樓、電信樓

3.建筑高度超過50m或每層建筑面積超過1500m2的商住樓

4.中央和省級（含計劃單列市）廣播電視樓 5.網(wǎng)局級和省級（含計劃單列市）電力調(diào)度樓 6.省級（含計劃單列市）郵政樓、防火指揮調(diào)度樓

7.藏書超過100萬冊的圖書館、書庫 8.重要辦公樓、科研樓、檔案樓

9.建筑高度超過50m的教學(xué)樓和普通旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓等

＞50

≤50

室內(nèi) / L.s-1

每根豎管最小流量/L.s-1

每支水槍最小流量/L.s-1

根據(jù)上表本設(shè)計采用每根立管最小流量為15L/S,單個水槍的設(shè)計流量為5L/s。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的流量為40L/s，室外消火栓系統(tǒng)的流量為30L/s。

3.2 消火栓系統(tǒng)類型

消火栓給水系統(tǒng)類型：分為低壓消火栓給水系統(tǒng)、高壓消火栓給水系統(tǒng)、臨時高壓消火栓給水系統(tǒng)。

本建筑屬于高層建筑，設(shè)計中采用臨時高壓給水系統(tǒng)，需要設(shè)置水池，水泵高位水箱。火災(zāi)時，前十分鐘由高位水箱供水，十分鐘后由高壓消防泵向管網(wǎng)系統(tǒng)供水滅火。為了滅火時便于操作水槍，在主立管下部動水壓超過0.5MPa的消火栓處設(shè)置減壓裝置。其中高位水箱與自動噴水滅火系統(tǒng)合用。

3.3 消火栓系統(tǒng)設(shè)備初期選型

本設(shè)計中消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓消火栓給水系統(tǒng)，為便于消防人員滅火，高層建筑消火栓給水系統(tǒng)中消火栓、水龍帶、水槍的選用應(yīng)與消防隊通用的65mm口徑水龍帶和大口徑水槍配套。

所以，本設(shè)計選用口徑65mm的消火栓，噴嘴直徑19mm的水槍，水龍帶長度Ld =25m,襯膠水帶,室內(nèi)消防用水量為40 L/s，每根立管最小流量為15L/s,單個水槍的設(shè)計流量為5L/s,火災(zāi)延續(xù)時間為3h。

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3.3.1 水槍充實水柱長度計算

Sk=式中

Sk

H

1H

2?

表3-2充實水柱

建筑物類別

高層建筑

民用建筑高度?100m

充實水柱

＞10m

H1?H2=1.41(H1?H2)

(3-1)sin?充實水柱長度,m；

室內(nèi)著火點距地面的高度,m；

水槍噴嘴距地面的高度，一般為1.1m； 水槍傾角，一般為45，最大不應(yīng)超過60。

oo一般樓層消火栓充實水柱：Sk=1.41×(3.1-1.1)=2.82m<10m；

根據(jù)規(guī)定單個水槍的設(shè)計流量為5L/s查得下表3-3。

表3-3 Hm、qxh、Hq的關(guān)系

水槍噴口直徑/mm 充實水柱

Hq/mH2O 6 8 10 12 14 16 8.1 11.2 14.9 19.1 23.9 29.7 13

qxh/L.s-1 1.7 2 2.3 2.6 2.9 3.2 Hq/mH2O 7.8 10.7 14.1 17.7 21.8 26.5 16

qxh/L.s-1 2.5 2.9 3.3 3.8 4.2 4.6 Hq/mH2O 7.7 10.4 13.6 16.9 20.6 24.7 19

qxh/L.s-1 3.5 4.1 4.5 5.2 5.7 6.2

考慮到供水的安全可靠，選用充實水柱為Sk=12m，單個消火栓流量為5.2L/s。

3.3.2 消火栓的保護半徑

R?CLd?h

(3-2)式中

R

C

Ld 消火栓的保護半徑，m；

水帶展開時的彎曲折減系數(shù)，一般取0.8～0.9；

水帶長度，m；

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h 水槍充實水柱傾斜45o時的水平投影距離，對一般建筑層高為3～3.5m，由于兩樓板間的限制，一般取h=3.0m,對于工業(yè)廠房和層高大于3.5m的民用建筑，應(yīng)按h= Hmcos45o計算；

Hm 水槍充實水柱長度，m。

所以，消火栓的保護半徑為： R=0.8×25.00+3.00 =23.00m。

3.3.3 消火栓的布置間距

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求,消火栓的間距應(yīng)保證同層任何部位有2個消火栓的水槍充實水柱同時到達。

S?Rf2?bf

2(3-3)式中

bf取12m；

S?23.02?122= 19.62m

消火栓最大保護寬度，應(yīng)為一個房間的長度加走廊的寬度，m。本設(shè)計3.4 消火栓系統(tǒng)給水方式與布置

3.4.1 消火栓系統(tǒng)給水方式

消防給水系統(tǒng)有分區(qū)、不分區(qū)兩種給水方式，后者為一棟建筑采用同一消防給水系統(tǒng)供水。當消火栓給水系統(tǒng)中，消火栓口處壓力超過0.8MPa、自動噴水滅火系統(tǒng)中管網(wǎng)壓力超過1.2MPa時，則需分區(qū)供水。不論是分區(qū)或不分區(qū)的消防給水系統(tǒng)若為高壓消防給水系統(tǒng)，均不需設(shè)置水箱，由室外高壓管網(wǎng)直接供水。若為臨時高壓消防給水系統(tǒng)，為確保消防初期滅火用水，均需設(shè)高位水箱。

本設(shè)計中室內(nèi)消火栓系統(tǒng)最低點消火栓標高為-3.4m，最低點消火栓口靜壓力約為96.3m＞80m，所以，采用并聯(lián)分區(qū)的消防給水系統(tǒng)。火災(zāi)初期前10分鐘由屋頂高位水箱供水，報警啟動消防泵后由高壓消防泵加壓供水。消火栓系統(tǒng)整體構(gòu)成環(huán)狀網(wǎng)，高區(qū)和低區(qū)分別設(shè)高位水箱和一組消防泵。兩個分區(qū)各自獨立給水。

3.4.2 消火栓系統(tǒng)的布置

1)消火栓給水管網(wǎng)布置

（1）高層建筑室內(nèi)的消防給水系統(tǒng)與生活給水系統(tǒng)必須分開設(shè)置，自成一個獨立系統(tǒng)。消防給水管道應(yīng)該布置成環(huán)狀，橫向、豎向均成環(huán)。在環(huán)狀管道管道上需要引申支管時，則支管平行梁、墻布置，既美觀又便于設(shè)置支架。消防立管盡量沿著墻、柱布置，并考慮設(shè)置消火栓方便，在管道井安裝或建筑內(nèi)隱蔽處明裝。

消防水箱的消防出水管與環(huán)狀管網(wǎng)連接時，考慮到管路較短，且閥門配件較少，采用一條管路。消防水泵的壓水管設(shè)置兩條管路與地下消防管網(wǎng)相對連接。水泵和壓水管應(yīng)滿足水量與水壓的要求。

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（2）室內(nèi)消防給水管網(wǎng)的進水管不應(yīng)少于兩根，當其中一根發(fā)生故障時，其余的進水管能保證設(shè)計要求的消防流量和水壓。

（3）《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求，室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)上應(yīng)采用閥門分成若干獨立段，以備檢修。閥門的設(shè)置應(yīng)便于管網(wǎng)維修和使用安全，檢修關(guān)閉閥門后，停止使用的消防立管不應(yīng)多于1跟，在一層中停止使用的消火栓不應(yīng)多于4個。

本建筑主體建筑消防立管的上下兩端分別設(shè)置閥門，以便于立管檢修，同時在橫干管上設(shè)置了閥門將系統(tǒng)分為若干個獨立段，閥門按分水節(jié)點的管道數(shù)n-1的原則設(shè)置。

2)消火栓布置

按規(guī)范要求設(shè)消火栓消防給水系統(tǒng)的建筑內(nèi)，每層均應(yīng)設(shè)置消火栓。室內(nèi)消火栓的合理布置，直接關(guān)系到撲救火災(zāi)的效果。因此，高層建筑的各層包括和主體建筑相連的附屬建筑均應(yīng)合理設(shè)置消火栓。

消火栓間距布置應(yīng)滿足下列要求：

（1）每個消火栓處應(yīng)設(shè)啟動消防水泵按鈕，并應(yīng)設(shè)置保護按鈕措施。消火栓箱可根據(jù)建筑要求明裝或嵌墻安裝。

（2）設(shè)有室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的建筑物，其各層應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓。室內(nèi)消火栓應(yīng)設(shè)置在樓梯出入處或樓梯前室、走到等明顯易于取用的地點。

（3）消防電梯前室內(nèi)應(yīng)設(shè)室內(nèi)消火栓。該消火栓可作為普通的室內(nèi)消火栓使用。（4）設(shè)有室內(nèi)消火栓的建筑，應(yīng)在平屋頂上或通向屋頂?shù)淖罡邩翘蓍g內(nèi)設(shè)置帶有壓力表的供試驗和檢查用的消火栓。該消火栓不應(yīng)設(shè)在電梯機房內(nèi)。

（5）高層建筑室內(nèi)消火栓直徑采用65mm，配水的水龍頭長度不應(yīng)超過25米，水槍噴嘴口徑不應(yīng)小于19 mm。栓口離地面或樓板面得高度宜為1.10m，其出水方向宜向下或與設(shè)置消火栓的墻面垂直。

（6）按照消防栓的機械強度，消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于1.00MPa，當大于1.00MPa時，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時，應(yīng)采取減壓措施。

本設(shè)計在建筑物屋頂設(shè)2個裝有壓力顯示裝置的檢驗用消火栓。在消火栓平面布置時，結(jié)合建筑平面圖，建筑防火分區(qū)，以23.0m為消火栓保護半徑，以19.62m為布置間距，每個著火點同時有2股充實水柱同時到達的原則，將消火栓分散布置在樓層走道、樓梯、大廳入口附近等明顯、經(jīng)常有人走動，易于取用的地方。

3.4.3 消火栓給水管道的材料

室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)采用普通碳素無縫鋼管。此類鋼管具有強度高、承受壓力大、抗震性能好、長度大、重量比鑄鐵管輕、接頭少、加工安裝方便的優(yōu)點。除在需要拆解的地

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方采用法蘭連接外、其余為焊接。無縫鋼管同一外徑下有多種壁厚，按管道承壓情況選擇壁厚。鋼管防腐采用刷油防腐，刷防銹漆2道，面漆2道。

根據(jù)上述管道布置要求進行消火栓系統(tǒng)平面布置，具體平面布置見消火栓系統(tǒng)平面布置圖（圖紙）。

根據(jù)具體平面圖，管線的標高相對位置（軸側(cè)關(guān)系）進行系統(tǒng)圖繪制，具體系統(tǒng)圖見消火栓給水系統(tǒng)系統(tǒng)圖（圖紙）。

3.5 消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計計算 3.5.1 水槍噴嘴處所需的水壓

(3-4)

10?fHm?kP?aHq?1???fHm式中

Hm

?f

? 水槍垂直射流高度，m；

實驗系數(shù)，查表3-4；

是與水槍噴嘴口徑有關(guān)的阻力系數(shù)查表3-5。

表3-4系數(shù)?f值

Hm/m 6 1.19 1.19 1.20 1.21 1.24 ?f

表3-5系數(shù)?值

Df/mm 0.0165 0.0124 0.0097 ?

Hq?10?fHm?kPa?

1???fHm

＝10×1.21×12／(1－0.0097×1.21×12)

＝169kpa＝16.9mH2O 3.5.2 水槍噴嘴的出流量

qxh?BHq

(3-5)

式中

qxh

BH

q水槍射出流量，L/s；

水槍水流特性系數(shù)，與水槍噴嘴口徑有關(guān)，查表3-6； 同上。

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qxh?BHq =1.577?16.9 =5.2L/s > 5L/s

所以取噴口流量qxh=5.2L/s。

處于供水安全考慮，故最不利消火栓出流量定為5.2L/s，充實水柱為12m。

表3-6水槍水流特性系數(shù)

水槍噴口直徑/mm B 0.346 0.793 1.577 2.836

3.3.3 水帶水頭損失

hd?AzLdqxh

(3-6)式中

hd

Ld

Az

qxh水帶水頭損失，mH2O； 水帶長度，m；

水帶阻力系數(shù)，采用襯膠材料的，見表3-7； 同上。

hd=AzLdq2xh

2=0.00172×25×5.22 =1.16 mH2O。

表3-7 水帶阻力系數(shù)Az值

水帶材料 麻織 襯膠

水帶直徑/mm

0.01501 0.00677

0.00430 0.00172

0.00150 0.00075

3.5.4 消火栓栓口所需水壓

式中

Hxh

Hqh

d

Hk消火栓口的水壓，mH2O； 水槍噴嘴處的壓力，mH2O； 水帶的水頭損失，mH2O；

消火栓栓口水頭損失，mH2O，一般按2 mH2O計算。

Hxh=Hq+hd+Hk

(3-7)

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則：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

3.5.5 消防管網(wǎng)水力計算

由于建筑物發(fā)生火災(zāi)地點的隨機性，以及水槍充實水柱數(shù)量的限定（即水量限定），在進行消防管網(wǎng)水力計算時，對于支狀管網(wǎng)應(yīng)首先選擇最不利管網(wǎng)和最不利消火栓，以此確定計算管路，并按照消防規(guī)范規(guī)定的室內(nèi)消防用水量進行流量分配，高層建筑消防立管流量分配按表3-8確定。

消火栓給水管道中的流速一般以1.4~1.8m/s為宜，不允許大于2.5m/s。消防管道沿程水頭損失的計算方法與給水管網(wǎng)計算相同，其局部水頭損失按管道沿程水頭損失的10%采用。

當設(shè)有消防水泵時，應(yīng)以消防水池最低水位作為起點選擇計算管路，計算管徑和水頭損失，確定消防水泵揚程。

為保證消防車通過水泵接合器向消火栓給水系統(tǒng)供水滅火，對于建筑消火栓給水管網(wǎng)管徑不得小于DN100。

表3-8 高層和超高層建筑最不利點計算流量分配

室內(nèi)消防流量

/ L·s-1 10 20 25 30 40 最不利消防豎管出水槍

數(shù)/支 2 2 3 3 3

相鄰消防豎管出水槍數(shù)/

支2 3 3

次相鄰消防豎管出水槍

數(shù)/支

1）高區(qū)消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算：

根據(jù)規(guī)范，按照最不利點消防豎管和消火栓的流量分配要求，最不利消防豎管為XF-16，出水槍數(shù)為3支。次不利消防豎管XF-17，出水槍數(shù)為3支，次次不利豎管為XF-13，出水槍數(shù)為2支，最不利點為1點。

圖3-1為高區(qū)消火栓系統(tǒng)水力計算圖（見下頁）。

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圖3-1消火栓管網(wǎng)計算圖

最不利消火栓豎管XF-14上 1點消火栓口所需水壓：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2點消火栓口所需水壓：

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H2＝Hxh＋d(1點和2點的消火栓間距)＋h(1-2管段的水頭損失)

＝20.06＋3.40＋3.40?0.0073 ＝23.48mH2O 水槍射流量：

qH2?A?Ld?q?x?Hk

(3-8)

B2x得：q2?H2?223.48?2??5.63 L/s 11ALd?0.00172?25?B1.5773點消火栓口所需水壓:

H3＝H2＋d(2點和3點的消火栓間距)＋h(2-3管段的水頭損失)

＝23.48＋3.40＋3.40?0.0283 ＝27.00mH2O 水槍射流量:

q3?H3?227.00?2??6.08L/s 11ALd?0.00172?25?B1.577由于豎管XF-16到豎管XF-17之間的橫向干管管徑較大，水流量較小，沿程水頭損失忽略不計，即豎管XF-17的計算同豎管XF-16的計算。

次次不利豎管XF-13上 1”點消火栓口所需水壓：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2”點消火栓口所需水壓：

H2＝Hxh＋d(1點和2點的消火栓間距)＋h(1-2管段的水頭損失)

＝20.06＋3.4＋3.4?0.0073 ＝23.48mH2O 水槍射流量：

天津大學(xué)仁愛學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）

q2?H2?223.48?2??5.63 L/s 11ALd?0.00172?25?B1.577將計算得出的數(shù)據(jù)列入消火栓水力計算表3-9中。

表3-9高區(qū)消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算表

計算管段 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 設(shè)計秒流 量/L·s-1 5.20 5.20+5.63＝10.83 10.83+6.08=16.91 16.91 16.91+16.91＝33.82 33.82+10.83=44.65

管長L/m 3.40 3.40 32.10 10.52 14.47 72.55

管徑 DN/mm 100 100 100 150 150 200 ∑hy=4.265m

流速V/m·s-1

0.60 1.25 1.95 1.00 2.00 1.45

單阻i /m·m-1 0.0073 0.0283 0.0646 0.0125 0.0452 0.0177

沿程水頭損失/m 0.025 0.096 2.074 0.132 0.654 1.284

消火栓給水系統(tǒng)中局部水頭損失按10%的沿程水頭損失計算： 故總水頭損失為：

Hw=4.265×1.1=4.69m 消火栓給水系統(tǒng)所需總水壓：

HX=Hl+Hxh+Hw

(3-9)式中

Hl最不利點消火栓與消防貯水池最低水位的位置高差，m；

最不利點消火栓標高91.20m，消防水池最低水位標高-4.50m。

HX=91.20-（-4.50）+20.06+4.69=120.45m

H=1.05×HX=126.47m 消火栓總用水量Qx＝44.65L/s。

故選用IS125-100-315型單級單吸潛水泵，轉(zhuǎn)速2900r/min，流量44.65L/s，揚程129.1m，電機功率110kw，效率69.46%。

2）低區(qū)消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算：

根據(jù)規(guī)范，按照最不利點消防豎管和消火栓的流量分配要求，最不利消防豎管為XF-03出水槍數(shù)為3支。次不利消防豎管XF-02，出水槍數(shù)為3支，次次不利豎管為XF-01，出水槍數(shù)為2支，最不利點為1點。

圖3-2為低區(qū)消火栓系統(tǒng)水力計算圖（見下頁）。

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圖3-2消火栓管網(wǎng)計算圖

最不利消火栓在豎管XF-03上 1點消火栓口所需水壓：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2點消火栓口所需水壓：

H2＝Hxh＋d(1點和2點的消火栓間距)＋h(1-2管段的水頭損失)

＝20.06＋3.50＋3.50?0.0073＝23.59mH2O

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水槍射流量：

q2

H2?A?Ld?q?x?Hk

(3-8)

B2x得：q2?H2?223.59?2??5.65 L/s 11ALd?0.00172?25?B1.5773點消火栓口所需水壓:

H3＝H2＋d(2點和3點的消火栓間距)＋h(2-3管段的水頭損失)

＝23.59＋3.50＋3.50?0.0283 ＝27.19mH2O 水槍射流量：

q3?H3?227.19?2??6.10L/s 11ALd?0.00172?25?B1.577由于豎管XF-03到豎管XF-01之間的橫向干管管徑較大，水流量較小，沿程水頭損失忽略不計，即豎管XF-02的計算同豎管XF-03的計算。

次次不利豎管XF-01上 1”點消火栓口所需水壓：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2”點消火栓口所需水壓：

H2＝Hxh＋d(1點和2點的消火栓間距)＋h(1-2管段的水頭損失)

＝20.06＋3.5＋3.5?0.0073 ＝23.59mH2O 水槍射流量：

q2?H2?223.59?2??5.65 L/s 11ALd?0.00172?25?B1.577將計算得出的數(shù)據(jù)列入消火栓水力計算表3-10中。

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表3-10低區(qū)消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算表

計算管段 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 設(shè)計秒流量 /L·s-1 5.20 5.20+5.65＝10.85 10.85+6.10=16.95 16.95 16.95+16.95＝33.90 33.90+10.85=44.75

管長L/m 3.50 3.50 35.90 29.30 8.30 107.31

管徑 DN/mm 100 100 100 150 150 200 ∑hy=5.110m

流速V/m·s-1

0.60 1.25 1.96 1.00 2.00 1.45

單阻i /m·m-1 0.0073 0.0284 0.0649 0.0126 0.0454 0.0178

沿程水頭損失

/m 0.025 0.099 2.330 0.369 0.377 1.910

消火栓給水系統(tǒng)中局部水頭損失按10%的沿程水頭損失計算： 故總水頭損失為：Hw=5.11×1.1=5.62m 消火栓給水系統(tǒng)所需總水壓：

HX=Hl+Hxh+Hw

(3-9)

式中Hl為最不利點消火栓與消防貯水池最低水位的位置高差，m；

最不利點消火栓標高46.40m，消防水池最低水位標高-4.50m。

HX=46.40-（-4.50）+20.06+5.62=76.58m 消防泵所需提供的最小揚程：H=1.05×HX=80.41m； 消火栓總用水量：Qx＝44.75L/s；

故選用IS125-100-250型單級單吸水泵，轉(zhuǎn)速2900r/min，流量44.75L/s，揚程80.41m，電機功率75kw，效率75.16%。

3.5.6 水箱安裝高度校核與計算

根據(jù)高層建筑防火規(guī)范規(guī)定，水箱的設(shè)置應(yīng)滿足最不利噴頭處工作壓力不得低于0.05MPa和建筑高度不超過100m，最不利點消火栓靜水壓不低于0.07MPa或建筑高度超過100m，最不利消火栓靜水壓不低于0.15MPa的要求。否則，應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)增壓設(shè)備，以保證火災(zāi)初期消防水泵啟動前，消防系統(tǒng)的水壓要求。

高位水箱的設(shè)置高度應(yīng)滿足下式要求：

HX?Hxh?Hg

(3-10)式中

HX

Hxh

Hg高位水箱最低液位與最不利點消火栓之間的垂直壓力差，mH2O； 最不利點消火栓所需水壓，mH2O； 管路的總水頭損失，mH2O。

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1）高區(qū)消防水箱

已知：Hxh=7 mH2O，Hg=1.1×(8.91×0.0161+24.94×0.0397+10.32×0.0744）=2.09mH2O，則Hxh+Hg=9.09 mH2O。消防水箱的出水口標高為92.90+0.05=92.95m，最不利消火栓的標高為91.20m，消防水箱供給最不利消火栓的靜壓92.95-91.20=1.75m<9.09m,不滿足要求，故高區(qū)消火栓系統(tǒng)需要設(shè)增壓設(shè)施。

2）低區(qū)消防水箱

已知：Hxh=7mH2O，Hg=1.1×(44.55×0.0161+1.63×0.0399+11.06×0.0747）=1.77mH2O，則Hxh+Hg=8.77mH2O。消防水箱的出水口標高為92.90+0.05=92.95m，最不利消火栓的標高為47.70m，消防水箱供給最不利消火栓的靜壓92.95-47.70=45.25m>8.77m,滿足要求，故低區(qū)消火栓系統(tǒng)不需要設(shè)增壓設(shè)施。

水箱的容積計算按10分鐘消防用水量計算，由于消火栓消防水箱與自動噴水滅火系統(tǒng)消防水箱合用故水箱計算將于自動噴水滅火系統(tǒng)水箱計算中進行計算。

3.6 增壓設(shè)施的計算與選擇

本建筑采用補氣式立式氣壓給水設(shè)備供水。

P1?Hxh?Hg?Hx?9.09?1.75?7.34 mH2O 1)氣壓罐內(nèi)的最低工作壓力P1應(yīng)滿足管網(wǎng)最不利處的配水點所需要水壓：0.0734MPa.2)氣壓罐內(nèi)的最低工作壓力為P1，不得使管網(wǎng)最大水壓處配水點的水壓大于0.5MPa。

P2?P1?0.098?0.098

(3-11)?b式中?b為罐內(nèi)空氣最小工作壓力與最大工作壓力的比值（以絕對大氣壓力計），一般采用0.65～0.85，本設(shè)計中取0.75。

0.0734?0.098?0.098=0.13MPa。則P2?0.75 3)氣壓水罐內(nèi)水的調(diào)節(jié)容積Vq2：

Vq2??a?qb

(3-12)4nq式中?a為安全系數(shù)，宜取1.0～1.3，設(shè)計中取1.2；nq為水泵在1小時內(nèi)的啟動次數(shù)，一般為6～8次，設(shè)計中取7次。qb根據(jù)規(guī)范，消火栓系統(tǒng)單設(shè)氣壓罐時，穩(wěn)壓泵流量為5L/s。

則氣壓罐內(nèi)的調(diào)節(jié)容積Vq2?4)氣壓水罐的總?cè)莘eVq：

1.2?5?3.6=0.77m3

4?732

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Vq??Vq11??b

(3-13)式中?為氣壓水罐的容積系數(shù)，補氣立式取1.10；Vq?1.10?0.77=3.39m3

1?0.755)水泵或泵組的流量按給水系統(tǒng)最大小時用水，即所需揚程以氣壓水罐內(nèi)的平均壓力計算，即揚程H?p1?p20.00734?0.13??0.06867MPa=6.87mH2O。22氣壓給水設(shè)備的泵選用一備一用，自動切換。

氣壓給水設(shè)備上裝有安全閥、壓力表、泄水管、水位計、泄水管和密閉人孔等附件。氣壓給水罐的進出水管合設(shè)為一條，設(shè)備最低處設(shè)有泄空閥門，氣壓給水泵應(yīng)設(shè)自動開關(guān)裝置。

氣壓給水設(shè)備安裝在樓頂水箱間內(nèi)，罐頂至頂棚距離不宜小于1.0m，底座高出水箱間地面0.2m。

3.7 減壓孔板的設(shè)計與計算

按“高規(guī)”第7.4.6.5條“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于0.80MPa，當大于0.80MPa時，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時，消火栓前設(shè)減壓裝置”。通常所設(shè)的減壓裝置是減壓孔板。設(shè)置孔板，一是安裝方便，二是便于調(diào)整。孔板的大小可通過計算得到。消火栓栓口處的出水壓力超過0.50 MPa時,可在消火栓口處加設(shè)不銹鋼減壓孔板可采用減壓穩(wěn)壓消火栓,消除消火栓栓口處的剩于水頭，降低消火栓栓口處的出水壓力。

1）高區(qū)消火栓給水系統(tǒng)減壓計算

（1）25層消火栓口壓力H=20.06mH2O，流量q=5.2L/s；

（2）24層消火栓口壓力H=25層的H+3.40m（層高）+24層至25層的消防豎管的水頭損失，由25層流量為5.2 L/s 查鋼管水力計算表得i=0.0073，則16層至17層的消火栓的水頭損失為0.0073×3.40×1.1=0.03m，所以：

H=20.06+3.4+0.03=23.49m=0.235MPa；

（3）23層消火栓口壓力H=24層的H+3.40m（層高）+23層至24層的消防豎管的水頭損失，根據(jù)24層消火栓口壓力為23.49m可知24層消火栓的流量：

qx24=

Hxh?223.49?2??5.63L/s

(3-14)11ALd?0.00172?25?B1.577

則23層流量為10.83L/s。查表得i=0.0329。則23層至24層的消火栓的水頭損失為0.0329×3.40×1.1=0.12m，所以：

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H=23.49+3.40+0.12=27.01m=0.270MPa。

同理，計算出從25~13層的消火栓動水壓力。各消火栓的剩余壓力即為動水壓力減去保證消火栓流量5.2L/s時栓口的水壓為0.201MPa。將計算結(jié)果列于表3-10中。

表3-10高區(qū)消火栓壓力計算表

消火栓所在樓層 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 消火栓口流量L/s 5.20 5.63 6.08 6.50 6.89 7.25 7.61 7.94 8.26 8.58 8.88 9.18 9.46 管段流量 L/s 5.20 10.83 16.91 23.41 30.30 37.55 45.16 53.10 61.36 69.93 78.81 87.99 97.45 流速 m/s

消防水泵從下而上供水 動水壓力MPa 0.201 0.235 0.270 0.306 0.341 0.376 0.412 0.447 0.482 0.518 0.554 0.590 0.626

剩余壓力MPa 0 0.034 0.069 0.105 0.140 0.175 0.211 0.246 0.281 0.317 0.353 0.389 0.425

減壓后的水壓MPa

0.207 0.243 0.279 0.315

減壓孔板孔徑mm

20 20 20

管段

單阻i

長度

/m·m-1

m 0.0073 0.0283 0.0646 0.0229 0.0369 0.0549 0.0181 0.0244 0.0319 0.0406 0.0157 0.0192 0.0232

3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5

管道水頭損失 m 0.025 0.096 0.220 0.078 0.125 0.187 0.062 0.083 0.112 0.142 0.055 0.067 0.081 0.60 1.25 1.95 1.38 1.79 2.21 1.47 1.73 1.99 2.27 1.58 1.76 1.95

從表中可以看出：13至16層的消火栓動水壓力超過0.50MPa，有必要設(shè)置減壓孔板。各層消火栓處剩余水頭H0換算成修正后剩余水頭：

H

H??0?(3-15)2V式中

H?

V

Ho修正后的剩余水頭，mH2O； 水流通過減壓孔板后實際流速，m/s； 設(shè)計剩余水頭，mH2O。

與消防立管鏈接的支管管徑為DN65，所以：

Q5.2?10?3?4V??=1.57m/s 22D3.14?0.065?4H??H0H0?1??1?0.41H0MPa 22V1.5734

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經(jīng)計算第16層H'=0.130 MPa，查給水排水設(shè)計手冊減壓孔板水頭損失表，當消火栓支管管徑為DN65時，選用20mm孔徑的孔板。將13~16層各消火栓動水壓力分別減去0.311MPa，所得減壓后的實際壓力見表2.6.壓力均小于0.50MPa，所以13~16層減壓孔板孔徑均為20mm。

2）低區(qū)消火栓給水系統(tǒng)減壓計算

計算方法同高區(qū)消火栓給水系統(tǒng)減壓計算，將計算結(jié)果整理如下：

表3-11低區(qū)消火栓壓力計算表

消火栓所在樓層 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01-1 消火栓口流量L/s 5.20 5.65 6.10 6.53 6.93 7.30 7.67 8.01 8.33 8.64 8.95 9.24 9.52 管段流量 L/s 5.20 10.85 16.95 23.48 30.41 37.71 45.38 53.38 61.72 70.36 79.31 88.55 98.07 流速 m/s

消防水泵從下而上供水 動水壓力MPa 0.201 0.236 0.272 0.309 0.345 0.381 0.418 0.454 0.490 0.526 0.562 0.598 0.634

剩余壓力MPa 0 0.035 0.071 0.108 0.144 0.180 0.217 0.253 0.289 0.325 0.361 0.397 0.433

減壓后的水壓MPa

0.215 0.251 0.287 0.323

減壓孔板孔徑mm

20 20 20

管段

單阻i

長度

/m·m-1

m 0.0073 0.0284 0.0649 0.0230 0.0371 0.0553 0.0183 0.0247 0.0323 0.0411 0.0159 0.0194 0.0235

3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5

管道水頭損失 m 0.026 0.099 0.227 0.081 0.130 0.194 0.064 0.086 0.113 0.144 0.056 0.068 0.082 0.60 1.25 1.96 1.38 1.79 2.22 1.47 1.73 2.00 2.29 1.59 1.78 1.97

經(jīng)計算第3層H'=0.133 MPa，查給水排水設(shè)計手冊減壓孔板水頭損失表，當消火栓支管管徑為DN65時，選用20mm孔徑的孔板。將-1~03層各消火栓動水壓力分別減去0.311MPa，所得減壓后的實際壓力見表2.6.壓力均小于0.50MPa，所以-1~03層減壓孔板孔徑均為20mm。

3.8 消防貯水池計算

貯水池的容積計算按3h消防用水量計算，由于消火栓消防貯水池與自動噴水滅火系統(tǒng)消防貯水池合用故貯水池計算將于自動噴水滅火系統(tǒng)貯水池計算中進行計算。

3.9 水泵接合器的設(shè)計

水泵結(jié)合器的主要用途是當室內(nèi)消防水泵發(fā)生故障或遇到大火，室內(nèi)消防水量不足時，供消防從室外消火栓、消防貯水池或天然水源取水，通過水泵接合器將水送到室內(nèi)消

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防給水管網(wǎng)，供緊急滅火使用。本設(shè)計室內(nèi)消火栓管網(wǎng)設(shè)地下式消防水泵結(jié)合器。水泵結(jié)合器的設(shè)置數(shù)量按室內(nèi)消防水量計算確定，該建筑室內(nèi)消火栓用水量高區(qū)44.65L/s，低區(qū)44.75L/s每個水泵結(jié)合器的流量按15L/s計。水泵集合器數(shù)量計算按下式：

nj?QN

(3-16)qj式中

QN

qj

nj室內(nèi)消防用水量，L/s； 水泵接合器的流量，L/s； 水泵接合器數(shù)量。

根據(jù)上式計算，高區(qū)和低區(qū)分別設(shè)置3個消火栓水泵結(jié)合器，型號SQX150。水泵接合器由管徑與地下環(huán)狀管網(wǎng)管徑相同的鋼管相對連接于地下環(huán)狀管網(wǎng)上。具體布置見消火栓給水系統(tǒng)平面圖和系統(tǒng)圖（圖紙）。

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第四章

自動噴水滅火給水系統(tǒng)

4.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的一般規(guī)定

自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)在人員密集、不易疏散、外部增援滅火與救生較困難的性質(zhì)重要或火災(zāi)危險性較大的場所中設(shè)置。

4.1.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計原則應(yīng)符合以下規(guī)定

1）閉式噴頭或啟動系統(tǒng)的火災(zāi)探測器，應(yīng)能有效探測初期火災(zāi)；

2）濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)應(yīng)在開放一只噴頭后自動啟動，預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng) 應(yīng)在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)報警后自動啟動；

3）作用面積內(nèi)開放的噴頭，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)按設(shè)計選定的強度持續(xù)噴水； 4）噴頭灑水時，應(yīng)均勻分布，且不應(yīng)受阻擋。

5）自動噴水滅火系統(tǒng)的系統(tǒng)選型，應(yīng)根據(jù)設(shè)置場所的火災(zāi)特點或環(huán)境條件確定，露天場所不宜采用閉式系統(tǒng)。

4.2 自動噴水滅火系統(tǒng)的使用范圍及組成 4.2.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的使用范圍

自動噴水滅火裝置具有安全可靠、實用、相對用水量小，滅火成功率高等優(yōu)點，是當今世界上比較普遍實用的固定滅火系統(tǒng)。我國《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，在下列部位應(yīng)設(shè)置閉式自動噴水滅火設(shè)備：

1)超過2000個作為的劇院觀眾廳、舞臺上部、化妝室、道具室、貯藏室、貴賓室等。2)超過3000個作為的體育館觀眾廳上部、貴賓室、器材間、運動員休息室。3)每層面積超過3000平方米或建筑面積超過9000平方米的百貨市場、展覽大廳。4)設(shè)有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的旅館、綜合辦公樓的走道、辦公室、餐廳、商店、庫房和每層無服務(wù)臺的客房。

5)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地下停車庫、多層停車庫和底層停車庫。

根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，以下情況不適用自動噴水滅火系統(tǒng)：（1）遇水發(fā)生爆炸或加速燃燒的物品；

（2）遇水發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)或產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)的物品；（3）灑水將導(dǎo)致噴濺或沸溢的液體。

本設(shè)計建筑為高層綜合辦公樓屬于上述第四類，所以必須設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。

4.2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)的組成

噴淋系統(tǒng)有消防貯水池、噴淋泵、報警閥組、噴淋給水管、減壓孔板、水流指示器、玻璃球噴頭、消防水箱、增壓設(shè)備、水泵結(jié)合器等組成。噴淋泵直接從消防貯水池吸水，消防水箱和增壓設(shè)備保證初期滅火的消防水量、水壓要求，消防水箱進水泵由消防貯水池

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吸水后供消防水箱。噴淋系統(tǒng)的消防貯水池、消防水箱分別與室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的消防貯水池、消防水箱共用。

根據(jù)本建筑的情況，本建筑的配電室，水泵間，電梯機房，管道間，衛(wèi)生間不布置自動噴灑系統(tǒng)，其他地區(qū)均需布置自動噴灑系統(tǒng)。

4.3 自動噴水滅火系統(tǒng)用水量確定

結(jié)合規(guī)范綜合辦公樓的火災(zāi)危險等級中危Ⅰ則基本數(shù)據(jù)見表4-1。

表4-1自動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)

設(shè)計噴水強度 /Lmin-1﹒m-2 6

160 作用面積/m2

噴頭工作壓力

/MPa 0.10

噴頭特性系數(shù)

延續(xù)時間

/h 1

Q理論=噴水強度（L/min.m2）?作用面積(m2)L/s

(4-1)

=

6?160=16(L/s)604.4 自動噴水滅火系統(tǒng)方案確定 4.4.1 自動噴水滅火系統(tǒng)選型

1)境溫度不低于4℃，且不高于70℃的場所應(yīng)采用濕式系統(tǒng)。2)環(huán)境溫度低于4℃，或高于70℃的場所應(yīng)采用干式系統(tǒng)。3)有下列要求之一的場所應(yīng)采用預(yù)作用系統(tǒng)：（1）統(tǒng)處于準工作狀態(tài)時，嚴禁管道漏水；（2）禁系統(tǒng)誤噴；（3）代干式系統(tǒng)。

4)滅火后必須及時停止噴水的場所，應(yīng)采用重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)。自噴系統(tǒng)一般有干式、濕式、預(yù)作用等。方案一：

濕式自動噴水滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)在噴水管網(wǎng)中經(jīng)常充滿有壓力的水，失火時閉式噴頭的閉鎖裝置融化脫落，水即自動噴水滅火，同時發(fā)出火災(zāi)信號。濕式噴水滅火系統(tǒng)適用于常年溫度不低于4℃且不高于70℃的建筑物和場所。

方案二：

干式自動噴水滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)平時管網(wǎng)中充滿有壓的氣體，只是在報警閥前的管道中充滿有壓的水。干式噴水滅火系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度在4℃以下或70℃以上而不宜采用濕式噴水滅火系統(tǒng)的地方，其噴頭向上安裝。

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方案三：

預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)，噴水管網(wǎng)中平時不充水，而充有壓或無壓的氣體，發(fā)生火災(zāi)時，由感煙火災(zāi)探測器報警，同時發(fā)出信號開啟報警信號，報警信號延遲30s證實無誤后，自動啟動預(yù)作用閥門，而向管網(wǎng)中充水。當溫度繼續(xù)升高，閉式噴頭閉鎖脫落，噴頭自動噴水。適用于不允許有水漬污染的建筑物、構(gòu)筑物。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定和實例依據(jù)，本次設(shè)計建筑為綜合辦公樓，考慮到管道漏水會嚴重影響辦公和文件保存，且一到四層為公共建筑人流量較大，為滅火及時，不造成人員傷亡，故本次設(shè)計自動噴水滅火系統(tǒng)采用預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)。

4.4.2 噴頭的選用

根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定噴頭矩形布置時間距為2.4m~3.6m，取3.6m，則噴頭保護半徑為R=S/2cos45°=2.55m,噴水強度為6L·min-1·m-2,一只噴頭的最大保護面積為12.5m2,噴頭與端墻的最大距離為1.8m,個別噴頭受建筑物結(jié)構(gòu)的影響，其間距會適當增減，但距墻不小于0.6m，不大于1.8m。本次設(shè)計參考實例進行噴頭布置，部分空間間距等會有增減。

按照規(guī)范規(guī)定，預(yù)作用閉式自動噴水系統(tǒng)的每個報警閥控制噴頭數(shù)不宜超過800個，結(jié)合本建筑結(jié)構(gòu)：

地下一層噴頭數(shù)為207個；一層噴頭數(shù)為174個；二層噴頭數(shù)為221個；三層噴頭數(shù)為218個；四層噴頭數(shù)為228個；標準層5-23層每層噴頭數(shù)為109個；24層噴頭數(shù)為89個，25層噴頭數(shù)為120個，共有噴頭數(shù)為3328個，每800個噴頭設(shè)置一組報警閥組，則預(yù)計需要五組報警閥組，實際分配后，分別控制的樓層為：

第一組：控制地下一層和1~4層裙樓噴頭，噴頭數(shù)量為570個； 第二組：控制1~6主樓層噴頭，噴頭數(shù)量為696個； 第三組：控制7~13層噴頭，噴頭數(shù)量為763個； 第四組：控制14~20層噴頭，噴頭數(shù)量為763個； 第五組：控制21~25層噴頭，噴頭數(shù)量為536個。每組都符合要求，故設(shè)五組報警閥。

本設(shè)計采用作用溫度為68℃閉式玻璃球噴頭，考慮到建筑美觀，采用吊頂型玻璃球噴頭，型號為：下垂型ZSTX15/68，色標為紅色，連接螺紋ZG1/2“，最高環(huán)境溫度38℃。廚房等特殊溫度場所采用作用溫度為93℃的閉式玻璃球噴頭，型號為：下垂型ZSTX15/93，色標為綠色，連接螺紋ZG1/2”，最高環(huán)境溫度63℃。

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4.5 自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)布置 4.5.1 自動噴水滅火系統(tǒng)給水方式

根據(jù)高層建筑防火消防規(guī)范，自動噴水滅火系統(tǒng)中管網(wǎng)壓力超過1.2MPa時，則需分區(qū)供水。由于本建筑層高92.9m，在滿足最不利噴頭出流水頭0.1Mpa的要求下，加上到最低點噴頭的位置93.2m,最高水壓為1.03Mpa小于1.2MPa，所以，本設(shè)計采用不分區(qū)的給水方式。

4.5.2 自動噴水滅火管網(wǎng)的布置及安裝

1)噴水滅火系統(tǒng)的水平管道宜有坡度，充水管道不宜小于2%，準工作狀態(tài)補充水的管道不宜小于4%。管道的坡度最低處應(yīng)設(shè)泄水裝置。

2)每根配水支管的噴頭數(shù)：輕、中危險極建筑材料均不應(yīng)多于8個。在同一配水支管吊頂上下布置噴頭時，共上下側(cè)的噴頭數(shù)個不多于8個。嚴重危險極建筑材料均不應(yīng)多于6個。配水支管或配水管道的管徑不應(yīng)小于25mm。

3)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有報警閥、控制閥、水力警鈴、系統(tǒng)檢驗裝置、壓力表，控制閥上應(yīng)設(shè)有啟閉指示裝置。

4)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)水流指示器，壓力開關(guān)等輔助電動報警裝置。5)在管道一定距離上設(shè)置支、吊裝支架，其間距要求見下表4-2。

表4-2 支架或吊架的最大間距

公稱直徑/mm 間距/m 25 32

125

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

4.5.3 自動噴水滅火系統(tǒng)的管材

自動噴水滅火系統(tǒng)采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管，以防止管道銹蝕而堵塞噴嘴噴口。管道系統(tǒng)的連接，管徑<100mm時采用絲扣連接，管道直徑≥100mm時，管道采用法蘭盤或溝槽式卡箍連接，水平管道上法蘭盤間管道長度不宜大于20m，立管上法蘭盤間距不超過3個樓層。

根據(jù)上述管道布置要求進行自噴系統(tǒng)平面布置，具體平面布置見自動噴水滅火系統(tǒng)平面布置圖（圖紙）。

根據(jù)具體平面圖和自噴系統(tǒng)原理，進行自噴系統(tǒng)流程圖繪制，具體流程圖見自動噴水滅火系統(tǒng)流程圖（圖紙）。

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4.6 自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算 4.6.1 管網(wǎng)水力計算（作用面積法）

本建筑屬于中危險?級建筑，三個基本數(shù)據(jù)為：設(shè)計噴水強度為6L/min.m2，作用面積為160m2，噴頭工作壓力0.1Mpa，本系統(tǒng)采用預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)且分高、低兩區(qū)供水。1）噴頭的出流量按下式計算：

q?K10P

(4-2)式中

q噴頭處節(jié)點流量 L/min；

P噴頭工作水壓，MPa；

K噴頭流量系數(shù)，玻璃球噴頭K=80；

2）系統(tǒng)的設(shè)計流量，應(yīng)按最不利點處作用面積內(nèi)噴頭同時噴水的總流量確定：

Q1n

s?60?qi

i?1式中

Qs系統(tǒng)設(shè)計流量，L/s；

qi最不利點處作用面積內(nèi)各噴頭節(jié)點流量，L/min；

n最不利點處作用面積內(nèi)噴頭數(shù)。

系統(tǒng)的理論計算流量，應(yīng)按設(shè)計噴水強度與作用面積的乘積確定：

QqpFL?60

式中

QL系統(tǒng)理論計算流量，L/s；

qp最設(shè)計噴水強度，L/（min·m2)；

F作用面積，m2。

3）沿程水頭損失和局部水頭損失 每米管道的水頭損失應(yīng)按下式計算：

i?0.00001V2d01.37

式中

i每米管道水頭損失MPa/m；

V管道內(nèi)的平均流速，m/s；

di管道的計算內(nèi)徑，m，取值應(yīng)按管道的內(nèi)徑減1mm確定。

沿程水頭損失應(yīng)按下式計算：

h?iL

式中

h計算管段沿程水頭損失，MPa；

(4-3)

(4-4)

(4-5)(4-6)

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L計算管段長度，m；

局部水頭損失h1按沿程水頭損失的20%計算h1?0.2h；

3）管段流量確定，作用面積選定后，從最不利點噴頭開始，以此計算各管段的流量和水頭損失，直至作用面積內(nèi)最末一個噴頭為止。以后管段的流量不再增加，僅計算管道的水頭損失。

4）管徑確定

本次設(shè)計采用鋼管，管徑初步按噴頭個數(shù)確定，根據(jù)矩形面積設(shè)計噴頭數(shù)量，根據(jù)規(guī)范規(guī)定公式計算一個噴頭的出流量為1.33L/s，管徑為DN25，以此為依據(jù)有下表4-3。

表4-3 中危險級場所中配水支管、配水管控制的標準噴頭數(shù)

公稱直徑/mm 25 32 40 50 65 80 100

控制的標準噴頭數(shù)/只

中危險級 3 4 8 12 32 64

非計算管路管徑參照計算管路管徑選取。5）水壓和流速的規(guī)定

水壓：對閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，最不利出噴頭的工作壓力，一般為0.1MPa,最小不應(yīng)小于0.05MPa。本設(shè)計采用H=0.1MPa。且自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力不應(yīng)該超過1.2MPa。

流速：管內(nèi)允許流速，鋼管一般不大于5m/s，但配水支管水流速度在別情況下不應(yīng)超過10m/s。

最不利噴頭管網(wǎng)作用面積內(nèi)的水力計算：

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圖4-1最不利自噴水力計算圖

由圖4-1可知，作用面積160m2，形狀為長方形，邊長L?1.2F=15.18m，取16m，短邊為10.8m。作用面積內(nèi)噴頭數(shù)共19個。

（1）每個噴頭的噴水量為：

q?K10P?80?1?80L/min?1.33L/s

（2）作用面積內(nèi)的設(shè)計秒流量為：

Qs?nq?19?1.33?25.27L/s

（3）理論秒流量為：

QL?F?q(16?10.8)?6??17.28L/s 6060比較Qs與QL，設(shè)計秒流量Qs為理論設(shè)計秒流量QL的1.46倍，符合要求。（4）作用面積內(nèi)的計算平均噴水強度為： 19?80

qp??8.80L/（min·m2)

172.8此值大于規(guī)定要求6L/（min·m2)。

表4-4 最不利自噴水力計算表(作用面積法)管段編號 1 2 節(jié)點編號 前節(jié)點流量 L/s 1.33 1.33 1.33 2.66 管段流量 L/s

管段控制噴頭數(shù) 1 2 32

2.51 2.81

公稱直徑d/mm

流速 m/s

管道坡降i /MPa.m-1

管段 長度 m

單阻i /m·m-1

沿程水頭損失h1/mH2O 前 后 2 2 3

0.026 0.026

2.09 2.40

0.5240 0.4600

1.095 1.104

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管段編號 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 節(jié)點編號 前節(jié)點流量 L/s 1.33 1.33 2.66 5.32 2.66 1.33 3.99 1.33 1.33 1.33 0 管段流量 L/s 3.99 5.32 7.98 13.30 15.96 17.29 21.28 22.61 23.94 25.27 25.27

管段控制噴頭數(shù) 3 4 6 10 12 13 16 17 18 19 19

公稱直徑d/mm 32 40 50 65 65 65 80 80 80 100 150

流速 m/s

管道坡降i /MPa.m-1

管段 長度 m

單阻i /m·m-1

沿程水頭損失h1/mH2O 前 后 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

4.21 4.23 3.76 3.77 4.53 4.90 4.29 4.56 4.82 2.92 1.49

0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026

2.50 0.90 2.41 1.07 1.40 4.40 0.70 2.40 0.60 10.23 100.30

0.9739 0.8357 0.4931 0.3692 0.5173 0.5999 0.3829 0.4284 0.4761 0.1357 0.0263

2.435 0.752 1.188 0.395 0.724 2.640 0.268 1.028 0.286 1.389 2.645

∑hy=15.949m

4.6.2 校核管道流速

規(guī)范中規(guī)定：流速：管內(nèi)允許流速，鋼管一般不大于5m/s，但配水支管水流速度在別情況下不應(yīng)超過10m/s。

當管段流速大于5m/s時，且為配水總支管，可適當增大管徑，調(diào)節(jié)管內(nèi)流速。經(jīng)調(diào)整后，管內(nèi)流速均滿足小于5m/s的要求，已將調(diào)整后的管徑和流速列于表4-4。

4.6.3 校核噴水強度

由最不利噴頭管網(wǎng)作用面積內(nèi)的水力計算過程可知，自噴系統(tǒng)作用面積內(nèi)的計算平均噴水強度均為8.80L/（min·m2)，此值大于規(guī)定的6L/（min·m2)。所以，本設(shè)計的自噴系統(tǒng)噴頭噴水強度符合規(guī)范要求。

4.6.4 噴淋泵計算

1）預(yù)作用報警閥水頭損失按下式計算：

Hkp?SQ2

(4-7)式中

Hkp

S

Q通過報警閥的水頭損失，mH2O；

報警閥的阻力系數(shù)，DN150預(yù)作用報警閥，取0.000869； 通過報警閥的流量，Q=25.27 L/s 所以：

Hkp?SQ2=0.000869×25.272=0.56mH2O 2)噴淋泵的計算選型：（1）噴淋泵設(shè)計流量：

根據(jù)高區(qū)最不利自噴水力計算表，取最不利點作用面積內(nèi)噴頭總流量。

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故噴淋泵設(shè)計流量為：Qb=25.27 L/s。（2）噴淋泵揚程計算： 最不利噴頭壓力Hp=10mH2O。

最不利噴頭與貯水池之間垂直幾何高度Hpi=94.6 m 最不利管路沿程水頭損失∑hy=15.95mH2O。局部水頭損失按沿程水頭損失的20%計，總水頭損失∑h=1.2∑hy=19.14mH2O。

報警閥壓力損失Hkp?SQ2=0.56 mH2O

噴灑泵的揚程：Hpb=10+94.6+19.14+0.56=124.30 m H2O 故，噴淋泵選125MS*6-55多級水泵2臺，1用1備。級數(shù)6，轉(zhuǎn)速1450r/min，流量25.27L/s，揚程124.30m，電機功率55kw，效率69%。

4.6.5 ,噴淋系統(tǒng)壓力校核

水壓：對閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，最不利出噴頭的工作壓力，一般為0.1MPa,最小不應(yīng)小于0.05MPa。本設(shè)計采用H=0.1MPa。且自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力不應(yīng)該超過1.2MPa。

高區(qū)噴淋泵揚程為124.30m大于1.2MPa，驗證了本設(shè)計的自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)采用分區(qū)給水方式。分區(qū)后高區(qū)自噴系統(tǒng)最高位置噴頭與最低位置噴頭幾何高度約為37.80m,最低位置管網(wǎng)工作壓力約為：H=10+37.80+19.14+0.56=67.50 m H2O小于1.2MPa，低區(qū)噴淋泵揚程為78.51 m H2O小于1.2MPa。

故管網(wǎng)中壓力符合設(shè)計要求。

4.6.6 減壓孔板計算

為防止底層噴頭的流量大于高層噴頭的流量，設(shè)計中采用減壓孔板技術(shù)措施以均衡各層管道的流量，根據(jù)規(guī)范，當橫支管壓力超過0.4Mpa時需要減壓。

自動噴灑支管換算剩余水頭值按下式計算：(各層自噴剩余水頭同消火栓計算公式)

H0=Hb?(Hz??h?Hxh)

(4-7)

H??式中

H?

VH

oH0?1

(4-8)2V修正后的剩余水頭，mH2O； 水流通過減壓孔板后實際流速，m/s； 設(shè)計剩余水頭，mH2O。

與自噴立管鏈接的支管管徑為DN100，所以：

Q25.27?10?3?4V???3.22m/s 23.1423.14?0.1D445

第三篇：消防給水系統(tǒng)總結(jié)--典尚設(shè)計-三維動畫效果圖

消防給水系統(tǒng)總結(jié)

消防給水系統(tǒng)按滅火方式不同分為:消火栓給水系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng).按供水范圍不同分為:區(qū)域集中高壓供水、獨立高壓供水.按消防給水壓力的不同分為:高壓系統(tǒng)、臨時高壓系統(tǒng).一、消火栓給水系統(tǒng)及布置

建筑消火栓給水系統(tǒng)是把室外給水系統(tǒng)提供的水量,經(jīng)過加壓,輸送到用于撲滅建筑物內(nèi)火災(zāi)而設(shè)置的固定滅火設(shè)備,是建筑中基本的滅火設(shè)施.1、消火栓給水系統(tǒng)的組成

消火栓給水系統(tǒng)由消火栓、消防水池、消防水箱、消防水泵、水泵接合器、增壓穩(wěn)壓設(shè)備等.1)、消火栓:消火栓由水槍及水龍帶構(gòu)成.水槍的口徑為13mm、16mm、19mm.水龍帶的直徑為50mm和65mm,長度一般為15m、20m、25m和30m,當長度小于于24m時水龍帶的材質(zhì)為麻織,大于為水襯膠材料.2)、消防水池:用于無室外消防水源的情況下,儲存持續(xù)時間內(nèi)的消防用水量.可設(shè)于室外的地上或地下、室內(nèi)地下室也可與室內(nèi)游泳池等兼用.消防水池與生活(生產(chǎn))水池合用,也可分開設(shè)置.消防水池應(yīng)設(shè)置有水位控制閥的進水管、溢流管、泄水管、通氣管、出水管、水位指示器等.3)、消防水箱:用來儲存10min內(nèi)的消防用水量,用于火災(zāi)初期的滅火水量.可以與生活(生產(chǎn))高位水箱合用,保持水體流動性,防止水質(zhì)變壞.4)水泵接合器:是連接消防車向室內(nèi)消防給水系統(tǒng)加壓供水的設(shè)備.水泵接合器應(yīng)設(shè)在消防車易于到達的地點.5)、增壓穩(wěn)壓設(shè)備:一般設(shè)置消防穩(wěn)壓罐來保證供水的安全性.2、消火栓給水系統(tǒng)供水方式

消火栓給水系統(tǒng)供水方式分為:市政管網(wǎng)直接供水、設(shè)水箱給水方式、設(shè)水池水泵給水方式、設(shè)水泵水箱給水方式、設(shè)水池水泵水箱給水方式、分區(qū)供水.1)、市政管網(wǎng)直接供水:在室外給水管網(wǎng)的水量及水壓能時刻滿足室內(nèi)消火栓滅火時的水量及水壓時使用,由室外給水管網(wǎng)經(jīng)水表直接向室內(nèi)供水.2)、設(shè)水箱給水方式:在室外給水管網(wǎng)的水壓變化較大時使用.由室外管網(wǎng)向消防水箱提供火災(zāi)初期(10min)內(nèi)的用水量,后期由消防車通過水泵接合器向室內(nèi)供水.3)、設(shè)水池水泵給水方式:室外給水管網(wǎng)向消防水池提供火災(zāi)持續(xù)時間內(nèi)的用水量,由水泵加壓供給室內(nèi)消防系統(tǒng).4)、設(shè)水泵水箱給水方式:室外給水管網(wǎng)向消防水箱提供10min用水量,以供火災(zāi)初期使用,火災(zāi)后期由水泵加壓向室內(nèi)消防系統(tǒng)供水.5)、設(shè)水池水泵水箱給水方式:室外給水管網(wǎng)向消防水池提供持續(xù)時間內(nèi)的消防用水及10min內(nèi)消防用水.在火災(zāi)初期由消防水箱提供用水,后期由消防水池通過水泵加壓向系統(tǒng)供水.6)、分區(qū)供水:當最不利消火栓最大壓力超過0.8Mp時,需要分區(qū)供水.3、消火栓給水系統(tǒng)的布置

1)、當室內(nèi)消防用水大于15L/S時,消火栓個數(shù)多于10個,給水管網(wǎng)布置成環(huán)狀.2)、超過六層的塔式、通廊式住宅,超過5層,或體積大于10000m3,其他民用建筑,大于四層的廠房車庫,給水立管應(yīng)大于兩根,且兩根立管成環(huán).3)、閥門的設(shè)置應(yīng)便于管道的維修和使用,關(guān)閥后,停止使用的立管不得超過一條,停止使用的消火栓不得多于5個,三通應(yīng)設(shè)兩個閥門,四通三個,每隔三個立管設(shè)一個干管閥門.4)、水泵接合器應(yīng)距墻5-40m,兩組(個)水泵接合器之間相距20m,距水源15-40m.4、消火栓給水系統(tǒng)的水力計算

1)、根據(jù)建筑購物名稱、高度、層數(shù)、體積等特性,確定室內(nèi)消防用水量,同時使用水槍數(shù)量,每根立管的最小流量,確定消防一次用水量及火災(zāi)延續(xù)時間.繼而計算出消防總用水量.2)、根據(jù)消防水槍,水龍帶的性質(zhì),計算出一個消火栓的保護半徑,確定消火栓系統(tǒng)的不知情況.3)、根據(jù)各管段的流量和經(jīng)濟流速(1.4-1.8m/s),可得各支管的管徑.4)、消火栓口所需壓力.5)、確定水箱、水池大小,水泵型號.二、自動噴水滅火系統(tǒng)及布置

1、自動噴水滅火系統(tǒng)的分類

1)、濕式自動噴水滅火系統(tǒng):閉式噴頭,適用于溫度在4℃-70℃的環(huán)境內(nèi),由于管道充滿水,不適合對裝修要求高的建筑物.2)、干式自動噴水滅火系統(tǒng):閉式噴頭,對于溫度沒有要求,管道內(nèi)充滿氣體,適用于對裝修要求高的建筑物和采暖期長而建筑物內(nèi)無采暖的場所.但由于管道充滿氣體,在火災(zāi)發(fā)生后,管道現(xiàn)排氣,再充水,系統(tǒng)動作時間較長.滅火效率低.3)、預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng):閉式噴頭,在火災(zāi)發(fā)生時,由干式系統(tǒng)變?yōu)闈袷较到y(tǒng),所以兼顧兩者的優(yōu)點,又避免了兩者的缺點.對建筑物要求較高的情況下使用.4)、雨淋系統(tǒng):開式噴頭,適用于火災(zāi)蔓延快,危險性大的建筑物或局部適用.5)、水幕系統(tǒng):開式噴頭,不用于滅火,用于阻斷火災(zāi)蔓延,冷卻和隔離的作用.6)、水霧系統(tǒng):用于特殊場所(柴油發(fā)電機房,燃油、燃氣室).2、自動噴水系統(tǒng)的布置

自動噴水系統(tǒng)的噴頭分為直立型和下垂型.根據(jù)建筑物的火災(zāi)危險等級確定噴水強度和作用面積,可將按正方形,長方形和菱形布置噴頭.3、自動噴水滅火系統(tǒng)的水力計算

1)、作用面積法:適用于輕危險等級和中危險等級的建、構(gòu)筑物的計算 2)、特性系數(shù)法:適用于雨淋自動噴水滅火系統(tǒng)和嚴重危險等級的建筑物.三、高層建筑消防給水系統(tǒng)

1、技術(shù)要求

一般高度在24m以下的裙房,在外救的能力范圍內(nèi),以外救為主;高度在24m到100m的部位,自救并助外救同時作用,但以自救為主;100m以上的完全自救.2、消防給水系統(tǒng)的設(shè)置

1)、在高級旅館,重要辦公樓,一類建筑的商業(yè)樓,展覽館,綜合樓和消防高度超過100m的其他高層建筑內(nèi),均應(yīng)增設(shè)消防卷盤.2)、當消火栓口處壓力超過0.8Mp,自動噴水滅火系統(tǒng)超過1.2Mp時,需要分區(qū)供水,各自管道自成系統(tǒng),應(yīng)分別設(shè)水泵接合器.3)、當消火栓口處壓力大于0.5Mp時,應(yīng)在消火栓處設(shè)置減壓裝置.3、防止超壓的措施

1)、選用流量—揚程曲線平緩的消防水泵.2)、多臺水泵并聯(lián)運行.3)、在消防給水系統(tǒng)中設(shè)置安全閥或設(shè)水泵回流管泄壓.4)、合理的確定分區(qū)范圍和布置消防管道.5)、提高管道和附件的承壓能力.四、固體滅火系統(tǒng)

固體滅火系統(tǒng)分為:干粉滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、鹵代烷滅火系統(tǒng)、蒸汽滅火系統(tǒng)、煙霧滅火系統(tǒng)、二氧化碳滅火系統(tǒng)等.首先確定建筑物的危險等級及火災(zāi)種類,選擇適合的滅火器系統(tǒng)并選擇最大保護距離,根據(jù)以上條件計算滅火器的配置:

SQ?K

U其中: Q –––滅火配置場所的滅火級別，A或B； S –––滅火配置場所的保護面積，m2；

U –––A類火災(zāi)或B類火災(zāi)的滅火器配置場所相應(yīng)危險等級的滅火器配置基 準，m2/A或m2/B；

K –––修正系數(shù)。無消火栓和滅火系統(tǒng)的，K＝1.0；設(shè)有消火栓的，K＝0.7；設(shè)有滅火系統(tǒng)的，K＝0.5；

設(shè)有消火栓和滅火系統(tǒng)的或為可燃物露天堆垛，甲、乙、丙類液體貯罐，可燃氣體貯罐的，K＝0.3。

Q由最大保護距離以及建筑的面積,確定布置多少滅火器,根據(jù)Qe? 其中:Q為

N滅火配置場所的滅火等級,Qe為每個滅火器的滅火等級,n為滅火器的個數(shù).最后根據(jù)每個滅火器的滅火等級查表選出滅火器的型號.

第四篇：關(guān)于高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計的調(diào)研報告

隨著社會發(fā)展進步，高層建筑已成為建筑主流，而高層建筑具有投資規(guī)模大，建筑使用功能復(fù)雜的特點，使得對設(shè)計的要求越來越高，特別是防火安全的設(shè)計。在近幾年的工作中經(jīng)常遇到一些多發(fā)性的問題。

一、關(guān)于高位水箱中消防儲量的意見

《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（gb50045-95）7.4.7.1規(guī)定：高位消防水箱的消防儲水量，一類公共建筑不應(yīng)小于18m3。

《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（gb50084-2001）第10.3.1條：自動噴水滅火系統(tǒng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)消防水箱，其儲水量應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)國家標準的規(guī)定。

從現(xiàn)行的規(guī)范及筆者所見到的資料里都沒有明確消防水箱中的消防儲水量是一個18m3還是兩個18m3。即一般的將gb50045-95中的18m3的理解為消火栓系統(tǒng)室內(nèi)10分鐘消防用水（但若因室內(nèi)消火栓用水量為40l/s，高位水箱中之10分鐘消防儲水量應(yīng)為24m3）；將《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（gb50084-2001）中的18m3理解為自動噴水滅火系統(tǒng)10分鐘消防儲量（若按30l/s計算，高位水箱中之10分鐘消防儲水量應(yīng)為18m3）。因此設(shè)計中會出現(xiàn)消火栓系統(tǒng)與自動噴水滅火系統(tǒng)同時存在時出現(xiàn)高位水箱中的消防儲量為36m3的情況。

針對這一情況，怎樣理解才是“安全適用”、“經(jīng)濟合理”呢？

筆者認為18m3是指10分鐘消防總貯量，消防二字含義為：所有消防手段（包括消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)），即不存在24m3或36m3的問題。說明如下：

第一，當發(fā)生火災(zāi)時無人在現(xiàn)場，如娛樂場所、倉庫等等，則只有自動噴水滅火系統(tǒng)工作，并且該系統(tǒng)只要有一個噴頭動作，壓力開頭將在60秒內(nèi)動作發(fā)出電信號，向控制中心報警，并經(jīng)控制箱切換啟動消防泵。即使幾個噴頭動作，18m3儲水量也僅僅動用約三分之一。

第二，當自動噴水滅火系統(tǒng)不理想，火災(zāi)漫延、擴大，消防隊到達現(xiàn)場，消火栓開始使用時，早已不是10分鐘的問題了，直接啟動消防供水滅火。此時高位水箱中仍有相當量的儲水。

第三，初起火災(zāi)在5～10分鐘后，消防隊才到達現(xiàn)場，在此之前一般說來，消防泵應(yīng)沒有啟動。如果啟動了就不存在18m3儲水量夠不夠用的問題。如果沒有啟動，則因高位水箱位下降到低水位（即消防儲量水位）時，生活水泵將啟動供水。也就是說在火災(zāi)發(fā)生后的5～10分鐘內(nèi)，生活水泵繼續(xù)供水5～10分鐘，這樣因消防儲量已動用，實際上生活泵供水基本上是供給了消防用，因水位已可能是在消防儲量以下，生活出水管無水可出，亦即說明供10分鐘內(nèi)消防用水量不止18m3，是夠用的。

第四，如果因為是超高層建筑或普通一類高層，因水箱設(shè)置高度不夠而設(shè)置增壓系統(tǒng)，那么對于高區(qū)消防來說，高位水箱的消防儲水量單單對直接滅火而言，其意義幾乎為零。當然為了使增壓系統(tǒng)正常工作及中、低區(qū)來講，高位水箱之消防儲量仍然是必須的。

因此，筆者認為，無論一類高層建筑中有幾個消防系統(tǒng)，其高位水箱中的消防儲量不小于18m3就是符合規(guī)范要求的。

二、消防儲水池的設(shè)置及容積的確定

首先談?wù)勅绾未_定是否應(yīng)設(shè)置消防儲水池的有關(guān)問題。

《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（gb50045-95），7.3.2條是這樣寫的，“符合下列條件之一時，高層建筑應(yīng)設(shè)消防水池：7.3.2.1市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量；7.3.2.2市政給水管道為枝狀或只有一條進水管（二類居住建筑除外）”；條文有了，但關(guān)鍵是如何理解什么叫“且能滿足”及是否“市政給水管道為環(huán)狀，且有從市政環(huán)狀管網(wǎng)不同側(cè)引入的兩條進水管”，就可以不設(shè)消防儲水池？筆者認為對于大多數(shù)城市而言這是不容置疑的，但對于某些特定條件下，這樣執(zhí)行規(guī)范僅僅是死摳字眼，是不夠負責任的。如某工程處于某國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開展區(qū)，其給水管道網(wǎng)為環(huán)狀，只要水廠供水、流量、壓力均能滿足某高層建筑需要，假如引入管也符合規(guī)范要求，是否可以不設(shè)置消防儲水池及加壓設(shè)施呢？從表面看是可以的。然而，當深入地了解一下情況就會明白不設(shè)置消防儲水池是不行的。因該開發(fā)區(qū)僅有一路電源，這與一般大中城市幾水廠，甚至一個水廠有兩路電源不可同是而語。這一路電源停電，尤其秋、冬季節(jié)，如發(fā)生火災(zāi)，該水源何以保證供水呢？

其次，談?wù)勏浪厝莘e確定的有關(guān)問題。消防水池是儲存消防滅火用水的構(gòu)筑物，容積的確定關(guān)系著滅火的安全性。《高規(guī)》7．3．3對水池的容積作了規(guī)定：“當室外給水管網(wǎng)能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容積應(yīng)滿足在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)室內(nèi)消防用水量的要求；當室外給水管網(wǎng)不能保證室外消防用水時時，消防水池的有效容量應(yīng)滿足火災(zāi)延續(xù)時間以內(nèi)消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“

第五篇：法蘭盤設(shè)計計算說明書

湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

制定輸出連接法蘭數(shù)控加工工藝

摘要

本課題完成法蘭盤工藝設(shè)計與數(shù)控加工。法蘭盤是使管子與管子相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，兩個法蘭盤之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起，完成了連接。

本次設(shè)計主要完成以下設(shè)計內(nèi)容：法蘭盤的零件圖紙與技術(shù)要求分析、零件二維圖繪制及三維建模；制定數(shù)控加工工藝卡片文件；零件的夾具設(shè)計并進行夾具圖二維圖繪制；對零件進行加工仿真。根據(jù)鍛件的形狀特點、零件尺寸及精度，選定合適的機床設(shè)備以及夾具設(shè)計，通過準確的計算并查閱設(shè)計手冊，確定了法蘭盤的尺寸及精度，在材料的選取及技術(shù)要求上也作出了詳細說明，并在結(jié)合理論知識的基礎(chǔ)上，借助于計算機輔助軟件繪制了各部分零件及裝配體的工程圖,以保障法蘭盤的加工制造。

在夾具的設(shè)計過程中，主要以可換圓柱銷、可換菱形銷、定位心軸和支承釘來定位，靠六角厚螺母來夾緊。首先在數(shù)控車床上，完成零件的外圓及端面加工；再在數(shù)控銑床上，完成零件端面上側(cè)槽及頂部6-M12螺紋孔的加工；最后采用專用夾具以側(cè)槽、底部圓環(huán)以及6-M12螺紋孔其中兩孔定位進行外圓上Φ22孔的加工。

關(guān)鍵字：法蘭盤，數(shù)控加工工藝，數(shù)控編程，夾具設(shè)計，仿真加工

湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

制定輸出連接法蘭數(shù)控加工工藝

法蘭盤工藝設(shè)計與數(shù)控加工

0 引言

0.1 概述

本課題起源于裝配制造業(yè)法蘭盤工藝設(shè)計與數(shù)控技術(shù)，通過此次畢業(yè)設(shè)計，可以初步掌握對中等復(fù)雜零件進行數(shù)控加工工藝規(guī)程的編制，學(xué)會查閱有關(guān)資料，能合理編制數(shù)控加工過程卡片、數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控加工刀具卡片、數(shù)控編程等工藝文件，能合理的確定加工工序的定位與夾緊方案。

能使用AutoCAD正確繪制機械零件的二維圖形，能通過使用UGNX7.0軟件對零件進行三維圖的繪制，可以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力及建模能力。

編寫符合要求的設(shè)計說明書，并正確繪制有關(guān)圖表。在畢業(yè)設(shè)計工作中，學(xué)會綜合運用多學(xué)科的理論知識與實際操作技能，分析與解決設(shè)計任務(wù)書中的相關(guān)問題。在畢業(yè)設(shè)計中，綜合運用數(shù)控加工刀具和數(shù)控工藝、工裝夾具的設(shè)計等專業(yè)知識來分析與解決畢業(yè)設(shè)計中的相關(guān)問題。

依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，進行資料的調(diào)研、收集、加工與整理和正確使用工具書；掌握有關(guān)工程設(shè)計的程序、方法與技術(shù)規(guī)范；掌握實驗、測試等科學(xué)研究的基本方法；以及與解決工程實際問題的能力。0.2 本設(shè)計的主要工作內(nèi)容

本次對于法蘭盤工藝設(shè)計及數(shù)控加工的主要任務(wù)是：（1）分析零件圖紙與技術(shù)要求； 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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（2）三維建模。根據(jù)零件二維視圖建立三維視圖；

（3）制定機械加工工藝文件。根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)資料、生產(chǎn)條件與生產(chǎn)綱領(lǐng)，制定零件機械加工工藝規(guī)程，編寫工藝規(guī)程卡片；

（4）夾具設(shè)計。繪制工件夾具圖；

（5）編制數(shù)控加工程序、仿真加工與課題制作

（6）工件檢驗。選用合理的測量工具與設(shè)備檢驗工件的加工質(zhì)量。在這整個過程中，綜合運用多學(xué)科的理論、知識與技能，分析與解決實際相關(guān)問題。零件分析

1.1 零件圖分析

圖1.1所示為法蘭盤零件二維圖，其結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，中批量生產(chǎn)1000件。圖1.2為零件的三維圖。

圖1.1 法蘭盤零件二維圖 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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圖1.2 法蘭盤三維圖

該零件材料為45鋼，毛坯為鍛件，主要應(yīng)用于裝配管子，起管子的連接及固定作用，為中批量生產(chǎn)類型產(chǎn)品。該零件為由外圓、內(nèi)圓、沉孔、內(nèi)孔、倒斜角等表面組成，加工表面較多且都為平面及各種孔，因此適合采用加工中心加工。1.2 技術(shù)要求分析（1）結(jié)構(gòu)分析

零件由外圓、內(nèi)圓、沉孔、內(nèi)孔、倒斜角等構(gòu)成。（2）尺寸精度分析

加工精度是指零件在加工后的幾何參數(shù)的實際值和理論值符合的程度。尺寸精度是指實際尺寸變化所達到的標準公差的等級范圍。

如圖1.1所示，加工要求較高的尺寸列出如下表格，如表1.1所示。湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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（3）形位公差分析

加工后的零件不僅有尺寸誤差，構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面的實際形狀或相互位置與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。（4）毛坯加工余量分析

工件粗加工的余量為0.8，半精加工為0.5，精加工為0.2。（5）粗糙度分析

表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，一般是由所采取的加工方法和(或）其他因素形成的。表面粗糙度高度參數(shù)有3種：輪廓算術(shù)平均偏差Ra，微觀不平度十點高度Rz以及輪廓最大高度Ry。

該零件主要由外圓、內(nèi)圓、沉孔及內(nèi)孔組成，具體表示為φ55外圓、φ52外圓、φ90外圓、6-φ11沉孔、3-φ5內(nèi)孔、φ10內(nèi)孔、φ32內(nèi)圓、φ16內(nèi)圓。粗糙度皆為Ra3.2。

表1.1尺寸精度

結(jié)構(gòu) Φ10mm的孔 Φ11mm的沉孔 C1.5mm倒角 Φ5mm內(nèi)孔

尺寸 Φ10mm Φ11mm 1.5mm×45° Φ5mm

形狀 孔 沉孔 倒角 內(nèi)孔

位置 Φ90mm圓柱面 Φ90mm圓柱面 Φ32mm圓柱面內(nèi)側(cè) Φ10mm圓柱面 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

制定輸出連接法蘭數(shù)控加工工藝 零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計

2.1 選定毛坯

根據(jù)零件的加工前尺寸及考慮夾具方案的設(shè)計，選擇的毛坯材料牌號為45鋼，毛坯種類為鍛件，毛坯外形尺寸為Φ95mm×45mm。如圖1.3所示。

圖1.3 法蘭盤加工前三維圖

2.2 選擇定位基準

選擇定位基準時，首先是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，選擇定位基準時先選擇粗基準，再選擇精基準。2.2.1 粗基準的選擇：

按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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應(yīng)選擇不加工表面為粗基準，故在加工Φ16mm內(nèi)圓、Φ90外圓及Φ55外圓時，選擇Φ95mm毛坯外圓作為粗基準。2.2.2 精基準的選擇：

按照精基準的選擇原則，為符合基準重合原則以及基準統(tǒng)一原則，故在加工Φ700外圓、Φ440外圓、Φ340外圓、Φ224內(nèi)孔、12-Φ22孔及6-M12內(nèi)孔時，選擇Φ700外圓及Φ224內(nèi)圓作為精基準。2.3 工藝路線的設(shè)計

（1）工藝路線的設(shè)計

為保證幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術(shù)要求，必須判定合理的工藝路線。

由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)，所以XH714立式加工中心配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。

針對零件圖樣確定零件的加工工序為： 工序一：（Φ700毛坯外圓定位）1)粗車外圓及端面。

2)精車外圓至尺寸要求，留總厚余量2mm。3)鉆Φ140孔中心孔。4)粗鉆擴Φ140孔。

5)精鉆擴Φ140孔至尺寸要求。6)倒圓角R2。

工序二：（Φ224圓柱面定位）1)粗車外圓及端面。

2)精車外圓及端面至尺寸要求。湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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3)鉆Φ224孔中心孔。4)粗鉆鉸锪Φ224孔。

5)精鉆鉸锪Φ224孔至尺寸要求。6)倒角C1.5。

工序三：（Φ22孔及工件下平面定位）1)鉆12-Φ22孔。2)粗鉆鉸12-Φ22孔。

3)精鉆鉸12-Φ22孔至尺寸要求。工序四：（Φ22孔及工件上平面定位）1)鉆6-M12螺紋孔。2)粗鉸6-M12螺紋孔。

3)精鉸6-M12螺紋孔至尺寸要求。4)所有面去銳邊毛刺。2.4 確定切削用量和工時定額

切削用量包括背吃刀量、進給速度或進給量、主軸轉(zhuǎn)速或切削速度（用于恒線速切削）。其具體步驟是：先選取背吃刀量，其次確定進給速度，最后確定切削速度。（參考資料《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》）

工時定額包括基本時間、輔助時間、地點工作服務(wù)時間、休息和自然需要時間以及準備終結(jié)時間。2.4.1 背吃刀量ap的確定

根據(jù)零件圖樣知工件表面粗糙度要求為全部3.2，故分為粗車、半精車、精車三步進行。湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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因此選擇粗車的背吃刀量為3.5mm，半精車的背吃刀量取1.5mm，精車時背吃刀量取0.35mm。2.4.2 進給量f的確定

由文獻[10]表2.4-73，選擇粗車時：fz=0.20mm/z；精車時：fz=0.5mm/z

2.4.3 切削速度vc的確定

由文獻[10]表3.1-74，選擇粗車時：主軸轉(zhuǎn)速n=900r/min；精車時：主軸轉(zhuǎn)速n=1000r/min。

因此，相應(yīng)的切削速度分別為： 粗銑時：vc?精銑時：vc??dn1000????16?90010001000m/min?45.2m/min m/min?62.8m/min

?dn1000??20?10002.4.4 工時定額的確定

根據(jù)夾具的設(shè)計，下面計算工序四中Φ10mm孔的時間定額。（1）基本時間 由文獻[8]得，鉆孔的計算公式為： T基本?式中：L1?DcotKy?(1~2)； 2L?L1?L2 nf L2?1~4，鉆盲孔時，L2=0； L=17，L2=0，f=0.3，n=1000；

10118??1.5?7.5因此 L1?cot22 所以 T基本?17?7.5?0?0.082min

0.3?1000（2）輔助時間 文獻[8]確定 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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開停車 0.015min 升降鉆桿 0.015min 主軸運轉(zhuǎn) 0.02min 清除鐵屑 0.04min 卡尺測量 0.10min 裝卸工件時間由文獻[8]取1min

所以輔助時間

T輔助=（0.015+0.015+0.02+0.04+0.10+1）min=1.19min（3）地點工作服務(wù)時間 由文獻[8]確定

取??3%，（0.082?1.19）?3%min?0.03815min

則T服務(wù)?(T基本?T輔助)??（4）休息和自然需要時間 由文獻[8]確定

取??3%，（0.082?1.19）?3%min?0.03815min

則T休息?(T基本?T輔助)??（5）準備終結(jié)時間 由文獻[8]，部分時間確定

簡單件 26min 深度定位 0.3min 升降鉆桿 6min 由設(shè)計給定1000件，則

min

T準終/n?(26?0.3?6)/1000min?0.0323（6）單件時間

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T總?T基本?T輔助?T休息?T服務(wù)?T準終?0.03815?0.0323)min

?(0.082?1.19?0.03815?1.381min（7）單件計算時間)min?1.4129min

T單件?T總?T準終/n?(1.381?0.0323

2.5 各工序的設(shè)備、刀具、量具的設(shè)計

(1)選擇NC加工機床

根據(jù)2.3 工藝路線的設(shè)計的工序安排，由于零件的復(fù)雜性及加工部位多，故選擇立式加工中心。加工內(nèi)容有：車外圓、鉆孔、鉸孔及倒角等，所需刀具不超過20把。選用立式加工中心即可滿足上述要求。

本設(shè)計選用FANUC 18i-MateMC系統(tǒng)XH714立式數(shù)控加工中心，如圖1所示。

圖1 XH714立式數(shù)控加工中心

(2)機床主要技術(shù)參數(shù)

工作臺面積(長×寬)900×400 mm 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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工作臺左右行程(X向)630 mm 工作臺前后行程(Y向)400 mm 主軸上、下行程(Z向)500 mm 工作臺最大承重 600 kg 主軸端面至工作臺面距離 250—760 mm 主軸錐孔 MAS403 BT40 刀庫容量 ≥12 把 刀具最大尺寸 φ100×250 mm 主軸最高轉(zhuǎn)速 8000 rpm 進給速度 5-8000 mm/min 快速移動速度 20000 mm/min 主電機功率 7.5/11KW 定位精度 X:0.016 mm，Y、Z：0.014 mm全程 重復(fù)定位精度 X:0.010 mm，Y、Z:0.008mm全程 進給電機扭矩 FANUC 8 N.m 數(shù)控系統(tǒng) FANUC 0i-MateMC 插補方式 直線插補、圓弧插補（3）機床性能

XH714為縱床身，橫工作臺，單立柱立式加工中心機床；可以實現(xiàn)X、Y、Z任意坐標移動以及三坐標聯(lián)動控制；X、Y、Z三坐標軸伺服進給采用交流伺服電機，運動平穩(wěn)；X、Y、Z三軸采用進口精密滾珠絲杠副，及進口滾珠絲杠專用軸承支承；主軸采用交流伺服調(diào)速電機，其額定功率 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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11KW；主軸最高轉(zhuǎn)速為8000rpm。主軸軸承采用高速、高精度主軸軸承，油循環(huán)冷卻；采用蝶形彈簧夾緊刀具，氣壓松刀；刀庫為20把刀的斗笠式刀庫，無機械手換刀。2.6 工藝文件的設(shè)計

根據(jù)2.3 工藝路線的設(shè)計的工序安排，編出機械加工工藝過程卡片及工序卡片。見附表1~3：機械加工工藝過程卡片；附表4~7：數(shù)控加工工序卡；附表11~16：數(shù)控加工進給路線圖。2.7 數(shù)控加工刀具卡片的設(shè)計

根據(jù)2.3 工藝路線的設(shè)計的工序安排，編出機械加工刀具卡片。見附表8~10：機械加工刀具卡片。2.8 數(shù)控編程

根據(jù)2.3 工藝路線的設(shè)計的工序安排，編出數(shù)控加工程序。見附表17：數(shù)控加工程序。法蘭盤鉆Φ10孔夾具工序工藝裝備的設(shè)計

3.1 夾具設(shè)計方案的設(shè)計

根據(jù)法蘭盤的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定。二是要能協(xié)調(diào)法蘭盤零件與機床坐標系的尺寸。除此之外，重點考慮以下幾點：

1、在成批生產(chǎn)時，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。

2、夾具上個零件部件應(yīng)不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位。夾緊原件不能影響加工中的走刀。

根據(jù)課題要求，批量生產(chǎn)1000件法蘭盤零件，故需要設(shè)計專用夾具 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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進行裝夾。

3.1.1 夾具的定位方案的設(shè)計

工件定位方案的確定，首先應(yīng)考慮滿足加工要求。按基準重合原則，選用Φ18孔以及工件底平面作為定位基準，定位方案如圖3-1所示。

平面機構(gòu)自由度計算公式為：F?3n?2PL?PH，其中：n 為活動構(gòu)件，n=N-1，N為構(gòu)件； PL — 低副；

PH — 高副；

所以：F?3n?2PL?PH?3?2?2?3?0?0

即2個支承釘及定位心軸限制工件的x、y方向的轉(zhuǎn)動度以及z方向的移動度，可換圓柱銷及可換菱形銷限制工件的x、y方向的的移動度以及z方向的轉(zhuǎn)動度。

圖3-1 法蘭盤的定位方案 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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3.1.2 夾具的夾緊方案的確定

工件夾緊方案的確定，取工件的Φ55圓柱端面進行夾緊，采用六角厚螺母夾緊機構(gòu)，如圖3-2所示。采用六角厚螺母夾緊機構(gòu)，在夾具設(shè)計過程中，以考慮工件的受力情況，故在Φ55圓柱端面與六角厚螺母之間增加平墊圈，平墊圈在此處起到緩沖、平衡受力及保護端面不受傷害的作用。采用六角厚螺母通過平墊圈將工件在側(cè)面夾緊，其結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。

圖3-2 法蘭盤的夾緊方案

3.1.3 夾具對刀裝置方案的確定

因考慮零件的復(fù)雜性，故將夾具本次零件加工選擇機床對刀點在工件 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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坐標系的Φ95外圓上，這有利于保證精度，減少誤差。

采用試切的對刀方法：具體步驟為該零件選擇Φ95外圓為編程零點，本次試切首先選擇零件的右側(cè)面為試切點，左右撥動主軸，手輪移動X軸，使刀具微碰零件，此時記下X的機械坐標輸入到G54或G55的X中，本次試切再選擇零件的外圓頂點為試切點，上下?lián)軇又鬏S，手輪移動Y軸，使刀具微碰零件，此時記下Y的機械坐標輸入到G54或G55的Y中，至此，X，Y軸對刀完成；Z軸的對刀，如以工件外圓頂點為0點，將銑刀擦到工件表面，記下此時Z軸的機械坐標，輸入到G54或G55中。3.1.4 夾具與機床連接方案的設(shè)計

因考慮零件的加工復(fù)雜性，本套夾具選擇孔系夾具，它的元件以孔定位，螺紋連接，元件定位精度高，夾具的組裝簡便，剛性好，又便于數(shù)控機床編制加工程序。

3.2 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在選擇夾具體的毛坯的結(jié)構(gòu)時，從結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟性、標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。在《機床夾具設(shè)計手冊》表1-9-1為各種夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用場合。則選鑄造結(jié)構(gòu)，因為其可鑄造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀。抗壓強度大，抗振性好。易于加工，但制造周期長，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故應(yīng)進行時效處理。材料多采用HT15-30或HT20-40。在夾具體上還進行倒角，以便增加夾具的強度及剛度。

3.3 夾具的理論計算

3.3.1 定位誤差的分析與計算 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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本套夾具是定位誤差主要是一面兩孔定位所產(chǎn)生的，因此只需計算兩定位銷的定位誤差即可。

1）確定定位銷中心距及尺寸公差 取?Ld??LD??0.12mm?0.04mm1313

故兩定位銷中心距為71±0.02mm 2）確定圓柱銷尺寸及公差

取Φ11H8=Φ1

1?0.006?0.017mm 3）參考文獻[8]中表4-3選取菱形銷的b1及B值

取b1=4mm，B=d-2=（11-2）mm=9mm 4）確定菱形銷的直徑尺寸及公差

取補償值：a=Ld+LD=（0.06+0.02)mm=0.08mm，則

X2min?2ab12?0.08?4?mm?0.053mmD2min12

所以d2max?D2min?X2min?(11?0.053)mm?10.947mm

菱形銷與孔的配合取h6，其下偏差為-0.011mm，故菱形銷直徑為

?0.053 Φ10.9470?0.011mm=Φ11?0.064mm 0.053 所以d2max?Φ11??0.064mm 5)計算定位誤差

基準位移誤差為：

?Y??D1??d1?X1min?[0.027?(?0.006?0.017)?(0?0.006)]mm?0.044mm

轉(zhuǎn)角誤差為： ???arctanX1max?X2max(0.027?0.017)?(0.027?0.064)0.135?arctan?arctan

2L2?71142 則???3?14??，雙向轉(zhuǎn)角誤差為6?28??。湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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3.3.2 夾緊力的分析與計算

本套夾具靠六角厚螺母實現(xiàn)夾緊。因此，夾緊力的計算則在于六角厚螺母所需的力。

六角厚螺母夾緊力P按3.2公式計算：

T?Q?rtan???????f? ……………………………………………（3.2）

Q — 夾緊力，；

? — 螺紋升角，M16選2?29?；

? — 螺紋摩擦角，?=10?；

? — 支撐表面摩擦力矩的計算力臂，選擇??d0??15?5； f — 螺母支撐面的摩擦因素，選擇f=0.178；

1313通過計算，M16孔定位的螺釘所需夾緊力為：T=180N 因為六角厚螺母需在兩端進行夾緊，故夾緊力為雙倍。因此總共所需夾緊力為：T總=2T=180N×2=360N

3.4 夾具的使用操作說明

本夾具用于加工法蘭盤的?11孔（工件材料45鋼）。工件以?32和?16孔、?11孔分別在定位心軸

8、可換定位銷7及可換定位銷9上定位，通過在定位心軸8上旋動六角厚螺母4使平墊圈3接觸工作，從而達到夾緊工件的效果。湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

制定輸出連接法蘭數(shù)控加工工藝 數(shù)控加工零件的三維仿真圖

圖4-1 鉆6-M12螺紋孔 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

制定輸出連接法蘭數(shù)控加工工藝 數(shù)控加工零件的三維仿真圖

圖4-4 鉸12-Φ22孔 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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圖4-6銑側(cè)槽 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

制定輸出連接法蘭數(shù)控加工工藝 結(jié)論

（1）通過對零件和夾具的三維造型，實戰(zhàn)練習了UG三維造型軟件的造型模塊和AtuoCAD工程圖模塊，加深了AutoCAD二維軟件的操作和理解。

（2）通過對夾具的理論計算，證明本套夾具具有可行性。（3）通過對零件的加工仿真，證明數(shù)控加工程序具有可行性。（4）通過對夾具的三維建模，證明夾具的設(shè)計具有可行性。（5）對使用Office辦公軟件時，還需要多加熟練。

（6）在進行UG三維建模時，了解了計算機輔助制圖編程軟件的功能及使用方法。

（7）在用Auto CAD、UGNX7.0等軟件時，還需要多熟練快捷鍵的使用，從而提高效率。

（8）設(shè)計過程中應(yīng)用到的材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、數(shù)控編程等方面的知識。通過設(shè)計，加深了對所學(xué)知識在腦海中的印象，并提高了在實際中應(yīng)用所學(xué)知識的能力。

同時，也認識到數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，是制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，它對國際民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院專業(yè)模塊課程設(shè)計

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參考文獻

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附錄

附錄1.機械加工工藝過程卡片 附錄2.機械加工工藝過程卡片 附錄3.機械加工工藝過程卡片 附錄4.數(shù)控加工工序卡 附錄5.數(shù)控加工工序卡 附錄6.數(shù)控加工工序卡 附錄7.數(shù)控加工工序卡 附錄8.數(shù)控加工刀具卡片 附錄9.數(shù)控加工刀具卡片 附錄10.數(shù)控加工刀具卡片 附錄11.數(shù)控加工進給路線圖 附錄12.數(shù)控加工進給路線圖 附錄13.數(shù)控加工進給路線圖 附錄14.數(shù)控加工進給路線圖 附錄15.數(shù)控加工進給路線圖 附錄16.數(shù)控加工進給路線圖 附錄17.數(shù)控加工程序 附錄18.法蘭盤二維圖及三維圖

附錄19.法蘭盤鉆Φ10孔專用夾具裝配圖 附錄20.專用夾具中夾具體二維圖 附錄21.專用夾具中可換圓柱銷二維圖 附錄22.專用夾具中可換菱形銷銷二維圖 附錄23.專用夾具中定位心軸二維圖