南京信息工程大学·《建筑给水排水工程》课程设计·设计说明书 某高层教学楼给水排水设计
H4?50kpa 即
H2?H4?50?17.901?67.901kpa 故水箱安装高度h?H2?H4?67.901mH2O 因此，水箱安装高度取70m。
3.5 贮水池的有效容积
高层建筑的生活给水系统，应能充分、安全、可靠地保证生活用水，为此，在
市政供水管网不能满足建筑物用水量的要求，而又不允许直接从室外管网抽水时，应设置贮水池。贮水池的容积的确定需要根据建筑物得实际情况，具体的用水要求，在结合市政管网供水的可靠程度确定。可以将生活贮水池和消防贮水池合用，也可以将生活贮水池和消防贮水池分开独立设置。本设计中采用合用的方法。
根据《给水排水设计手册（第二册 建筑给水排水）》第二版：“贮水池的有效容积与本市政管网供水情况、用户要求和建筑物的性质、生化调节水量、消防储备水量和生产事故的用水量有关”。 按公式（3-18）计算：
V?(Qb?Qj)Tb?Vf?Vs （3-11） 式中 Vs——生产事故备用水量，m3； Tb——水泵运行时间，h; Vf——消防贮备水量，m3/h； Qj——水池进水量，m3/h； Qb——水泵出水量，m3/h； V——贮水池有效容积，m3。
(Qb?Qj)Tb是贮水池的调节容积，在本设计中按最高日用水量的20%计算，为4800m3，安全储备用水量取2h的建筑物最大时用水量，为9000m3. 消防用水量为3h的室内外全部消火栓用水量。
消防用水量参照《高层民用建筑设计防火规范》见表3-8。 表3-8 消防栓给水系统用水量
21
南京信息工程大学·《建筑给水排水工程》课程设计·设计说明书 某高层教学楼给水排水设计
本建筑物的最高日用水量
Qd?24000m3/d 最高时生活用水量 Qh?4500m3/h 安全储备用水量
Vs?Qh?2?9000m3
根据消火栓给水系统用水量，室内消防用水量取20L/s，消防储备水量为 Vx?20?3600?3?1000?216m3 贮水池的体积
V?20%?Qd?Vf?Vs?0.2?24000?216?9000?14016 m3 （3-12）选标准矩形贮水池，公称容积为15000m3。
3.6 高位水箱计算
高位水箱的贮水容积是生活、生产调节容积（按最大日用水量的5%计）：
V?Qd?5%?24000?5%?1200m3 （3-13） 选择方形标准给水箱，公称容积1500m3。20000mm?16000mm?5000mm。 水箱底部到楼层距离为0.8m，九层楼层标高是27m，水箱底部标高为27.8m，水箱顶部标高为38.5m。
22
南京信息工程大学·《建筑给水排水工程》课程设计·设计说明书 某高层教学楼给水排水设计
3.7 生活水泵的选择
生活水泵的出水流量按最大时流量选，即：
Qb?Qh?4500m3/h （3-14） 水池最低水位至水箱最高水位的高度为： HST?42.7m
查阅《给水排水设计手册》（第11册）p3表1-1，选用两台IS65-40-250B型泵，一用一备（H=60m,Q=21.7m3/h,N=7.2KW）
第四章 消防给水系统设计计算
4.1 设置室内消火栓给水系统原则
按照我国《建筑设计防火规范》GB50016——2006的规定，下列建筑物应设
置消火栓给水系统并设置DN65的室内消火栓： （1）建筑占地面积大于300m2的厂房（仓库）；
（2）体积大于5000m3的车站，码头，机场的候车（船，机）楼，展览建筑，商店，旅馆建筑，病房楼，门诊楼，图书馆建筑等：
（3）特等，甲等剧场，超过800个座位的其他等级剧院和电影院等，超过1200个座位的礼堂，体育馆等；
（4）超过5层或体积超过1000m3的办公楼，教学楼，非住宅类居住建筑等其他民用建筑物；
（5）超过7层得住宅应设置室内消火栓系统，当确有困难时，可只设置干式消防竖管和不带消火栓的DN65的室内消火栓，消防竖管的管径不应小于DN65； （6）国家 级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑，宜设置室内消火栓。因此，本设计任务中，需要设置室内消火栓给水系统。
4.2 消火栓给水系统的组成
建筑消火栓给水系统一般由水枪，水带，消火栓，消防管道，消防水池，高位
水池，高位水箱，水泵接合器及增压水泵等组成。
4.3消火栓给水系统的给水方式
室内消火栓给水系统有以下几种给水方式：
1.由室外给水官网直接供水的消防给水方式； 2.设水箱的消火栓给水方式；
3.设水泵，水箱的消火栓给水方式。
23
南京信息工程大学·《建筑给水排水工程》课程设计·设计说明书 某高层教学楼给水排水设计
根据设计要求，本设计任务中选用方式（1），即：由室外给水官网直接供水的消防给水方式。
4.4 消火栓给水系统计算 4.4.1 充实水柱长度
4.4.1.1 充实水柱长度的定义
消火栓设备的水枪射流灭火，需要有一定强度的密实水流才能有效地扑灭火灾。水枪射流中在26~38cm直径圆断面内，包含全部水量75%~90%的密实水柱长度称为充实水柱长度（Hm）。
4.4.1.2 充实水柱长度的确定
本次设计任务为9层教学楼，为大于六层公共建筑。
查询《建筑给水排水工程》（第六版）第77页中表3-3可得，大于六层公共建筑物的充实水柱长度应≮10m，即充实水柱长度应≥10m。
4.4.2 消火栓的布置
该9层教学楼总长64m，宽12.0m，高度30.0m。按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005版）第7,4,6,1条要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
单排消火栓布置间距按下列公式计算：
S?R2?b2 （4-1） R?C?Ld?h (4-2） 式中 S——消火栓间距，m； R——消火栓保护半径，m；
b——消火栓的最大保护宽度，因为一个房间的长度加走廊的宽度，m； C——水带展开是的弯曲折减系数，一般取0.8~0.9； Ld——水带长度，每条水带的长度不应大于25m；
h——水枪充实水柱倾斜45°时的水平投影长度，m,h?0.71Hm,一般对于建筑（层高为3~3.5m）由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m；
Hm——水枪充实水柱长度，m。
24
南京信息工程大学·《建筑给水排水工程》课程设计·设计说明书 某高层教学楼给水排水设计
水带长度Ld取20m,展开时的弯曲折减系数C取0.8，h取3.0m，代入公式（4-2）可计算出消火栓的保护半径为：
R?C?Ld?h?0.8?20?3.0?19.0m （4-3） 设教师的长度为10.0m,走廊的宽度为2.0m。消火栓采用单排布置时，代入公式（4-1），则其间距为
S?R2?b2?192?(10?2)2?14.73m （4-4） 据此应在走道上布置6个消火栓（间距<14m）。
4.4.3 消火栓口所需要的水压
4.4.3.1 水枪喷嘴处所需的水压
理想的射流高度（即不考虑空气对射流的阻力）为：
?v2 Hq2g 式中 Hd——水枪喷嘴处的压力，kpa； v——水流在喷嘴口处的流速，m/s； g——重力加速度，m/s2。 实际射流对空气的阻力为
?H?HK2 1vq?Hf?d?g?Hf f2式中 Hf——垂直射流高度，m； K1——由实验确定的阻力系数； df——水枪喷嘴口径，m。
把式（4-5）代入式（4-6）得： Hq?Hf?K1dHd?Hf f 25
（4-5）
（4-6）