防水设计论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇防水设计论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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2路桥隧道工程防水设计中存在的问题

当前，我国在路桥隧道工程设计过程中应用最多的方法是新奥法设计施工。这种施工方法是在初期支护与二次初砌层之间铺设防水板，同时在防水板与初护面之间铺设缓冲层无纺土工布。其中，这种无纺土工布在出厂的时候就与防水板胶合成了双层结构。在二次初砌层中浇筑混凝土的时候，应该添加适量的防水剂，并要保证防水混凝土的抗渗透性能应该达到S6。此外，再利用纵向与横向的弹簧软管或是塑料管将二衬背后的积水引流至排水沟内。一般情况下，这种设计方式能够满足路桥隧道工程的排水要求，但是隧道衬砌的渗水问题，特别是两板混凝土搭接缝处、隧道接口处以及排水管管节连接处等位置容易发生渗水问题，且尤为严重。而要避免路桥隧道渗水现象的发生，就必须加强设计与施工中的技术研究，但目前来说仍是一个难题。路桥隧道工程防水设计中主要存在以下几个问题:第一，路桥隧道工程设计中“以排为主”的设计理念破坏了隧道结构与围岩之间密实的共同作用。首先，从路桥隧道的结构上来说，隧道的衬砌主要由内、外两个层次复合而成。就隧道衬砌的内层来说，一般为二次衬砌，它主要是由现浇的素混凝土或是钢筋混凝土构成;就隧道衬砌的外层来说，一般为初期柔性支护，它主要是由锚杆、钢筋网以及喷混凝土构成。在内、外层之间铺设防水层时，由于外层表面会有凹凸不平的现象出现，防水层的背面可能会出现空洞，这就导致内、外层之间局部会产生空隙，造成内、外层不能够整体承受压力。通常情况下，往往是外层先受力，然后外层会由于荷载而产生变形，接下来才是内层开始受力。因此，这种不均匀的受力导致外层容易先遭到破坏，从而降低了复合初砌结构总体承受能力，让隧道结构受围岩的约束不一致而形成裂痕，加剧路桥隧道的渗漏水情况。其次，从路桥隧道的围岩上来说，在对路桥隧道的Ⅰ，Ⅱ类围岩进行初期支护的时候，往往安装的是工字型钢拱架或者是钢格栅拱架。由于围岩对隧道的稳定性具有一定的影响，因此，在防水设计的时候必须依据围岩分类设计合理的隧道工程。第二，路桥隧道工程的技术比较落后。由于路桥隧道的防水设计在施工技术上比较滞后，因此设计出的路桥隧道的质量往往不高。这是由于施工单位对路桥隧道的施工材料要求比较简单、对施工要求不具体以及防水材料容易老化等因素导致的。就目前而言，我国在隧道防水设计中用到的防水材料主要是塑料、橡胶等制品，而这些材料在阳光的照射以及化学腐蚀的情况下容易发生老化现象，进而影响到隧道的防水效果。

3路桥隧道工程防水设计的优化措施

3．1树立安全型的防水设计理念

第一，施工人员应该掌握路桥隧道施工的新技术与新方法，主要包括了盾构隧道的受力特征及隧道设计的分析方法、盾构隧道结构形式及最新发展趋势等方面，特别要注意对特殊环境下的隧道工程应进行综合分析与设计。第二，施工人员应该对隧道岩体各方面性能的参数进行认真计算。对于隧道施工过程中，围岩稳定能力比较差的地段，应该采用超前支护或者是超前加固前方围岩的方法，同时应该秉持先对隧道进行护顶再开挖的施工原则，遇到渗水流的时候应该设置橡胶带盲沟引排。第三，对隧道防水层的材料选择上，应该选用强度高并耐腐蚀性的板材。在施工过程中，主要将这些板材铺在初期支护和二次衬砌中，并通过拼接这些板块使隧道的防水系统达到密闭或是半密闭的状态。第四，在进行隧道工程施工时，应该制定合理的施工方案，并严格按照施工方案执行，从而保障隧道工程防水系统的规范性。

3．2注意防水板的设置

第一，在放置排水板之前，应对防水板进行及时处理。首先应该对防水板的表面进行处理，然后对防水板突出的钢筋进行处理，在这两项处理结束之后，再对隧道表面进行喷射。如果不进行处理，将无法发挥出防水板的防水功能。第二，在大面积张挂防水板的时候，应该注意拼接无缝隙。首先，在张挂的时候要特别注意防止防水板出现褶皱现象，对于出现缝隙的地方应该全部接上去。其次，在购买防水板的时候，应该多买一些，这是为了防止对隧道进行初砌浇筑时，防水板发生膨胀现象，从而导致防水板的长度不够，给隧道工程的施工带来不必要的麻烦。

3．3选择合适的防水板材料

第一，在防水板的内侧或是隧道的边墙，应该适当增加机械保护装置的设置。首先，应该保证防水板材料的耐高温以及耐穿透的能力，这样才能有效确保隧道工程在钢筋操作过程中，防水板不会受到损坏，同时还能够减轻工作人员对防水板检修的负担，有效避免防水板发生漏水现象。第二，在隧道施工过程中，应该对防水板进行适当调整。施工人员可以在二衬的内壁铺设防水板，并尽可能的选用新型的防水板材料，这样不仅能够方便对防水层的修理与维护，同时还能够使防水材料与衬砌混凝土的老化时间尽量保持一致，从而延长防水板材料的老化时间，增加防水板的使用寿命。

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客观真实是对方案进行比较首先要考虑的因素我们应该认真严谨的对各方案的优劣进行综合的分析考证。在制定最终的方案时，我们必须要避免因人为的情感因素等带来的影响。而且我们应该客观的分析方案，不能存在看中或轻视某一方案的情况。工作中常会发现某些工作人员基于自身的喜好因素，而着重的优化某一方案，贬低其他的，这样会使得我们的方案不能得以最有效的优化，因此我们一定要杜绝此类现象的发生我们不能盲目的对比各个方案，而是应该确保他们处于同一层面上，例如需保证他们的规划目标是一样的。只有是在相同的前提条件下，我们才能对不合理的方案进行舍弃，采纳优秀方案我们在对方案进行比较之前，应该详细列会影响比较的各类原因，还应明确需要比较的项目，并按一定的对此次序来依次对比。对工程量及投资进行比较时应将其视为影响对此的所有因素之中我们在对方案进行比较的时候应着重以关键因素来对比，这就需要我们首先要明确何为主要，何为次要。因为一旦当比较中出现两种方案不相上下的局面，这时我们就可以对其进行重要因素的分析比较，同时我们应将所有的对比结果以对比报告的形式呈现出来。

各类影响方案的对比因素

方案设计第一，方案应最大可能的满足工程运行，工程实施后应能满足工程的任务和规模，实现工程运用目标;第二，是设计应满足安全运行的要求，在技术上能成立，并有一定的安全余幅。我们对设计还有一项要求就是他应该能灵活应用，而不应该是照本宣科。一个完美的设计应该考虑到一点那就是，不一样的设计条件决定了我们应该对建筑物样式布置以及对工程的处理等都应有所差异。由于每个地区受地形等条件的限制，建筑物的样式及其布局都不尽相同坝址比选中，各参选方案的坝型。枢纽布置等会由于场址不同而可能不一样，而不仅仅是工程量和投资等的差别。长距离输水渠道中，渠道的型式。断面尺寸等随着渠段所处位置和地形地质条件的变化而变化。再有一点就是即使是同类型的建筑，由于所处的地区不一样，各地区的经济社会科技等的发展水平也不尽相同，这就要求我们在设计的时候重点的分析适合各地区的因素。

我们不能盲目的进行设计，而是应该对其做足充分的准备工作积极地分析，有效地论证其施行的可行性等。第一点要论证的就是对建筑的设置问题，以及工程措施，明确我们的施工目的第二点是我们应该严格的依据相应的法律法规及相关的技术布置建筑测量尺寸除此之外，设计还应满足我们实用性的要求，采取的工程处理措施等应具备实用性和耐久性避免使用尚未得到合理利用的技术或者是难度较大的技术，此举的目的主要是为了降低工程的风险性除此，设计应满足环保的要求和考虑对社会的影响，尽最大可能的使工程能够降低对社会及环境的不利影响方案的设计不应独立存在，而应积极协调其他的个专业．

1工程投资

如果说设计描绘了工程，那么实际的投资则具体的体现了工程水工设计是控制基本建设规模约束工程造价提高投资效益的重中之重。当我们分析水利工程的经济是否合理时，应积极参考最小的风险以及最大的利益这两个因素。工程投资决策阶段要对工程建设的必要性和可行性进行技术经济评价论证，对不同的开发方案如海堤走向工程规模平面布置等进行分析比较，从中选择出最优开发方案。海上工程要充分考虑海上作业风大浪急等恶劣的自然条件，以及台风大潮带来的风险等多变因素，科学地编制投资估算。这是工程造价全过程的管理龙头，应适当留有余地，不留缺口我们只有仔细地估算好各类投资费用，详细的分解结构层次，准确的计算好工作量，才能保证我们的精确度得以最优。投资估算是控制初设概算的依据，初设总概算超过可研报告审批投资的百分之十时，可研报告需重新报批。通过上述，我们发现，只有严格仔细地做好投资估算工作，才能给项目的有效合理运行铺垫一个坚实的基础工程施工问题是我们再设计方案时不得不考虑的一个问题，当我们设计完成方案是，应该尽快的审核。此项审核不仅包括对投资费用等的审核，力求使成本降到最低。同时还要对其可行性进行严格的考核，主要是为了避免施工中可能会产生的安全问题等。在做好对本深设计的充分考核的同时，我们还应该积极的吸取同行业同类型的工程的经验教训，听取合理的意见，从而使得我们的方案能够更加的有效，完美。

2环境影响

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1.1.1取水口拦污栅及启闭设备

1)优化选型布置设计。发电引水隧洞喇叭口底槛678.50mm处设置1孔拦污栅，单孔孔口尺寸为7.5m×10.0m，检修平台高程717.00m，设计水头4.0m，最大引用流量为42.58m3/s，平均过栅流速为0.811m/s，拦污栅重量为26.0t，栅槽埋件重17.0t，型式为平面滑动式拦污栅。选用1台QPG2×250kN－38m高扬程卷扬式启闭机，安装高程726.20m，操作运行条件为静水启闭。2)蓄水安全复核计算。拦污栅主支承是增强四氟NL150CHI型滑块，最大线荷载为25kN/cm，反向支承是钢滑块。栅条间距50mm，栅体主材为Q235B，内力分析计算［2］成果为:主梁最大压应力为105.35N/mm2，发生在跨中处;最大剪力为21.01N/mm2，发生在支座处;最大挠度为9.5mm，发生在跨中处;栅条弯应力为53.1N/mm2，发生在跨中处。拦污栅重量为247kN，提栅清污时考虑污物重量为100kN，拦污栅启闭力为450.1kN，启闭机容量为2×250kN。

1.1.2取水口事故闸门及启闭设备

1)优化选型布置设计。在拦污栅的下游设置1扇事故闸门，孔口尺寸为4.5m×4.8m，底槛高程680.00m，检修平台高程717.00m，设计水头37.0m，闸门型式为平面定轮钢闸门。选用1台安装高程为726.20m上的QPG2×800kN－38m高扬程卷扬机控制闸门，操作运行条件为动闭静启。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构、水封装置、4个简支轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置和充水阀装置等组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为7713.7kN，动水压力为8485.1kN;面板折算应力为157.03N/mm2;主梁最大压应力为128.1N/mm2，位于跨中处。最大剪力为49.2，位于支座处。最大挠度为2.71mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为844.06N/mm2;主轨颈部局部承压应力为173.36N/mm2;闸门闭门力为－659.1kN，启门力为479.6kN，持住力为1394.4kN;启闭机容量为2×800kN。

1.2泄水系统闸门及启闭设备

1.2.1溢洪道弧形工作闸门

1)优化选型布置设计。该闸门设置在溢洪道上，底槛设置在堰顶下游侧704.80m处，堰顶高程为717.00m，共设置3孔闸门，启闭机安装高程为719.50m。闸门运行方式为动水启闭，主要承担水库的泄洪任务。闸门的孔口尺寸为12.0m×8.5m(宽×高)，设计水头为8.2m。型式为露顶式弧形闸门，其面板曲率半径为10.0m，支铰高度为5.5m，其结构布置见图1。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、支臂、支铰和侧轮等所组成，支承为斜支臂。受力计算采用假设平面体系，并按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，对闸门的设计条件和校核条件进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在动水操作条件下各部件尚需承受的不同程度的动力荷载，故将设计水头作用在闸门部件上的静水压力乘以动力系数，考虑为最不利的荷载组合，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为4218.0kN，动水压力为4639.8kN;面板折算应力为181.8N/mm2;主梁最大压应力为106.3N/mm2，位于跨中处。最大剪力为69.2，位于支座处。最大挠度为4.36mm，位于跨中处;支臂平面内应力为76.2N/mm2;主支臂平面外应力为66.3N/mm2;闸门启门力为441.7kN，闭门力为246.3kN;启闭机容量为2×250kN。

1.2.2放空底孔进口事故闸门

1)优化选型布置设计。在放空底孔进口设置一道事故闸门，孔口尺寸为2.5m×2.6m(宽×高)，设计水头52.0m。底槛高程为665.00m，检修平台高程为717.00m，启闭机安装平台高程为723.50m。闸门运行方式为动闭静启，由1套QPG800kN－53m高扬程卷扬机控制。当水库需要放空时小开度提门充水平压，待前后水压差小于4m时，再开启事故闸门。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、4个悬臂轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为3491.5kN，淤沙压力为619.6kN，总压力为4111.1kN;面板折算应力为187.9N/mm2;主梁最大压应力为101.27N/mm2，位于跨中处。最大剪力为65.4，位于支座处。最大挠度为0.76mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为663.1N/mm2;闸门启门力为769.1kN，闭门力为－22.0kN，持住力为206.3kN;启闭机容量为800kN。

1.2.3放空底孔出口弧形工作闸门

1)优化选型布置设计。在放空底孔出口设置一道弧形工作闸门，孔口尺寸为2.5m×2.2m(宽×高)，承压水头为52.0m，型式为潜孔式弧形钢闸门，底槛高程为665.00m，检修平台高程为668.70m，启闭机安装平台高程为674.60m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧门潜孔液压启闭机控制闸门，闸门长期处于闭门挡水状态。当水库需要放空时，动水开启该闸门锁定于检修平台上，待放空完毕，放下工作闸门封闭孔口蓄水。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、2个支铰支承和4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在实际操作中会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为3329.7kN，动水压力为3662.7kN;面板折算应力为183.9N/mm2;主梁最大压应力为33.2N/mm2，位于跨中处。最大剪力为24.4，位于支座处。最大挠度为0.12mm，位于跨中处;支臂平面内应力为98.4N/mm2;闸门启门力为248.8kN，闭门力为122.7kN;启闭机容量为500/150kN。

1.2.4导流隧洞封堵闸门

1)优化选型布置设计。导流隧洞进口设置封堵工作闸门一扇，孔口尺寸为5.0m×6.5m(宽×高)，承压水头为44.3m，闭门水头:20m，型式为潜孔式平面钢闸门，底槛高程为647.70m，检修平台高程为659.00m，启闭机安装平台高程为667.50m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QPQ630kN－13m卷扬式启闭机控制闸门，闸门仅用于导流隧洞封堵时使用，导流隧洞在枯水季节封堵下闸门。因受启闭机平台高程的限制(启闭机平台高程为667.50m)，闭门时最不利水头工况为启闭高程，即水头为20m，因此整个闸门启闭按最不利的情况下水头20m计算。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、12个主滑块和8个反向滑块装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为13501.9kN，发生在设计水头44.3m处;材料容许应力(抗拉、抗压和抗弯)为142.5kN，容许应力(抗剪)为85.5kN;面板折算应力为138N/mm2;主梁最大压应力为84.6N/mm2，位于跨中处。最大剪力为71.92，位于支座处。最大挠度为3.78mm，位于跨中处;闸门闭门力为145kN;水柱压力为898.60kN;启闭机容量为630kN。

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（1）田陈井田精查补充地质报告；

（2）田陈井田详查地质报告；

（3）田陈煤矿矿井地质条件分类报告；

（4）田陈煤矿矿井水文地质条件分类报告；

（5）田陈煤矿建井地质报告；

（6）田陈煤矿北七、北五地震探报告；

（7）田陈煤矿首采工作面出水原因分析及防治水意见；

（8）田陈煤矿首采工作出水分析及治理论证会报告。

1.2基础图件类采掘工程平面图

（1）采掘工程平面图（6张）；

（2）井上下对照图（8张）；

（3）矿井充水性图（4张）；

（4）地质勘探剖面图（10张）；

（5）煤层底板等高线图（10张）；

（6）钻孔综合柱状图（70张）；

（7）水文相曲线图（4张）；

（8）地质地形图（8张）；

（9）等水位图（2张）。

1.3说明书类

（1）采区地质说明书3套；

（2）回采工程面地质说明书5套；

（3）掘进地质说明书6套；

（4）钻孔设计说明书50套。

1.4应用软件类

（1）北大遥感所地理信息研究所DZSJK（地质数据库）；

（2）北大遥感所地理信息研究所CLSJK（测量数据库）；

（3）北大遥感所地理信息研究所，绘图系统（平面图形、剖面图形、素描图形、图例库）软件；

（4）原煤炭部的储量管理软件CL97；

（5）windowoffice处理软件；

（6）澳大利亚SIROTEM型瞬变电磁仪处理软件。

2获得经济效益和社会效益情况

田陈煤矿北七采区是新开拓采区，没有直接的各类资料，以前的档案资料难以综合反映采区的整个水文规律及特性，无法为生产保好架、护好航，地测专业人员通过查阅第一手资料，充分的利用档案资源形成了防治水的设计方案，该方案符合新《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等有关规定，具有很好的可操纵性、实践性，为田陈矿北七采区的安全生产提供了技术支持和保障。此次防治水方案的设计不仅满足了实际生产的需要，而为企业节省大量的资金，并且使自己的技术队伍得到了锻炼，走出了一条利用档案资源的新路子，同时也积累了大量的成功的经验，形成了新的电子版、数字化的档案资源，在档案资源的利用和指挥实际的安全生产走出了一条新路子。

2.1直接经济效益

若该项工程全部外委，费用相当高，据不完全了解，一些地质机构的修编费用从50万元到80余万元不等，而本次所采用的联合修编仅需用资金15万元，至少给企业节约资金35万元。

2.2设计中重复使用的科技档案创经济效益J

2=aFTD-C式中：a-取数0.2；F-复印图纸张数，70张；T-所需要标准工作日，150；D-设计工作单价，50元；C-各项成本，4000元；J2=aFTD-C=0.2×70×150×50-4000=101000元

2.3潜在经济效益

用更加详实、准确的数据指导生产，为矿井的生产接续、开拓布局、对找资源，提高回采率，延长矿井生命做出了巨大的贡献。锻炼了青年人才，强化了队伍的动手及事物的分析能力，为更好地开展地测防治水奠定了基础。

2.4辐射带动

北七防治水设计和档案资源利用以地测专业为轴心，辐射设计、生产、通防、机电、运输各个专业，必将带动煤矿安全管理上升到新的层次，推动煤矿信息技术、安全管理、技术管理、档案管理、档案利用的全面革命。

3开发利用档案信息资源项目的独创之处

3.1数据的准确可靠

此次防治水设计方案的所有的基础资料（档案信息）均从原始档案中第一手分析整理出来，并有完善的审核和应用程序，所有的图纸、数据均符合《煤矿防治水规定》。数据审核控制程序运行正常。对一些精度低、误差大的档案资源进行了分级筛选、逐级淘汰的精度平差法，使数据的准确性、可靠性进一步得到了提高。

3.2节省资金

给企业至少节约资金35万元，设计中重复使用的科技档案创经济效益10.1万元。

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人类为生存、发展和繁荣不懈地努力和创造，推进了人类文明的历史进程。在享受大自然无私给予恩赐的同时，我们每个人也同样肩负着节约能源、保护环境的责任。作为与环保工作息息相关的给排水专业工作者，从我做起，从本职工作做起，更是我们义不容辞的责任。本文将从节水、节能和二次供水的污染防治等几个方面探讨建筑给排水设计中的环保问题。

1节水

资料显示，中国人均水资源占有量约为2400多立方米，仅为世界人均水资源占有量的四分之一，属于缺水国家。特别是近二十年来随着我国国民经济的飞速发展水污染日益加剧，水资源问题更加突出，节约用水成了重要而紧迫的任务。

建筑给排水中节水的重点在于：卫生器具及其给水配件；屋顶水箱浮球阀；建筑中水等方面。

1.1采用新型卫生器具及其配件

老的卫生器具特别是大便器冲洗水箱耗水量大，卫生器具给水配件密封性和耐用性差，经常造成“跑、冒、滴、漏”等现象，造成水资源的巨大浪费。而新型的卫生设备，如JS型虹吸式高效节水型坐便器每次冲洗水量仅为5升，可节水50％；公共浴室采用单管恒温供水配合脚踏阀淋浴器、光电淋浴器、手拉延时自闭淋浴器等比一般双管淋浴器可节水20～50％；而陶瓷芯水龙头密封性能好，开关数万次无滴漏，节水效果十分显著。

1.2屋顶水箱浮球阀

屋顶水箱浮球阀继阀芯两步到位的配重逆开式浮球阀之外，有出现了双筒浮球阀、液压式浮球阀和呼吸阀。最具特点的是导阀控制型浮球阀，兼有浮球阀、减压阀、止回阀、流量控制阀、泄压阀等多种功能。这些新式浮球阀克服了传统产品开关不灵的现象，减少了溢流。

1.3建筑中水

“节流”也需“开源”，建筑中水使污、废水处理后回用，既可节约用水，又使污水无害化、资源化，起到保护环境、防治水污染、缓解水资源不足的重要作用，有明显的社会效益。最近颁布的《建筑中水设计规范》（征求意见稿），对中水水源、水质标准、中水系统、处理工艺等几个方面都做了具体要求，预计正式实施后，对中水利用将起到极大地推进作用。建筑中水系统在济南市的南郊宾馆、玉泉森信大酒店都有应用且效果不错。目前，中水处理设备已有定型产品供设计选用。

2节能

节能是我国经济发展中的一个重要措施，从某种意义上说，节能的就是环保的。建筑给排水的设计中，除对系统进行合理布置、精心计算外，二次供水设备的选择和热水供应系统是节能的重点。

2.1二次供水设备的选择

由于传统的水泵－水箱供水方式中水质易受污染，所以二次供水已越来越多的被气压罐供水和变频调速供水所取代。其中变频调速设备是20世纪90年代以来迅速发展并得到广泛应用的供水方式，它采用变频器改变电机的供电频率，根据用水量的大小实现对水泵的无级调速和循环软起动。变频设备已从最初的恒压变量供水发展到变压变量、变频气压供水等方式，根据系统的运行特点和设备的节约特性，合理的选择设备，其节能效果是十分突出的。一般的，因为在用水低谷时偏离设计工况最严重，设备的组成必须满足低谷用水量变化的特点，设备必须在系统用水低谷时效率要高。当低谷用水量不及单台水泵最大流量20％的时候，宜设置小流量泵进行小流量时的自动切换；当低谷用水量是断续的小流量时，宜设置适合于断续供水的压力供水装置。

2.2热水供应和太阳能利用

热水供应系统可采取的节能措施主要有：降低使用温度（热水在管道和设备中的热损失与配水点要求的水温成正比，降低使用温度可减少能耗）；减少热水耗量，在满足使用要求的前提下减少流率；采用高效能保温材料减少热损失；提高换热器的传热效率；采用节能型产品；开发利用新能源等。

太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁安全的新能源，被越来越多的应用于热水供应系统。利用太阳能的直接加热设备有真空管式和热管式，其集热效率高，保温性能好，受环境影响小，全自动运行，操作简单、维护方便，可全年使用。在太阳能热水系统设计中应注意以下几个方面的问题：（1）集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素。（2）寒冷地区应采取可靠的防冻方式。（3）集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡。（4）必要时采取辅助加热方式。超级秘书网

3生活用水二次供水的污染防治

由于城市供水体制的原因，二次供水是建筑给排水设计中保证水压的必然措施，但因此也增加了贮水设施、供水设备等中间环节，增大了水质污染的可能性。要防治二次供水的水质污染，在设计上应主要从以下几个方面采取有效措施：

3.1系统

在确定供水系统时，应作多方案比较，尽量减少中间环节。如在市政管网允许的情况下，供水设备直接从市政管网吸水而不设贮水池；尽量采用变频调速设备，取消高位水池（箱）。

3.2水池（箱）

有很多情况下不得不设贮水池（箱），水池（箱）中水质污染主要来源于以下三个方面：本体、附件、停留时间过长。

传统的钢筋混凝土水池、水箱由于表面粗糙，极易滋生青苔、微生物、细菌；钢板水箱则易锈蚀，使水质下降。建议采用不锈钢、搪瓷钢板或达到卫生要求的玻璃钢水箱代替传统钢板水箱，采用钢筋混凝土水池时宜加内衬。

水池（箱）检修孔、溢流管等附件极易封闭不严造成水质污染，在设计上应采取在溢流管上加防鼠网等措施。

有资料表明，水在水箱中贮存24h后余氯为零，超过24h后，水质会严重恶化，而生活消防合用水池中水的停留时间大都超过24h。为解决这个问题，除尽量单设生活水池外，应在水池中补充加氯或采取其他消毒方法。

3.3管材

篇（6）

《高规》规定“同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱达到被保护范围内的任何部位。”在某些条形高层建筑中，其端部是否可以采用双阀双出口消火栓，从而省去1组单阀消火栓的设置呢？虽然在中国建筑工业出版社出版的《给水排水设计手册》（第二版）中提出“在每层楼的端部可采用双阀双出口消火栓”，但是《高规》中明确规定“十八层及十八层以下，每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅，当设两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口消火栓。”，且以强制性条文的形式予以规定。因此，在设计中我们应该力求避免出现这种情况。

2、正确计算消火栓充实水柱长度，合理布置消火栓。

《高规》规定“消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m.”对于建筑高度不超过100m的高层建筑，设计中我们可以根据水枪最小流量5L/s，水枪喷嘴口径19mm，查有关设计手册得出水枪充实水柱长度为11.3m；对于建筑高度超过100m的高层建筑，我们可以调整水枪流量以达到满足规范所需要水枪充实水柱长度。而在实际中，高层建筑标准楼层净高考虑经济因素一般控制在4.0m以下，如果根据公式Sk＝（H1-H2）/SINα计算水枪充实水柱，当层高取4m，水枪上倾角取45°时，计算Sk为4.24m，远远达不到规范要求，即层高限制了充实水柱的长度。但是，我们可以调整水枪上倾角来达到提高充实水柱长度的目的，因为规范及有关手册提出水枪上倾角不应大于60°，并未规定其下限角度值。笔者通过计算，当层高仍旧取4m，充实水柱取11.3m时，水枪上倾角为14.87°。况且《高规》有关条文说明解释道，口径19mm水枪的充实水柱小于10m时，由于火场烟雾大，辐射热高，扑救火灾有一定困难，所以水枪的充实水柱长度首先应该计算，同时又要满足《高规》规定各种高层建筑水枪的充实水柱下限值。按照水枪充实水柱长度，我们可以确定消火栓保护半径，但是在设计中我们不能简单的用保护半径画圆来布置消火栓。因为高层建筑平面中隔墙、内走道、门的布置会影响消火栓的使用，设计中应该用水龙带长度、充实水柱的水平投影去校核消火栓保护半径最远点。

3、高层建筑消防电梯间前室必须设消火栓。

《高规》规定“高层建筑消防电梯间前室必须设消火栓”，那么设于前室的消火栓可否保护相邻部位呢？《高规》的条文说明对此并没有具体说明，但是《建筑设计防火规范》中对“消防电梯前室应设室内消火栓”的条文说明中明确指出：消防电梯前室内消火栓是为便于消防队员使用消火栓并开辟通路，不能计入总消火栓数内。因此在设计中我们通常将其视为消防电梯间前室专用，而不保护其余部位。而目前如上海等部分地方消防设计规定，高层建筑的防烟楼梯间前室也需设消火栓。

4、正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水。

通常在高层建筑中，在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时，规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时，应将火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量。补水时间可按最长的火灾延续时间计。如果要考虑室外消防用水量或是设置生活、消防共用水池，则还需要补充相应的用水量。当设置生活、消防共用水池时，不能利用建筑物的本体结构做水池池壁以及池底，以防止生活水质污染。对此，《强制性条文》中已经明令禁止。同理，如果高层建筑屋顶设有生活、消防共用水箱，也应满足该要求。从消防水池接入水泵间的引入管应该保证不少于2根，如果在接入泵房前就将引入管汇合为一，对消防水池而言，仅为单路供水，存在供水的安全隐患。同时，从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。

5、消防水泵出口处的放水阀和稳压回流措施。

《高规》规定“消防水泵的供水管上应设置DN65的放水阀门”，目的是便于水泵检查试验时排水。排水量小时，可直接排至泵房集水池；排水量大时，可排回消防水池。同时，消防水泵出口还需要考虑一定的稳压回流措施。因为在实际使用中，会出现消防水量小于水泵选定流量值的情况，此时水泵扬程远大于设计值，在无任何回流措施保护下，消防管网压力过大，容易造成事故。简单的做法是在供水管上装设安全稳压阀，在管网超压时，可以通过回流管泄压，将回流水排至消防水池；在管网压力不稳定时，亦可稳压。

6、消防管网布置成环的问题。

高层建筑中一般要求消火栓系统布置成环状管网，在某些大面积的建筑内，由于各方向均布置了消火栓和消防立管，此时我们可将底层与顶层的消防干管均连成水平环路，立面又形成以立管相连的竖直环路，这种立体管网对消防供水最为安全。可是对于某些条形建筑，设计中我们只要将管网竖向成环即可，不必刻意追求这种立体管网，如果强行将消防干管绕成环路，将人为的使系统复杂化，且无太大意义。

二、高层建筑自动喷水灭火系统设计

1、走道喷头的布置。

在高层建筑中，为了美观往往设有吊顶，隐藏结构梁及各专业管道。而走道通常是各种管道最为集中的地方，特别是设置集中空调的高层建筑，结构梁、空调风管以及分层布置的给排水、电力管线等使设有吊顶的走道净空降低，若其吊顶形式为闷顶，则其闷顶的净空高度极有可能大于800mm.而《自喷规范》规定：“净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。”这是我们在设计中容易忽视的地方。由于走道内管道众多，设计中往往会出现直接在自喷配水管上、下接喷头的错误做法。首先这种接法不符合配水支管允许设置喷头数量（≤8个）的规定，其次走道内的自喷配水管往往管径较大，它缺少接小管径喷头的管件，在安装上也有弊病。所以，走道内的喷头应该从配水支管上接出为宜，在管线的布置上应与暖通、电力专业密切配合。

2、高层建筑部分层自喷配水管入口应按要求减压。

新《自喷规范》规定：“管道直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa.”而老《自喷规范》对此并无具体要求。高层民用建筑火灾危险等级一般为中危险级，自喷水泵是根据最高层最不利喷头工作压力经过计算而选择。笔者在近几次设计中计算的最不利层配水管入口处所需压力均不大于0.3MPa（最不利喷头工作压力按0.05MPa计），由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素，故必使高层建筑的底部几层配水管入口处压力大于0.4MPa.因而在设计时，在自喷水泵扬程的确定上不能一味放大了事，应该在自喷平面布置完毕后通过水力计算校核水泵扬程，并在此基础上校核底部几层配水管入口处压力。

3、正确设置自喷末端试水装置，解决末端试水装置排水问题。

《自喷规范》要求“每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设置末端试水装置，……末端试水装置的出水，应采取孔口出流的方式排入排水管道。”在设计中，我们通常不会忘记末端试水装置中试水阀、压力表的设置，但是往往忽视试水接头的设置，特别是试水接头出水口的口径没有交代。其实目前市场许多消防设备生产厂家，如上海金盾消防安全设备有限公司，可以生产成套的末端试水装置（ZSPP末端试水装置，含试水阀、压力表、试水接头），我们只需要根据设计要求，按照试水接头出水口的流量系数选择定型产品即可。此外，试水接头不能与管道或软管直接连接，影响孔口出流的效果；自喷排水管也应设计成间接排放，以免下水道气体通过排水漏斗散入室内，影响室内空气品质。

4、报警阀的进出口均应设置信号阀。

新《自喷规范》要求“连接报警阀进出口的控制阀，宜采用信号阀。”一般在水流指示器及报警阀进口设置信号阀已经是常规设计，很少遗漏。但规范要求在报警阀出口也要设信号阀或带锁具的阀门，目的是防止误操作。

5、消防增压泵的设置问题。

篇（7）

2民用建筑消防给排水分区的设计

民用建筑消防给排水设计要保证建筑的安全、人民财产的安全，为达到民用建筑消防的最好效果，需要对民用建筑消防给排水设计以科学设计。

2．1科学合理设计管网、消防池和消防泵及消防栓的设计要合理布置消防管网，保证供应消防用水，为消防工作做准备。在市政管网满足不了消防用水时，要有必要的设置消防水池。将各种消防用水量减掉进水管的补水量，保证消防水池有足够的消防用水，并及时得到补充。在设置水池时，不能用建筑物本身作为池壁，要另外设消防水池，保证水质、防止污染，也可在屋顶设置消防和生活两用水箱。消防水池的引入管道要在两根以上，保证消防水池的水能引入水泵间，避免出现供水隐患，有利于消防部门开展工作，保证供水安全。同时，在设置消防水池时，应保证水池容量满足火灾延续时间内的消防用水量，或者同时满足火灾延续时间内需水量和室外不足水量。消防的补水管流速在2．5m/s以下，消防水池的补水时间在48小时以内，一般设置两个消防水池，有条件的话，应增加相应的防辐射及防冻措施。消防泵房的设计应不低于二级耐火等级设计，疏散门设置在首层时应直通室外，若设置地下或楼层上，要靠近安全出口，且设计成甲级防火门。消防泵房至少应有两条以上出水管与消防给水管直接连接，且出水管需进行防超压设置，消防泵要设置备用泵。室内消火栓的供水设计要按照规定，设置在明显操作的地方，消火栓箱外面不能再有其他设置，如门和装饰等。多层民用建筑与高层公共建筑之间的同一防火分区不能用双消火栓布置形式满足粮谷水柱，非同一防火分区的消火栓不可相互借用。

2．2放水阀与稳定回流设计消防水泵的供水管，是为了能够有效的排水，方便检查和试验水泵，要设置放水阀。在排水量较小的情况下，可以直接排到泵房及水池，在排水量比较大的情况下，应该把放水阀排到消防水池内。这样对排水的正常进行，消防工作的展开都有非常大的作用。除此外，消防水泵的出水口应采取稳压回流措施。在消防使用过程中，一般会出现水量小于规定值的情况发生，在水量较小的情况下，如果不用回流措施，会引发消防管网压力过大，进而导致发生事故。所以，必须在供水管上设置稳压阀，在管网出现超压情况下，可通过回流管进行泄压，并将回流水排回消防水池。

2．3合理安排末端试水装置的设计在进行设计末端试水装置时，主要是为解决末端试水装置的排水问题，对末端试水装置的压力表和试水阀装置之后，要设置试水接头，在出水口的口径一般被忽视，给消防工作带来不便，不利于消防部门顺利开展工作，对消防末端试水装置要根据设计要求，实际情况和试水接头出水口的流量选择合适的型号产品。针对出水口直径没有明确的标准，市面上有许多消防设备制造商生产一整套完整的末端试水装置，要根据现实情况进行选择。

篇（8）

下面以中国石化长城能源化工(贵州)有限公司60万t/a聚烯烃项目为例，介绍改进主体工程竖向布局设计方案的一些经验。中国石化长城能源化工(贵州)有限公司60万t/a聚烯烃项目用地位于丘陵地带的山沟内，地势起伏多变，地面标高1208～1362m。受自然条件的限制，铁路专用线进厂的轨顶高程约1255m，主体工程设计最初将厂区场地设计标高确定为1255m。整个厂区采用统一标高布置，由于场地地势变化较大，最大填方高度达47m，最大挖方高度达107m，土方工程量巨大，挖方量7275万m3，其中75%为开山爆破量，填方量4150万m3(其中2330万m3为开山爆破石方加工后作为回填用料)，弃方量3125万m3。本项目地处贵州省毕节市织金县新型能源化工基地内。水土保持专业人员结合项目建设区地形地貌条件分析后认为，若按此方案进行竖向布局，明显不利于水土保持工作。主要弊端如下:(1)竖向布置若采取统一标高，弃方量很大，厂址地处贵州岩溶山区织金县新型能源化工基地内，土地资源很宝贵，周边无合适弃渣场集中堆放如此大量弃渣。据测算，在不考虑放坡及地形线变化的情况下，假如平均堆高50m，则需要增加渣场占地67hm2，占本项目一期厂区总占地面积的23%。若堆放在平地上，则渣体四周均需要考虑放坡，渣场占地还需要增加，并且渣体底部四周均需要设置挡渣墙，其水土保持工程量和投资均巨大。若堆放在冲沟内，因其所需库容巨大，在贵州山区能满足该库容条件的冲沟，一般上游集雨面积大，排水措施工程量巨大。渣场无论是库容还是堆高都很大，从安全的角度而言，对基地内规划的其他建设项目都是一个潜在的威胁，发生水土流失后存在引发泥石流的风险，并且项目建设区地处乌江洪家渡电站水库库周，一旦发生水土流失泥沙泄入洪家渡电站水库，会污染水质、侵占库容、影响发电。(2)项目建设区地势起伏大，若竖向布置采用同一标高，则势必会形成高填方、高挖方边坡，本项目最大填方高度47m，最大挖方高度107m，且厂区周边基本上都是深挖高填边坡区域。为了确保安全，对于高陡边坡的处理一般以工程措施为主，这样对景观和植被恢复不利。水土保持专业人员将“竖向布局明显不利于水土保持工作”的意见提供给了主体工程设计单位，并要求优化竖向布局，因发现问题较早，沟通及时，主体工程设计单位采纳了水土保持专业人员的意见，将厂区调整为缓坡式竖向布置，由西向东、由南向北设计坡降均为0.5%。调整后，厂区土石方开挖量调整为5298万m3，回填为5260万m3，弃方量为38万m3，比优化前减少了3307万m3(详见表1)。

2水土保持方案早期纳入主体工程设计的主要经验

在上述工程案例中，水土保持专业人员的意见和建议之所以能被主体工程设计单位采纳，归功于水土保持工作的早期介入。(1)相关方高度重视，水土保持方案编制工作与主体工程设计工作同步启动。建设单位中国石化长城能源化工(贵州)有限公司水土保持法律意识较强，同步委托可研设计、水土保持方案编制等单位开展工作。水保方案编制单位接到委托任务书后，没有“等靠要”，而是主动积极地从项目选址、工程布局规划阶段就开始介入，并通过建设单位搭建的平台，参与主体工程设计阶段性成果方案论证，在论证会上充分表达意见和看法。(2)水保专业人员在早期找出主体工程设计存在的问题，并及时与主体工程设计单位进行有效沟通。根据设计单位提供的厂区竖向布局初步方案，水保专业人员第一时间识别出该布局会造成土石方量巨大和高陡边坡，明显不利于水土防护，及时与主体工程设计单位进行反复沟通，并大力宣传水土保持法律法规。主体工程设计单位因为还仅仅处于初步规划阶段，不会造成太大返工，因而顺利采纳了水保专业人员的意见，并落实了竖向布局的优化。

篇（9）

2大中型水电站电气防误系统设计

2.1微机防误系统

2.1.1微机五防技术原理

随着计算机技术的发展，微机五防技术开始应用于水电站设备防误中，在水电站的高压开关设备上应用比较广泛，主要用来防止发生电气误操作的装置设备。一般由主机、模拟屏、机械编码锁、电气编码锁、电脑钥匙等元器件所组成。现在的微机防误闭锁装置的设备大概可以分为四个大类：开关、闸刀、地刀、拦截网，这些设备都是通过了机械编码和电气编码来实现的闭锁，这些设备的闭锁程序需要专业的编程人员来进行编写。现代微机五防系统是在计算机以及网络技术上孕育而生的，它通过软件以五防为原则来管理在现场采集的大量适时数据，并联动发出相应的电气设备动作指令，从而实现数字化的防误闭锁，也可以实现从前很难实现甚至是无法实现的防误能力，这种技术的产生应该说是电气设备防误闭锁技术中的一次革命性的改革。

2.1.2微机设计方案

①对于水电站内所有的开关都置于实遥信，并且微机五防同水电站的监控系统共享一个数据库，并且可以取消设计电气回路的闭锁，所有的防误功能都让计算机来完成，这样就有效的防止了走空程。②对于站内的所有开关都置于虚遥信，并且微机五防同水电站的监控系统共享一个数据库，并且可以取消设计电气回路的闭锁，防止错误功能全部由微机五防系统同间隔电气闭锁回路来共同完成操作，这就要求微机五防系统必须要有防走空程的措施。

2.2微功耗无线网络防误系统

2.2.1系统组成

通过以上分析，微机防误系统还存在的不足，应用微功耗无线网络技术很好地弥补了这一点。基于微功耗无线网络的防误操作系统由站控层、间隔层、过程层3部分构成，包括防误闭锁主机、网络控制器、锁具及附件、通信接口等部分。整个系统以性能可靠的无线网络作为通信方式，网络控制器为防误闭锁主机、无线电脑钥匙、遥控闭锁装置在水电站内搭建了一个实时在线网络系统。

2.2.2基本原理

在微机防误闭锁系统的基础上，引入一种新技术，即微功耗无线传输模式，形成一种新的防误系统，其将无线电脑钥匙与五防主机实时连接起来，防误闭锁主机与无线电脑钥匙以及现场锁具之间可以实时通信，实现了操作任务执行状态的在线传输及跟踪监控，特别是实现了在线方式下的实时闭锁逻辑判断功能，即系统跟踪设备状态及遥测等信息的变化，实时进行闭锁逻辑判断，根据判断结果，实时控制无线电脑钥匙的操作过程，有效提高运行人员的工作准确性及效率。离线、在线2种运行模式互为冗余，系统更加安全可靠。整个系统具有定时自检和手动巡检功能，随时发现潜在的故障隐患而发出报警，便于工作人员快速处理，消除隐患。

2.2.3具体设计方案

微机防误闭锁系统是一种非常有效的防误系统，其具体设计方案如下：当操作时，无线电脑钥匙通过无线网络接收主机下达的操作指令，按照预演正确的顺序显示当前操作项，运行人员依照无线电脑钥匙提示的设备号依次解锁：对于遥控闭锁继电器，无线电脑钥匙通过无线网络发送解锁申请给五防主机，五防主机通过系统总线直接解锁相应的遥控闭锁继电器，遥控闭锁就地解锁，运行人员可直接进行操作；对于编码锁，将无线电脑钥匙插入相应的编码锁内，若实时闭锁逻辑正确，则开放其闭锁机构，运行人员可就地操作设备的倒闸操作；若锁码错误，系统禁止操作，并在主机界面弹出报警窗口，给出禁止操作的原因，同时通知无线电脑钥匙相关信息。若有控制室和现场交替操作时，运行人员无须返回控制室，在现场用无线电脑钥匙通过无线局域网回传给五防主机，五防主机自动将已经操作过的设备状态进行刷新，然后按原模拟顺序解锁下一步操作。运行人员在主控室操作完成后，五防主机再通过无线网络传输下一步的操作给现场的无线电脑钥匙，由等在现场的运行人员继续进行手动设备的操作。如此反复，避免了运行人员的来回跑动，同时控制室对现场手动操作设备的状态的实时性得到及时掌握。

2.3基于蓝牙技术的无线网络化防误系统

为了完成防误系统与监控系统的资源共享，实现网络化远程解锁监控操作，完善防误系统解锁监督机制，需设计独立的防误系统蓝牙无线网络，并与水电站原有监控系统实现连接，达到资源共享目的。一方面可以防误系统从保护测控获得系统，另一方面，保护测控也可由蓝牙防误系统获得信息量。

2.3.1匹克网的应用

①间隔层设备匹克网应用。为了实现蓝牙无线网络建立，为防误系统提供独立的可靠的信息通道，先在间隔层利用蓝牙技术进行无线通信。各蓝牙设备必须先组成匹克网，再由匹克网组成散射网。本系统设计为主变测控保护、母联测控保护、馈线测控保护、公用测控装置4个匹克网，以此类推，并补保护测控单元、动力变保护测控单元以及通用测控单元和交直流单元分别各自组成匹克网，然后这几个匹克网再组成散射网，与蓝牙主机控制器接口（HC）I进行通信。②蓝牙执行器的匹克网应用。对于现场执行单元，它是防误系统原始开关量（开关、刀闸位置）的采集端口，是现场实际设备解锁与闭锁操作的执行单元，同样需要有可靠的信息通道，因此，对本系统设计为开关、母线刀闸、线路刀闸、母线刀闸与开关间接地刀闸、线路刀闸与开关间接地刀闸5个匹克网（若设备较多，则还可扩充匹克网），这5个匹克网再组成一个大的散射网。

2.3.2硬件设计

蓝牙模块硬件结构：蓝牙技术中，主要有蓝牙芯片组和蓝牙模块两种形式，但最终都能实现蓝牙的无线通信和链路管理功能；蓝牙模块将射频、基带、链路管理器和HCI层集成到了一块芯片上，通过RS232、USB等总线接口实现HCI（主机控制器接口）指令交换。无论是蓝牙基带控制器还是蓝牙模块，都集成了HCI层，作为控制蓝牙芯片各种功能的唯一手段，高层应用也需要使用HCI层与蓝牙芯片进行通信。另外，水电站一个间隔内的各个防误锁具进行实时的控制（解锁或闭锁），是要用弱电控制强电，设计可采用（MOC3051M）可控硅来实现弱电对强电的控制，可靠性好、寿命长而且方便实用。

篇（10）

1.工程概况和消防总体设计方案

1.1概况及其特征。居龙滩水利枢纽工程是以发电为主，兼顾防洪和灌溉、供水、航运以及水库养殖等任务的综合利用工程。其工程规模为：水库总库容为7.76×107m3；电站总装机容量60MW。

该工程位于贡水左岸支流桃江下游赣县大田乡夏湖村境内，距赣县县城约28Km。桃江流域属副热带季风气候区，流域内各地多年平均气温19.4℃，极端最高气温41.2℃，极端最低气温-6℃，多年平均蒸发量1576.2mm。

工程是由挡水坝、溢流坝、河床式发电厂房、船筏道及升压开关站等建筑物组成。

本工程的主要消防对象是水电站建筑物及其机电设备。其中水电站建筑物的消防设计含主厂房、副厂房、主变压器场（开关站）、高压开关室、厂用屏配电室、油库、机修车间和坝区等。除检修期外，水电站及其机电设备一般都处于生产运行状态。

1.2消防设计依据和设计原则。

本工程消防设计依据国家、行业颁布的下列现行规程规范进行：

(1)水利水电工程设计防火规范（SDJ278-90）

(2)火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）

(3)建筑设计防火规范（GB50016-2006）

(4)自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2005）

(5)建筑灭火器配置设计规范(GB50140-2005)

(6)二氧化碳灭火系统设计规范(GB50193-93)(99年版)

(7)电力系统设备典型消防规程(GB5027-93)

(8)采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)

(9)水力发电厂机电设计技术规范(DL/T5186-2004)

(10)中华人民共和国消防法(1998-04-29)

(11)火灾报警控制器通用技术条件(GB4717-93)

(12)水库工程管理设计规范（SL106-96）

为贯彻“预防为主，防消结合”和确保重点、兼顾一般、便于管理、经济实用的方针，并结合居龙滩水利枢纽工程的具体情况，确定了如下基本设计原则:

在消防区内，按规范要求统一规划畅通的安全通道，设置安全出口及其标志;

以生产重要性和火灾危险性设置消防设施和器材，特殊部位按防火规范采取其它消防措施;

在电站设置消防控制中心（计算机房旁）和火灾报警系统，消防电源采用双可靠独立电源;

采取消防车、消火栓、CO2灭火和干粉灭火器四种灭火方式，消防用水取自可靠而充足的水源;

设置通风排烟系统;

选用阻燃、难燃或非燃性材料为绝缘介质的电气设备或采取其它保护措施以防止或减少火灾发生;

有火灾危险性设备之间，采用耐火材料制成的墙或门隔离，孔洞用耐火材料封堵以防止火灾的漫延与扩散。

1.3消防总体设计方案。枢纽总体配备一辆消防水车，若遇重大火灾时，则由县消防部门支援扑救。工程消防系统按其生产及防火功能要求分为主厂房、副厂房、开关站、高压开关室、油库、机修间及大坝（含启闭机室、坝区用电变房）七个区，其中主厂房、副厂房采用自动灭火与灭火器具结合的灭火方式，开关站、高压开关室、油库、机修间、大坝则采用灭火器具灭火。

为确保消防区灭火要求，本工程消防水源及电源均按双水源、双电源设置，互为备用。当其中之一停止工作时，备用水源及备用电源均能自动切换投入。二台消防水泵从上游水库取水或下游取水，水泵扬程为52m，作为消火栓消防备用水源，两台消防水泵布置在技术供水设备室；另外，由两台深井泵从水井取水给高位水池（V=100m3）供水，作为消防水源及生活用水，为保证消防水源的可靠性，应经常检查消防水泵是否能正常运转。

在主、副厂房等建筑物设计中，防火设计要求：

(1)建筑物的耐火等级为二级。

(2)重点火警防护区，按消防要求设置防火隔墙、防火门或防爆门。

(3)建筑物层间不少于两座楼梯（含爬梯）。每片消防分区不少于两个安全疏散出口通道。

(4)开关站及绝缘油库设车道，供消防车通行的消防车道宽度为5m。

2.工程消防设计

2.1生产厂房火灾危险性分类及耐火等级。厂房各主要生产场所火灾危险性分类及耐火等级要求见表1。

2.2主要场所和主要机电设备的消防设计

2.2.1主、副厂房消防。居龙滩水利枢纽工程采用灯泡贯流式机组，厂区主要由主厂房和安装间、电气副厂房、中控室、机修间和室外绝缘油库等部分组成，厂区机修门外、绝缘油库门外设室外SS100-1.6型消火栓2个、开关站设SS100-1.6型室外消火栓2个。

电站主厂房长66.70m，宽19m，高约50.0m，共分运行层（高程112.20m）、中间层（高程103.20m）、水轮机层（高程84.70m）。

运行层主要布置有调速器和油压装置等设备，在每个机组段(运行层、中间层)上游侧各设1个SN65（带报警）型消火栓箱和2个MT3型手提式CO2灭火器。

考虑发电机水喷雾灭火装置的要求，在运行层每个机组段上游侧各设一个发电机消火栓箱为发电机内部消火提供水源，手动报警装置1个，发电机内部灭火及火警装置由制造厂家设计提供。

建筑物危险性分类及耐火等级表生产场所名称火灾危险性类别耐火等级类别主厂房丁类二级透平油库丙类二级绝缘油库丙类二级户外开关站丙类二级中央控制室、微机房丙类二级坝区用电变室、厂用变室丁类二级高压开关室丁类二级电缆、电缆道丙类二级发电机设备小间、资料室丙类二级空压机及贮气罐室丁类二级水清测报站丁类二级载波通信室丁类二级大坝监测室丁类二级高压试验室丁类三级机修车间丁类三级其它戊类三级水轮廊道层主要布置有轴承回油箱，调速系统漏油箱等，每机组段拟设MT3型CO2灭火器2个，另在与该层相通的渗漏排水泵房设MT3型CO2灭火器2个，手动报警装置1个。

为扑灭厂内桥机电器设备引起的火灾，在桥机上设置MT3型CO2型灭火器2个。

电站安装间位于厂房右侧（从上游往下游看），长28m，宽19m，安装间上、下游侧各设SN65型消火栓1个和MT3型CO2灭火器4个。

空压机室设在安装间的下层，在该室油处理室上游侧设SN65消火栓1个及MT3型CO2灭火器4个，空压机室布置两个灭火器设置点。布置两个离子型感烟探测器，手动报警装置1个。

在副厂房的电缆层（高程107.70m）入口处设MT3型CO2灭火器4个，即每个进人门布置一个灭火器安置点（各2个MT3型CO2灭火器）；每个入口门设自动控制防火门，手动报警装置1个；此外还配置若干个防毒面具、呼吸器，电缆穿过楼板或进入各屏柜的孔洞均须用耐火材料封堵以防止火灾漫延，耐火极限不小于1小时。结合设备与电缆布置情况，每隔一定距离集中布置MT3型CO2灭火器2个，在电缆桥架每层均敷设缆式线型感温探测器。

技术供水层位于副厂房的100.40m高程处。其门外布置MT3型CO2灭火器4个。

在高程112.20的微机房及中控室拟设置固定CO2灭火系统，采用固定管网消防，即组合分配系统，共用一套CO2储藏装置，保护这两个防护区的消防灭火系统，其设计用量按其中最大的中控室需要量设置，不考虑备用，经计算选用20个70L储存钢瓶，同时在每个地方均设置有烟温复合探测器，当感温感烟探测器同时报警时，控制器将立即停断该区风机与空调，声光报警器鸣响，提醒人员迅速撤离，延时30秒(可调)后，关闭防火门，启动灭火装置灭火，30秒全部喷完，另外门口设手动报警装置1个，进人门口设气体放气信号灯，声光报警器，布置MT3型CO2灭火器4个。

固定CO2自动灭火系统，既可在现地手动操作，也可与火灾自动报警系统相连。

2.2.2水轮发电机组消防。水轮发电机组安装在密闭的灯泡体内，其消防措施由制造厂解决，电站提供水源，相应在机组段布置发电机消火栓箱，采用固定式水喷雾灭火装置。灯泡体内同时设置感温、感烟探测装置及其控制装置，发电机内部管路设备均有机组制造商按规程规范配套供应。

2.2.3油库和机修间消防

2.2.3.1油库消防。居龙滩水利枢纽油库分为厂内透平油库和厂外绝缘油库，油库采用防火墙与其他房间分隔，油罐室设有两扇门与外界相通，出口门为向外开启的甲级防火门，油库内设有可靠的防雷接地装置和挡油槛，室内立式油罐之间间距大于2.0m。油罐与墙之间的距离大于油罐半径，油处理室与油罐室相接部位用防火墙隔开，烘箱电源开关和插座设在小间外，油库内灯具和电器设备均采用防爆的灯具和电器设备。透平油库设在安装间下面（高程103.20m），内有20m3的立式油罐2个，并设油处理室等，采用消火栓灭火，设置感烟探测器，油处理室设置手动报警装置1个。

绝缘油库布置在室外，靠近厂房公路边，发生火灾时，消防车能顺利抵达现场救火。绝缘油库内布置有15m3立式油罐2个，30m3立式油罐1个，油库设有油处理室、滤纸烘箱室。

根据有关规范，在绝缘油罐和透平油罐室各设置2台MFT35型推车式磷酸铵盐干粉灭火器和1个100×100×60cm3砂箱，每个砂箱配2把铁锹；两个油处理室各设3个MF3型磷酸铵盐干粉灭火器，同时在透平油处理室与空压机室联接处设SN65型消火栓1个，在绝缘油库室外设SS100-1.6型地面消火栓1个。

油库内防火门自动关闭，风机停止排风并可自动启动消防泵，为了预防和控制火灾，火灾报警后，并确认火灾位置后，在中控室手动关闭厂房内相应部位的排风机，此时防火阀连动关闭。火灾结束后，重新开启排风机进行排烟，然后通风系统恢复正常。

2.2.3.2机修间消防。机修间靠近安装场布置，面积为15×20m2，内设小型机修设备，机修间除设置1个SN65型消火栓外，另配MF3型磷酸铵盐干粉灭火器8个，分二个设置点，每个设置点配置4个。在机修间外设SS100-1.6型地面消火栓1个。

设置感温、感烟探测装置及手动报警装置1个，自动向消防控制中心报警。

2.2.4高压开关柜室和厂用电变消防，坝用电变消防。两个高压开关柜室共设置开关柜16面，低压开关柜室设置低压柜10面，以上两个高压开关柜室内均设置1台MTT35型推车式CO2灭火器和4只MT3型CO2灭火器并设置向外开启的防火门。

坝用电配电室、厂用变室、柴油发电机房，布置在独立的小间内，小间配置3只MT3型CO2灭火器，并配置1台MFT35推车式磷酸铵盐干粉灭火器。

同时在每个地方均设置有烟温复合探测器，另外口门设手动报警装置1个，进人门口设气体放气信号灯，声光报警器。

2.2.5主变和户外开关站消防。主变露天布置，2台主变间距离大于10米，与建筑物距离大于12米以满足防火要求，每台主变均设置可储存一台变压器油量和20min消防水量之和的事故储存坑，坑内装设金属栅格(其净距不大于40mm)并铺设粒径50~80mm，厚度为250mm的卵石层。事故时，变压器油可迅速由排油管排至设置在厂房右侧的事故集油池内。另外，每台主变附近均设置2台MFT35推车式磷酸铵盐干粉灭火器和2个砂箱(100×100×100cm3)。另设置专门房间放置灭火器具。户外开关站附近设SS100-1.6型地面消火栓2个。户外110kV开关站，设置4只MT3型CO2灭火器。

2.2.6坝区消防。坝区内溢洪道8座液压泵房，每座配置2个MF3型磷酸铵盐干粉灭火器，坝顶每50米设置SS100-1.6型地面消火栓1个，计3个。每座液压泵房设置1个感烟探测装置。

2.3消防给水设计。居龙滩水利枢纽水库水质清晰、泥沙含量较少，可以作为消防水源。设四个消防取水口，为防止取水口堵塞可以用吹扫气管供气对水泵取水口进行吹扫；根据电站所配置的消防设备供水压力及消防用水量的要求，选用二台XBD5.2/30-125-200型水泵，扬程为52m，流量为108m3/h，两台水泵互为备用；消防水泵可与火灾自动报警系统相连，以便及时发现并经确认后能尽快消灭火灾。消防水泵及附属设施均布置在技术供水设备室（高程100.40m）。另外，由两台深井泵从水井取水给高位水池（底部高程160.00米，V=100m3）供水，作为消防主水源及生活用水，消防水泵供水作为备用水源。

2.4消防电气和监测报警系统

2.4.1消防电气。本电站设专用消防动力盘，并标有明显消防标志，由双电源供电，以保证消防设备由2个可靠的电源。消防用电设备采用单独的供电回路并穿管敷设，当发生火灾时，仍能保证消防用电。

厂房内主要疏散通道、楼梯间及安全出口处，均设置火灾事故照明及疏散指示标志。正常时，事故照明由交流电源供电，交流电源失去时，通过交直流切换装置自动切换为蓄电池直流供电。疏散用的事故照明其最低照度不低于0.5lx，疏散指示灯正常时由交流电源供电，交流电源失去时，通过其自配的备用电源供电，其连续供电时间不少于20分钟。

事故照明灯和疏散指示标志灯，均设置非燃烧材料制作的保护罩。

2.4.2火灾自动报警及灭火控制系统。本电站的火灾自动报警及灭火控制系统采用控制中心报警系统的形式，电站的消防控制中心设于消防控制房。

消防控制中心内设有火灾自动报警及联动控制屏，对厂内的火灾报警设备及消防灭火设备进行集中控制，并对发电机组设备火灾报警及联动控制器进行重复显示及控制。火灾自动报警控制系统选用总线编码智能型。火灾自动报警控制屏接收来自设备火灾报警控制器、厂内各部位安装的点式感烟、感温探测器、缆式定温探测器、手动报警按钮及输入模块传送来的信号，自动或手动发出灭火指令；向控制模块发出控制信号，控制风机、防火阀、固定式CO2灭火系统等消防灭火设备的运行；同时经通信接口自动启动工业电视监控系统进行跟踪及录像，并显示、记录、打印产生报警或故障信号的时间、地点及有关火灾信息，发出声光报警。并将所有火警或故障信息经通信接口送给全厂计算机监控系统。

主要设备布置区如中控室、计算机室、1G10.5kV开关柜室、2G10.5kV开关柜室、400V厂用配电屏室、透平油库、油处理室、空压机室、高压试验室、柴油发电机房、400V大坝用电配电室、电缆层、技术、消防供水泵层等地均设置有点式感烟探测器；在主厂房运行层及安装场和中间层设置有红外光束感烟探测器；在安装有固定式CO2灭火系统的设备区（即中控室、计算机室），电缆层及电缆廊道均另外设置有点式感温探测器或缆式定温探测器。在厂内各重要通道、走廊均安装手动报警按钮及声光报警器。

上述区域，按其重要性和所配置的消防灭火设备的要求选择报警、报警及手动灭火、报警及自动灭火等不同的处理方式。

一旦发生火灾，任何一个探测器探测到火警信号，控制器发出火灾报警声光信号，通知运行值班人员，值班人员根据火灾自动报警控制屏显示的报警地址到现场证实或经工业电视监控系统证实后，即可采用干粉灭火器或手动启动消火栓、固定式CO2系统，指挥救火。固定式CO2系统的远方手动操作在火灾自动报警控制屏上进行。火灾自动报警控制屏也可以设定为自动灭火方式，如果CO2灭火保护区域内同时有感温、感烟两种类型的探测器报警或手动报警按钮按下后，经控制器分析判断后自动停断对应区域内的风机、关闭对应区域内的防火阀、投入灭火装置。无论是在手动方式还是在自动方式下，控制器在发出火警信号的同时都自动启动工业电视监控系统对相关部位进行跟踪、显示及录像，以备日后事故分析。

根据规范及电站的实际布置进行探测器、手动报警按钮的配置；根据灭火设备的自动控制要求配置联动模块。

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引言

水利建筑本身作为一门跨专业的学科，工程往往由水利工程师担当设计，故使用功能、耐久年限等一般不会有大的问题，但不少水利工程师由于缺乏足够的建筑学知识和艺术训练，往往只注重功能的需求而甚少涉及建筑艺术和美观的需要，做有建筑艺术化、环境景观化的水利工程设计力不从心，使得大部分水利建筑给人们的印象都是粗老笨重的钢筋混凝土形象。而建筑艺术创作设计属建筑学理论范畴，但建筑师往往因缺乏水利专业技术知识和对农村水利工程环境的了解，无法胜任水利建筑的设计。在物质文明和精神文明飞速发展的现代社会中，水利建筑越来越多地开始注意视觉效果，很多水利建筑还与旅游景点相结合，成为旅游景观的一部分。南京地区有很多老“三边”水利工程，基本上没有非工程的措施和可持续发展的资源配置，更无力考虑建筑艺术、生态环境等问题，随着水利事业的不断进步．发展与布局矛盾日益突出，管理单位纷纷提出申请，要求进行改造和调整。因此，创造条件进行全面规划、合理布局、统筹兼顾、综合治理，实现“以人为本，工程建设与生态环境协调发展”的新发展战略，以适应当今社会对水利发展的要求，高质量地进行水利工程建筑设计已势在必行

一、水利工程建筑艺术创作设计方法

水利工程建筑艺术创作设计的几个关键为：

1.1总平面设计水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局，主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等，配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。以泵站为例进行总平面设计，泵站枢纽一般包括的建筑物有：泵房、配电房、办公楼以及职工宿舍、食堂、车库、锅炉房、大门传达室等附属建筑。过去的总体设计中，往往只做水工工程位置图，而不做配套建筑和环境总体规划设计的传统设计模式，这样缺少了对建筑的合理布局和对环境的规划，总图往往有大片位置无设计内容，对这一大片空白区建设单位对其的使用和建设存在普遍的盲目性和无序性。我们调整了过去老的设计模式，详细规划和建筑环境设计环节，基于水利建筑一般坐落在城市边缘或离城市较远，常与风景区结合等特点，水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求，做到功能分区布局合理，内部交通流线简洁、顺畅、有序，建筑物之间联系方便，减少不同使用功能之间的交叉干扰，而且应注重环境设计，考虑设计绿化、休息空间．职工体育运动场地等，丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散各种布置方式，各有其优点，具体采用哪一种布置方式，则应因地制宜，根据具体环境而定，或突出建筑，或强调环境。

1.2建筑平面设计同总平面设计类似，一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求，然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式，建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。

同时建筑设计人员应积极发挥主动性，考虑建筑空间的有效使用和综合利用。

水工建筑有其固有的特点，其结构的布局是按水工设计规范，满足水力条件和机泵设备安装的要求，在与建筑专业的配合上，需要多方面、多回合的商讨，才能相互协调。几年来，从多项工程的设计中我们体会到，水工结构与建筑艺术的配合过程，是一种磨合和相互适应、相互促进、相互提高的过程。水工设计不仅为水利建筑艺术化创作设计提供了技术保障，更是为营造新型的景观水利、城市化水利工程打下了坚实的基础。水工与建筑设计巧妙结合，可达到减少投资，优化设计，美化环境多重目的。做好水利工程建筑艺术创作设计，树立创新意识，对设计思想的发展非常重要。只有大胆探索，勇于尝试，才能创造出一流品质的现代化水利工程。

1.3建筑造型设计建筑造型的设计往往反映一幢建筑的性格特征：或粗犷豪放，不拘一格，或温文尔雅，小家碧玉；或强调现代高科技韵味，或注重历史文脉，运用符号、象征等手法表现一种文化底蕴。总之一幢或一组建筑所表现出来的性格，应与它所处的具体环境相协调，而不是靠在设计时凭空想象，或单纯为追随某种所谓“时尚”而臆造出来的东西。同时，即便是在一个整体环境下的一组建筑之间，由于体量的不同，各个建筑物也存在着性格上的个体差异，而这种差异是存在于统一性之中的。如：泵房一般平面为简单的矩型，高度较高，体量较大，这是它的体量本身所表现出来的性格就是大度豪迈。对于这类建筑，由于其本身不可能像公共建筑一样有什么大的形体上的组合、对比关系，设计中要注意“粗中有细”，尽量利用其本身大的体量，通过开窗方式、墙面与柱子关系的进退等手法丰富其细部，以使其看起来不那么单调。如泵房配电房毗邻设计，还可利用与其靠在一起的配电房，使泵房体量作为形体组合的一部分，泵房、配电房一并考虑，以取得形体对比较丰富的组合效果。

对于像启闭机房加两侧桥头堡类的建筑，由于机房本身一般长度较长，有时可达到几百米，设计中应充分运用“韵律”的造型手段，使每跨作为一个造型因素，形成一系列有节奏、韵律的线性体量。桥头堡作为端部的收尾，则形成类似交响曲尾部的，较高的体量同时成为整个工程的标志性建筑，达到令人过目不忘的效果。至于建筑具体的风格是采用现代风格还是仿古甚至所谓欧陆式，一方面多多少少要受到一些流行因素和建设单位喜好的影响，更主要的则是建筑设计师要根据当地的地理、人文环境设计出因时、因地，与环境相宜的建筑。

总之，建筑风格的确定，事关整个水利工程外观表现成败的关键，所以提倡建筑师在设计之前一定要到现场实地考察一下，精心揣摩，想象一下工程建成后的实际效果。

1.4建筑材料建筑的颜色和质感取决于所用材料，同时也同建筑的造型设计息息相关。由于水工建筑多处在野外．所以抗风性和耐脏性成为比较突出的问题。抗风性主要表现在所选门窗能否承受超常的风荷载．耐脏性问题则要求在建筑表面装饰材料的选材上，尽量选用耐脏性较好，不易积土，耐于水冲刷的材料，如饰面砖、石材、优质外墙漆、铝塑板等。另外为表现水利建筑的特点，在颜色的运用上常用蓝色、白色等冷色系，但不可一概而论，有时暖色系的运用，也能取得较好的效果。