工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)探討

摘要：與民用建筑相比，工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)對(duì)給排水功能、水質(zhì)、水溫的要求更為復(fù)雜，相應(yīng)設(shè)計(jì)要求更高、難度更大。基于此，本文首先分析工業(yè)建筑給排水特點(diǎn)，然后詳細(xì)探討工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)思路，最后圍繞具體案例闡述工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期可為類似工程提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；給排水特點(diǎn)；設(shè)計(jì)思路；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

我國(guó)是工業(yè)大國(guó)，工業(yè)建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性以及其節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保是確保生產(chǎn)工作順利開展的重要保障。為保障工業(yè)建筑安全、可靠運(yùn)行，必須結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝布局做好給排水設(shè)計(jì)，這也是本文研究的重點(diǎn)。

一、工業(yè)建筑給排水特點(diǎn)

（一）工業(yè)用水范圍廣

工業(yè)建筑用水包括廠房?jī)?nèi)工藝設(shè)備生產(chǎn)用水，辦公區(qū)域、食堂、衛(wèi)生間以及浴室等生活用水。

（二）工業(yè)用水量大

我國(guó)工業(yè)用水在社會(huì)總水量中的占比約為1/10，隨著工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)用水量將持續(xù)增加，發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)用水占比達(dá)到30%～50%。

（三）工業(yè)企業(yè)供、排水平衡及廢水排放要求嚴(yán)格

對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)而言，供、排水平衡是重要的指標(biāo)。

（四）屋面面積及雨水排水量大

廠房、倉(cāng)庫(kù)等建筑往往屋面面積大、屋面坡度大，合理選擇重力流雨水排水系統(tǒng)、虹吸雨水排水系統(tǒng)，會(huì)直接影響廠房、倉(cāng)庫(kù)的排水效果及其使用。

（五）消防系統(tǒng)復(fù)雜

工業(yè)建筑尤其是廠房、倉(cāng)庫(kù)、儲(chǔ)罐區(qū)等建筑，往往建筑空間大且工藝布局復(fù)雜，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范選擇合適的消防滅火系統(tǒng)，確保工業(yè)建筑使用安全。

二、工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)思路

（一）方案階段

1.收集資料

（1）廠區(qū)周邊市政給排水管網(wǎng)資料，如果是單體建筑，應(yīng)收集項(xiàng)目所在廠區(qū)（或工業(yè)園區(qū)）的給排水及消防資料，含市政給水系統(tǒng)的供水水壓、管徑，市政為本項(xiàng)目預(yù)留或允許開口的位置、管徑；市政雨、污水管的管徑、位置、埋深，市政為本工程預(yù)留或允許接入的檢查井位置、管徑、埋深。

（2）項(xiàng)目的環(huán)評(píng)報(bào)告、安評(píng)報(bào)告，當(dāng)?shù)厥姓块T對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的要求：雨水收集利用，再生能源的利用以及地方政策、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等。

（3）建設(shè)方對(duì)給排水設(shè)計(jì)的特殊要求，沒有特意提出時(shí)，應(yīng)主動(dòng)溝通了解。

2.給水方案

廠區(qū)給水方案確定，要充分利用市政供水水壓，合理利用工業(yè)廢熱、余熱，充分了解當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂驐l件、合理利用再生能源。

各站房的建設(shè)，可集中，也可分散，一定要根據(jù)工藝需求、廠區(qū)總圖平面布局、建設(shè)方的要求綜合比較確定，在滿足建設(shè)方要求的同時(shí)，一定要做到合理、合規(guī)。

3.排水方案

（1）雨、污分流，廢、污分流。一個(gè)廠區(qū)，原則上市政只允許一個(gè)污水排出口，可有多個(gè)雨水排出口，雨水一般就近排入市政雨水口，少數(shù)地方對(duì)工業(yè)用地沒有海綿城市設(shè)計(jì)要求，但建筑給排水與節(jié)水通用規(guī)范有強(qiáng)制要求，設(shè)計(jì)前一定要落實(shí)。

（2）工業(yè)建筑的廠區(qū)，一般都會(huì)產(chǎn)生生產(chǎn)廢水，但生產(chǎn)廢水是否需要特殊處理達(dá)標(biāo)后再排放，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)廢水的性質(zhì)決定，一般在環(huán)評(píng)報(bào)告中有要求。生產(chǎn)廢水是集中處理或分散處理，要根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

4.消防方案

（1）工業(yè)廠區(qū)一般建議采用室內(nèi)外消火栓合用一套環(huán)狀給水管網(wǎng)，由消火栓泵統(tǒng)一加壓供水（室外消火栓系統(tǒng)由有二路市政供水水源直接供水系統(tǒng)除外），廠區(qū)內(nèi)也有可能有高層建筑，建議采用室外與多層建筑室內(nèi)外共用消防泵，高層建筑室內(nèi)單獨(dú)設(shè)消火栓泵；也可以室內(nèi)、外分別設(shè)消火栓泵。

（2）自噴系統(tǒng)方面廠區(qū)集中環(huán)狀管網(wǎng)供水（只有一處、且只有一套濕式報(bào)警閥組除外），由自噴泵集中加壓供水，濕式報(bào)警閥組分別設(shè)置在各建筑物的報(bào)警閥組間。不要把報(bào)警閥集中設(shè)在消防水泵房?jī)?nèi)（除報(bào)警閥組在2組以下的情況除外）。

（二）施工圖階段

1.給水系統(tǒng)

（1）分質(zhì)、分流供水

生產(chǎn)、生活供水盡量做到分系統(tǒng)供水，可在廠房總?cè)肟谌霊艉蠓珠_設(shè)置，避免生活飲用水被污染。應(yīng)按照使用用途、付費(fèi)或管理單元，分項(xiàng)、分級(jí)安裝滿足使用需求的計(jì)量裝置，并盡量做到能源計(jì)量設(shè)施直接在廠區(qū)能源中心顯示、監(jiān)控。

（2）生活冷熱水系統(tǒng)

生活冷熱水系統(tǒng)應(yīng)做到冷熱水分區(qū)相同，或供水水壓接近，盡量做到冷熱水供水水壓平衡。一般采用上行下給、總供水管設(shè)減壓穩(wěn)壓閥。

（3）熱水系統(tǒng)

熱源應(yīng)盡量采用工業(yè)余熱回收、可再生能源利用，避免采用燃油、電直接加熱，但余熱回收應(yīng)綜合考慮可行性與經(jīng)濟(jì)節(jié)能。例如，廠房的生活洗手間中，只有洗手盆需要熱水，采用熱回收或集中供熱就顯得不合算。同時(shí)，需要注意熱水管網(wǎng)的循環(huán)供水、熱水系統(tǒng)的控制、安全、熱水系統(tǒng)的殺菌、消毒。

（4）循環(huán)冷卻供回水系統(tǒng)

在工業(yè)項(xiàng)目中，設(shè)備需要的冷卻水一般采用循環(huán)冷卻供水。循環(huán)系統(tǒng)的選擇，主要根據(jù)被冷卻設(shè)備出水有壓或無(wú)壓，還要綜合考慮進(jìn)出水溫度、水質(zhì)等因素，決定供回水系統(tǒng)設(shè)置的選擇。

工業(yè)設(shè)備需要的冷卻水對(duì)水質(zhì)一般都有特殊要求：采用軟化水或純水，采用閉式系統(tǒng)、閉式冷卻塔；空壓機(jī)、空調(diào)冷水機(jī)組需要的冷卻水對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求，一般采用開式系統(tǒng)、開式冷卻塔。

冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)水或應(yīng)急補(bǔ)水：閉式系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)部分采用軟化水或純水，閉式系統(tǒng)外循環(huán)部分補(bǔ)水和開式系統(tǒng)補(bǔ)水一般采用自來(lái)水或中水。

循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要注意冷卻塔補(bǔ)水的計(jì)量、補(bǔ)水水質(zhì)防污及確保循環(huán)水質(zhì)等內(nèi)容。

2.排水系統(tǒng)

（1）廠區(qū)室內(nèi)外排水系統(tǒng)的選擇

雨污分流、廢污分流、重力流、壓力流，在滿足規(guī)范的同時(shí)，也應(yīng)遵守地方法則。

（2）排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

第一，廠房面積大，有時(shí)生產(chǎn)重力排水管道距離長(zhǎng)，一定要按規(guī)范設(shè)清掃口、注意避開穿越建筑伸縮縫、設(shè)備基礎(chǔ)，確實(shí)難以避免時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施。

第二，廠房生產(chǎn)廢水的收集，常設(shè)地溝排水，注意地溝排水管在與室外排水系統(tǒng)連接處，應(yīng)設(shè)存水彎或水封井，特別是對(duì)環(huán)境要求較高的工作場(chǎng)所。

第三，廠房?jī)?nèi)的排水應(yīng)按不同的污水性質(zhì)分設(shè)排水系統(tǒng)，特別是需要特殊處理的工業(yè)廢水，分區(qū)按不同的性質(zhì)統(tǒng)一收集，分重力或壓力排至廠區(qū)廢水處理站。

第四，工業(yè)廠房屋面匯水面積大，雨水天溝大小一定要經(jīng)計(jì)算后，反提給建筑結(jié)構(gòu)，建議最小天溝尺寸不小于500mm（寬）×300mm（深），特別是天溝深度既要確保雨水斗的斗前水深，又要避免雨水系統(tǒng)的溢流口設(shè)置過(guò)高，避免影響結(jié)構(gòu)安全。

3.消防系統(tǒng)

（1）消火栓系統(tǒng)

按規(guī)范超300m2、不是可燃物較少的丁戊類廠房，均應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓，消火栓是基本的滅火設(shè)施，不設(shè)室內(nèi)消火栓，也宜設(shè)置消防軟轉(zhuǎn)盤或輕便消防水龍。

消火栓系統(tǒng)的注意事項(xiàng)包括：

第一，廠區(qū)消防集中加壓，相對(duì)較近、樓層較低的建筑，消火栓動(dòng)壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超壓，建議總進(jìn)口設(shè)減壓閥，不要整棟廠房都采用減壓穩(wěn)壓消火栓。

第二，廠房，尤其是單層廠房，消火栓的布置應(yīng)注意保護(hù)同一處火災(zāi)的二具消火栓間距不應(yīng)大于30m。消火栓設(shè)置位置盡量布置在房間門外，不要布置在房間內(nèi)。對(duì)于不宜進(jìn)水管的房間，當(dāng)消火栓設(shè)置在門外、其保護(hù)距離超規(guī)范，建議要求建筑增設(shè)房間門或在消火栓布置處開洞口（火災(zāi)時(shí)消火栓從洞口拖入房間滅火），或在房間內(nèi)按規(guī)范設(shè)置消火栓、采用干式系統(tǒng)，在供水管道上設(shè)置電動(dòng)控制閥；人員無(wú)法進(jìn)出的堆垛房（類似糧食倉(cāng)庫(kù)）可以不設(shè)室內(nèi)消火栓，只在室外設(shè)置消火栓。

第三，在消防水泵房的布置方面，當(dāng)設(shè)置二座或二格獨(dú)立使用的消防水池時(shí)，消防水泵吸水管設(shè)吸水母管，筆者認(rèn)為消防泵不一定要錯(cuò)位布置，吸水母管上的檢修閥、水池連通管可取消。

（2）自動(dòng)滅火系統(tǒng)

自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)按建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，具體項(xiàng)目具體對(duì)待。自動(dòng)滅火系統(tǒng)的注意事項(xiàng)包括：

第一，消防泵的流量和揚(yáng)程計(jì)算不一定按同一棟建筑計(jì)算，有可能流量按一次火災(zāi)消防用水量最大的建筑選取。

第二，當(dāng)消火栓、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)共用消防穩(wěn)壓設(shè)備時(shí)，穩(wěn)壓泵壓力應(yīng)滿足自動(dòng)跟蹤定位射流系統(tǒng)最不利點(diǎn)滅火裝置的設(shè)計(jì)工作壓力，建議自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置消防穩(wěn)壓設(shè)備。

第三，廠區(qū)集中消防加壓的自噴系統(tǒng)與自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)一般是共用消防泵，設(shè)計(jì)選型射流滅火設(shè)備、其額定工作壓力，應(yīng)根據(jù)水泵揚(yáng)程沿路順推到射流系統(tǒng)最不利點(diǎn)處的壓力確定工作壓力及保護(hù)半徑，然后布置射流裝置。

第四，甲乙類嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)Ⅱ級(jí)的火災(zāi)場(chǎng)所、火災(zāi)蔓延快，采取標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不能及時(shí)開放滅火，應(yīng)采用雨淋系統(tǒng)，例如，涂裝車間的油漆工段、有色金屬?gòu)S房的噴霧大廳等場(chǎng)所。

三、實(shí)例探析工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為某電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠區(qū)，總用地面積38.4萬(wàn)m2，總建筑面積75.7萬(wàn)m2。主廠房總建筑面積39萬(wàn)m2，建筑高度40.2m，屬于丙類高層廠房，項(xiàng)目主要生產(chǎn)工藝包括陣列工程、有機(jī)蒸鍍工程以及模組工程；其他配套廠房均為單層丁類，配套建筑有多層辦公樓、食堂、綜合動(dòng)力站房、污水處理站等輔助用房及門衛(wèi)。

（二）給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.水源及廠區(qū)給水系統(tǒng)

本項(xiàng)目廠區(qū)設(shè)計(jì)由市政接入2路DN400自來(lái)水引入管、市政供水水壓0.2MPa，全廠日用水量2.5萬(wàn)m3/d；為緩解市政給水不足的問題，一期建設(shè)一座8000m3的生產(chǎn)水池。室外給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)：室外消防給水與生產(chǎn)生活合用供水管網(wǎng)、管徑DN250、環(huán)狀，生產(chǎn)貯水池單獨(dú)從市政引入口分別設(shè)1條DN400給水主管為水池獨(dú)立補(bǔ)水。設(shè)計(jì)節(jié)水管理計(jì)量網(wǎng)絡(luò)，廠區(qū)工藝、設(shè)備以及生活用水分開計(jì)量，實(shí)現(xiàn)多級(jí)管理；通過(guò)自動(dòng)傳輸采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)用水監(jiān)控與管理。

2.生活加壓給水系統(tǒng)

本項(xiàng)目利用市政水壓直接供－1/1層生活、生產(chǎn)用水，2層及以上生活用水設(shè)一套食品級(jí)不銹鋼水箱+變頻給水泵組聯(lián)合供水：Q=150m3/h、H=0.5MPa，泵2用1備。

3.生產(chǎn)加壓給水系統(tǒng)

本項(xiàng)目生產(chǎn)用水，設(shè)計(jì)按不同用途及水壓配置3套不銹鋼水箱+變頻給水泵組：第一套供純水制備系統(tǒng)原水，Q=1000m3/h，H=0.45MPa，泵4用1備；第二套供屋面冷卻塔、PCW、Localscrubber應(yīng)急補(bǔ)水，Q=600m3/h，H=0.3MPa，泵3用1備；第三套供屋面洗滌塔應(yīng)急補(bǔ)水，Q=40m3/h，H=0.3MPa，泵1用1備。

4.中水系統(tǒng)

本項(xiàng)目產(chǎn)生的中水水量大，設(shè)計(jì)考慮回收利用。其中，純水制備時(shí)產(chǎn)生的RO濃水、純水系統(tǒng)雜排及空調(diào)冷凝水、廢水站MBR出水等，收集后設(shè)置2套變頻中水給水系統(tǒng)：第一套供冷卻塔補(bǔ)水、LocalScrubber補(bǔ)水，Q=600m3/h，H=0.3MPa，泵3用1備；第二套供屋頂洗滌塔補(bǔ)水，Q=40m3/h，H=0.3MPa，泵1用1備。

5.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

本項(xiàng)目循環(huán)冷卻水總量4.75萬(wàn)m3/h，因冷卻水對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求，設(shè)計(jì)選用方形開式逆流工業(yè)冷卻塔，共計(jì)配置16臺(tái)，單臺(tái)冷卻塔流量3000m3/h，設(shè)置在動(dòng)力站屋面，循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)不同的使用壓力及溫度要求，共設(shè)3套獨(dú)立供回水系統(tǒng)，每套系統(tǒng)采取母管供水、多路回水，以確保配水均衡及冷卻效果。補(bǔ)水采用中水、自來(lái)水，在冷卻循環(huán)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)供水溫度高低控制冷卻塔的風(fēng)機(jī)開、?；蚶鋮s塔風(fēng)機(jī)高、低速運(yùn)轉(zhuǎn)。

6.生活污水系統(tǒng)

本項(xiàng)目排水主要分為生活污（廢）水、生產(chǎn)廢水兩大類。廠區(qū)室外設(shè)計(jì)為雨污分流，室內(nèi)生活排水污廢合流。與環(huán)保局溝通后，設(shè)計(jì)2個(gè)生活污水排放口，就近重力流排放，生活污水采取格柵沉砂池處理方法，廚房污水采取油水分離器處理，處理達(dá)標(biāo)后可排入市政污水管網(wǎng)。

7.雨水

本項(xiàng)目設(shè)雨水控制與利用設(shè)施。屋面雨水采取重力流與虹吸流相結(jié)合的排水方式，排至建筑周邊雨水明溝、以溢流的形式進(jìn)下沉式綠地，廠區(qū)的雨水口設(shè)置在雨水控制利用設(shè)施的末端，以溢流形式排放。設(shè)計(jì)6個(gè)雨水總出口，每個(gè)出口前設(shè)閘槽井，并設(shè)置pH計(jì)。一旦廢水泄漏進(jìn)雨水管網(wǎng)，pH計(jì)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉閘板閥，井內(nèi)應(yīng)急泵啟動(dòng)排至廢水站事故水池。

8.生產(chǎn)廢水系統(tǒng)

本項(xiàng)目生產(chǎn)廢水類型眾多，包括酸堿廢水、有機(jī)廢水、含磷/銀廢水、含氟廢水、MAH廢以及剝離廢水等，廢水分不同種類、分系統(tǒng)經(jīng)重力或壓力管道送至廢水處理站。其中，含銀廢水采用車間樹脂吸附裝置進(jìn)行處理，然后進(jìn)入廢水處理站，部分進(jìn)入中水系統(tǒng)；其他廢水預(yù)處理后排至市政污水管網(wǎng)。廠區(qū)設(shè)1個(gè)DN600生產(chǎn)廢水排口與廢水監(jiān)測(cè)井，并設(shè)1座2000m3有機(jī)應(yīng)急水池、1座2000m3無(wú)機(jī)應(yīng)急水池。

9.消防給水系統(tǒng)

本項(xiàng)目室內(nèi)消火栓與自噴系統(tǒng)為臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)，消防水源為市政自來(lái)水，廠區(qū)設(shè)集中消防水池（與生產(chǎn)水池合建，其中貯存1000m3平時(shí)不被動(dòng)用消防水）及消防泵房；消火栓及自噴設(shè)各自獨(dú)立供水系統(tǒng)；主廠房屋頂設(shè)置18m3高位消防水箱及消防穩(wěn)壓設(shè)備；室內(nèi)消火栓、自噴系統(tǒng)管道自消防泵房引出，呈環(huán)狀埋設(shè)在室外，各棟自環(huán)狀管網(wǎng)引水。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，合理設(shè)計(jì)給排水及消防系統(tǒng)十分關(guān)鍵。在工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須根據(jù)項(xiàng)目實(shí)況，選擇合理的供水方案、消防給水系統(tǒng)和生活污水、生產(chǎn)廢水及雨水排水系統(tǒng)，確保生產(chǎn)安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳燕平.工業(yè)廠房給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)及容易忽略的問題[J].工程技術(shù)研究，2020，05（01）：218-219.

[2]喬宇.節(jié)能環(huán)保理念在工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2018，44（01）：236.

[3]杜慶.工業(yè)建筑給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析[J].山西建筑，2018，44（12）：105-107.

[4]傅國(guó).探析高位消防水箱間給排水設(shè)計(jì)的典型問題及解決措施[J].甘肅科技縱橫，2018，47（01）：24-26+48.

作者簡(jiǎn)介：李澤光（1971），男，湖南省岳陽(yáng)市人，本科，高級(jí)工程師，從事給排水設(shè)計(jì)工作。