建筑给排水设计及其在工业厂房中的应用

建筑给排水设计及其在工业厂房中的应用

刘学斌

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摘要：工业厂房在建设的过程中，给排水和消防用水方面的设计尤为重要。给排水与消防用水的设计方案和质量控制基于整体厂房建筑进行，根据不同地区的工业厂房要求以及厂房性质、用途制定适合的设计方案，充分保证给排水和消防设计能够满足使用需求。

关键词：给排水设计；工业厂房；应用

引言

给排水系统是将城镇给水或自备水源从统一管网的水引入室内，经配水管送至生活、生产和消防用水设备，并满足各用水点对水量、水压和水质要求的供应系统。对于大部分建筑而言，给排水是十分重要的工程形式，对满足建筑基本使用需求、保障消防安全而言有重要意义。在工业厂房建筑中改变这个系统的重要性不言而喻，明确设计实际需求，根据工业厂房建筑要点开展全面规范的设计工作，能够保障工业厂房建筑生产使用需求的实现，确保消防安全，同时有助于节能环保理念的达成。文章从工业厂房的给排水设计工作出发，明确了在进行给排水设计过程中应满足的基本需求和有关工作具体内容。

1建筑给排水设计概述

给排水系统设计是建筑管网结构设计中较为重要的一项工作，在实际设计过程中涉及许多的内容，而且具有较强的分散性，这就需要强化系统性设计。给排水系统作为建筑工程建设过程中的基础性工程，与整体工程各个项目之间存在紧密的联系，其并不是独立存在的，因此要与工程实际情况相结合，并根据整体设计要求，针对给排水设计方案进行认真规划，把控好管道间的距离，且对管道水压进行有效控制，确保管道正常使用，达到优化建筑给排水设计的目标，进一步保障给排水工程的施工质量。建筑工程建设过程中，通过对给排水设计进行优化，可以保证给排水系统的正常运行，更好地满足人们的用水和排水需求。同时在设计过程中遵循节能环保理念，选择适宜的管道材料，降低噪声污染，充分发挥节水技术的优势，实现建筑能源水泵的节约，全面提高水资源的利用率，这也是生态环保政策贯彻落实的重要保障。

2工业厂房给排水设计内容

（1）明确水源情况：工业厂房一般以自备水源或市政供水为主，根据实际情况选取即可。需注意的是，若选取自备水源，需配套生活用水的供给，与之配套的水净化及处理措施需齐全。（2）明确用水量的需求：以生活用水和消防为主要需求，在满足建筑品质、消防安全的基础上平衡其他设计指标，最终确定该工程项目的实际平均用水量以及瞬时最大用水量，以此进行储水、水路规划等工作。一般用水量的需求应优先考虑消防用水。（3）明确给水系统及方式：在工业厂房设计中，需要明确供水要求及相应保障措施，如通过水箱、水池等形式给水。在设计过程中，也需考虑与给水系统相关联的管道工程情况以及对应的防范措施，如保温、耐候、防污染等。（4）消防系统设计：在工业厂房中一般将消防位置分成室外消防和室内消防两部分，需要明确的是，在上述第2步用水量的需求明确过程中，也要考虑消防用水需求。（5）排水系统：生活排水可直接由管网连接将其排放至市政污水管网中进行统一处理；对于工业废水需采取无害化处理后再统一处理，这也是确保给排水合规性的重要措施。（6）节能环保的相关专项优化：为提高工业厂区的节能效果，在给排水系统设计中，也需考虑与节能环保相关的实际需求。节能与环保措施主要集中在生活给排水方面。

3工程给排水设计工作

3.1消防排水

通过对排水量的合理评估，选择恰当的排水管道规格，如果排水管道和其他管道存在交叉，需要依照有压管避让无压管的基本原则，给水管和风管排列在排水管下方，从电气管道下方绕行。地下水是消防排水设计的核心位置，需要采用独立设计，确保积水能够有效排出。可以将低于基坑的排水集水池设置在消防电梯井基坑附近，做好基坑和集水池间排水管道的预埋工作。应该在消防排水系统中，设置备用泵，于电梯口设置挡水装置，加强消防水源保护，同时也需要做好消防排水泵安全保护设计，避免电机短路引发消防排水系统瘫痪的问题。在地上消防排水设计中，应该在重点区域设计专门的排水管道，保证管道能够独立运行。可以依照消防分区设计独立排水系统，以此来避免排水互流引发的楼层渗水问题，另外也不能忽视地下室和地上楼层的排水预防措施，保护建筑结构不受破坏。通过在阳台区域设置雨水管的方式，能够帮助消防排水管道实现防溢设计。

3.2给水排水系统设计优化

建筑根据其功能类型的不同单日给排水总量存在明显差异，在设计上需要根据实际情况对给排水系统进行优化，保证给排水系统安全、稳定运行。以某建筑项目设计为例，该项目给排水系统直接接入市政给水管，正常情况下的单日的最高生活用水量约为1420m3，用水量巅峰小时约为150m3，考虑到该项目用水类型较为复杂，因此可以在给排水系统中加入水池，组建起直接控水、水池供水、水箱供水和水泵供水相结合的供水体系。直接供水水质较高可供饮用，水池供水和水箱供水都是存水装置，保证在市政供水不正常时提供生活经营用水，保证用水安全性，相比而言水池供水的存水成本较低，水量较大，但水质难以得到保证，主要用于建筑内部的卫生清洁工作，水箱水质能够得到保证，因此作为饮用水提供。水泵与变频水箱组合应用，实现对水流量的控制，保证供水满足需求。该项目内部有大量空调设备维持室内温度，考虑到空调要持续供应水资源，为避免水资源无度消耗，通常会在建筑内部设计空调冷却水循环利用系统。可以在屋顶设置冷却塔在冷冻机房内设置循环冷却水泵，利用循环冷却水系统当中的水处理装置对冷却水进行杀菌净化，将净化后的水资源存储到补水水箱当中，为空调设备持续供应冷却水。在排水管道设计上可大致分为明装和暗装两种类型，明装管道相对而言造价较低且维护方便，而暗装排水管道在抵御结露和自然侵蚀方面的优势较为明显。考虑到建筑对外部美观性的要求较高，因此在排水管道的敷设上应坚持暗敷，将排污管道安装在墙槽和管沟中，保证建筑对排水系统的美观性的要求。

3.3做好管道防腐处理工作

管道防腐一般采用牺牲阳极保护法，阳极固定在管道外壁上，阳极和阴极用环氧树脂或玻璃纤维布包裹，涂漆后覆于管道外壁。该方法是最常用的管道防腐方法。（1）阴极保护与传统的牺牲阳极保护法相比，阴极保护电流密度大，阴极保护电流密度可以达到传统的阴极保护法电流密度的1.5倍以上。阴极保护是一种非破坏性的保护措施，在不损坏设备和建筑物的前提下，可以方便地在设施内安装各种电器设备和管道。阴极保护不需要大型专用设备，便于施工。（2）采用牺牲阳极保护法时，阳极不可能固定在管道外壁上，因此，必须对管道进行防腐处理。阳极采用的是玻璃纤维布包裹，这种方法要求玻璃纤维布经热浸处理后具有良好的绝缘性能和附着力；玻璃纤维布不得与任何带腐蚀性液体接触；当使用含氟、氯等有机溶剂进行防腐时，要用有机溶剂清洗并烘干；玻璃纤维布应采用耐腐蚀布或抗腐蚀布。阳极保护的方法是将阴极保护管埋人管道内，使管道和保护层形成一个整体共同承受外压及电化学腐蚀。阳极保护法常用的阴极材料有金属铝、铝合金或铜料等；金属与非金属结合一般采用不锈钢或陶瓷等金属材料；非金属材料中常用石墨、碳钢、塑料等。涂层涂装方法有两种：阴极保护涂层采用环氧粉末防腐涂料涂覆；阴极保护涂层采用聚乙烯或聚丙烯酸树脂涂料涂覆。

3.4给排水系统试验和验收工作中的要点

（1）要实施通水试验，在排水管道完成后，工程人员需要进行通水试验，在此过程中，灌水的方法是自上而下的方式，试验期间一定要保证管道不会出现堵塞情况，顺利向下流水，这样才能确定管道在安装完成后是否符合标准。结束通水试验后，还可以进行通球试验，相关工作人员将橡皮球放入到管道顶端，了解橡皮球通过管道实际情况，如果橡皮球能够顺利通过，则说明合格，如果发生堵塞情况，则需要检查堵塞位置并及时解决，直到符合标准为止。（2）采用压力试验方法，此项测验方式主要是检测管道接口位置的强度，同时也能够检测管道接口处的严密性。在检测实际压力阶段，需要考虑静压情况，检测最高点的试验压和最低点的试验压。检测期间不能超过管道和阀门的承受能力，除此之外，如果在检测阶段发现接口存在渗漏情况，需要及时标记，解压之后进行科学处理，然后再次检验，直至符合标准为止。

3.5给水系统

（1）自来水系统：由开发区市政给水管网接1条DN800给水引入管供给，水压不小于0.2MPa。进入厂区连成环状管网，环网管径DN400，从环状管网分别接入生产贮水池（7000m3）、消防贮水池（800m3）、生活贮水池（110m），保证厂区用水量3，消耗量为5670m3/d。自来水系统是厂区用水的源头，采用冗余设计，可以有效保证厂区的用水。（2）消防系统采用室外消火栓消防系统、室内消火栓消防系统、室内自动喷水灭火消防系统和灭火器消防系统。设消防贮水池（800m3）一座，位于消防泵房外，由设在水泵房内的室内、外加压泵自消防水池吸水加压供室内、外消火栓用水，厂区消防用水量为40L/s。给水设备故障会造成供水不正常，可导致消防用水无法保障，一旦遇到火灾可加重企业的火灾损失。同时消防水量、水压的设计不充分也可影响到消防用水的需求。（3）项目生产用循环冷却水分为常温循环冷却水系统和工艺设备冷却水系统。常温循环冷却水系统：常温循环冷却水系统为开式循环系统，分为冷冻机冷却水系统和空压机冷却水系统。冷冻机冷却水系统设计流量为5742.4m3/h，设计冷却塔进水温度37℃，出水温度32℃；空压机冷却水系统设计流量为32m3/h，设计冷却塔进水温度47℃，出水温度32℃。经过冷却塔降温后的冷却水，由循环冷却水泵加压，供给冷冻机、空压机，回水再流入冷却塔作下一次循环使用。工艺设备冷却水系统：工艺设备冷却水系统用来冷却工艺设备。工艺设备冷却水系统为闭式循环系统，设计流量为800m3/h，工艺设备冷却水在板式换热器进水温度23℃，出水温度18℃，冷媒为冷冻水，工艺设备冷却水经过板式换热器换热后，由工艺冷却水泵加压，供给工艺设备。为保证工艺设备冷却水进水水温，在循环管路上加设水温控制装置。（4）冷冻水系统：冷冻站系统组成由低温离心式冷水机组、中温离心式冷水机组、冷冻水一次泵、冷冻水二次泵、闭式膨胀罐、加药装置、管道及阀门附件和保温材料等组成。冷冻水系统分为低温系统及中温系统，为闭式循环系统。低温系统冷冻水供/回水温度为5/11℃；中温系统冷冻水供/回水温度为12/18℃。低温离心式冷水机组及中温离心式冷水机组所使用的冷媒均为R134a，其他冷却系统的冷媒用水，且循环使用，不排放，只需补充损耗的水。冷冻水系统为闭式循环系统，在设计时要充分考虑该系统的特点，补水水量和水质是设计时要考虑的重点。

结束语

文章围绕工业厂房给排水设计工作展开，在设计过程中要考虑到工业厂房工程的具体使用场景，确保工业用水、生活用水、消防用水需求的实现，同时要贯彻落实节能环保相关理念。合理合规的给排水设计工作将有助于工业建筑自身发展完善，满足使用需求，保障使用安全。

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