工业建筑给排水设计思路与要点探讨

摘要：与民用建筑相比，工业建筑给排水设计对给排水功能、水质、水温的要求更为复杂，相应设计要求更高、难度更大。基于此，本文首先分析工业建筑给排水特点，然后详细探讨工业建筑给排水设计思路，最后围绕具体案例阐述工业建筑给排水设计要点，以期可为类似工程提供有价值的参考。

关键词：工业建筑；给排水特点；设计思路；设计要点

我国是工业大国，工业建筑给排水系统设计的科学性、合理性以及其节水、节能、环保是确保生产工作顺利开展的重要保障。为保障工业建筑安全、可靠运行，必须结合实际生产工艺布局做好给排水设计，这也是本文研究的重点。

一、工业建筑给排水特点

（一）工业用水范围广

工业建筑用水包括厂房内工艺设备生产用水，办公区域、食堂、卫生间以及浴室等生活用水。

（二）工业用水量大

我国工业用水在社会总水量中的占比约为1/10，随着工业化的发展，工业用水量将持续增加，发达国家的工业用水占比达到30%～50%。

（三）工业企业供、排水平衡及废水排放要求严格

对于生产企业而言，供、排水平衡是重要的指标。

（四）屋面面积及雨水排水量大

厂房、仓库等建筑往往屋面面积大、屋面坡度大，合理选择重力流雨水排水系统、虹吸雨水排水系统，会直接影响厂房、仓库的排水效果及其使用。

（五）消防系统复杂

工业建筑尤其是厂房、仓库、储罐区等建筑，往往建筑空间大且工艺布局复杂，必须严格按照相关规范选择合适的消防灭火系统，确保工业建筑使用安全。

二、工业建筑给排水设计思路

（一）方案阶段

1.收集资料

（1）厂区周边市政给排水管网资料，如果是单体建筑，应收集项目所在厂区（或工业园区）的给排水及消防资料，含市政给水系统的供水水压、管径，市政为本项目预留或允许开口的位置、管径；市政雨、污水管的管径、位置、埋深，市政为本工程预留或允许接入的检查井位置、管径、埋深。

（2）项目的环评报告、安评报告，当地市政部门对项目建设的要求：雨水收集利用，再生能源的利用以及地方政策、标准、法规等。

（3）建设方对给排水设计的特殊要求，没有特意提出时，应主动沟通了解。

2.给水方案

厂区给水方案确定，要充分利用市政供水水压，合理利用工业废热、余热，充分了解当地的自然气候条件、合理利用再生能源。

各站房的建设，可集中，也可分散，一定要根据工艺需求、厂区总图平面布局、建设方的要求综合比较确定，在满足建设方要求的同时，一定要做到合理、合规。

3.排水方案

（1）雨、污分流，废、污分流。一个厂区，原则上市政只允许一个污水排出口，可有多个雨水排出口，雨水一般就近排入市政雨水口，少数地方对工业用地没有海绵城市设计要求，但建筑给排水与节水通用规范有强制要求，设计前一定要落实。

（2）工业建筑的厂区，一般都会产生生产废水，但生产废水是否需要特殊处理达标后再排放，应根据生产废水的性质决定，一般在环评报告中有要求。生产废水是集中处理或分散处理，要根据技术经济比较确定。

4.消防方案

（1）工业厂区一般建议采用室内外消火栓合用一套环状给水管网，由消火栓泵统一加压供水（室外消火栓系统由有二路市政供水水源直接供水系统除外），厂区内也有可能有高层建筑，建议采用室外与多层建筑室内外共用消防泵，高层建筑室内单独设消火栓泵；也可以室内、外分别设消火栓泵。

（2）自喷系统方面厂区集中环状管网供水（只有一处、且只有一套湿式报警阀组除外），由自喷泵集中加压供水，湿式报警阀组分别设置在各建筑物的报警阀组间。不要把报警阀集中设在消防水泵房内（除报警阀组在2组以下的情况除外）。

（二）施工图阶段

1.给水系统

（1）分质、分流供水

生产、生活供水尽量做到分系统供水，可在厂房总入口入户后分开设置，避免生活饮用水被污染。应按照使用用途、付费或管理单元，分项、分级安装满足使用需求的计量装置，并尽量做到能源计量设施直接在厂区能源中心显示、监控。

（2）生活冷热水系统

生活冷热水系统应做到冷热水分区相同，或供水水压接近，尽量做到冷热水供水水压平衡。一般采用上行下给、总供水管设减压稳压阀。

（3）热水系统

热源应尽量采用工业余热回收、可再生能源利用，避免采用燃油、电直接加热，但余热回收应综合考虑可行性与经济节能。例如，厂房的生活洗手间中，只有洗手盆需要热水，采用热回收或集中供热就显得不合算。同时，需要注意热水管网的循环供水、热水系统的控制、安全、热水系统的杀菌、消毒。

（4）循环冷却供回水系统

在工业项目中，设备需要的冷却水一般采用循环冷却供水。循环系统的选择，主要根据被冷却设备出水有压或无压，还要综合考虑进出水温度、水质等因素，决定供回水系统设置的选择。

工业设备需要的冷却水对水质一般都有特殊要求：采用软化水或纯水，采用闭式系统、闭式冷却塔；空压机、空调冷水机组需要的冷却水对水质无特殊要求，一般采用开式系统、开式冷却塔。

冷却系统的补水或应急补水：闭式系统内循环部分采用软化水或纯水，闭式系统外循环部分补水和开式系统补水一般采用自来水或中水。

循环水系统设计，需要注意冷却塔补水的计量、补水水质防污及确保循环水质等内容。

2.排水系统

（1）厂区室内外排水系统的选择

雨污分流、废污分流、重力流、压力流，在满足规范的同时，也应遵守地方法则。

（2）排水系统设计注意事项

第一，厂房面积大，有时生产重力排水管道距离长，一定要按规范设清扫口、注意避开穿越建筑伸缩缝、设备基础，确实难以避免时应采取相应措施。

第二，厂房生产废水的收集，常设地沟排水，注意地沟排水管在与室外排水系统连接处，应设存水弯或水封井，特别是对环境要求较高的工作场所。

第三，厂房内的排水应按不同的污水性质分设排水系统，特别是需要特殊处理的工业废水，分区按不同的性质统一收集，分重力或压力排至厂区废水处理站。

第四，工业厂房屋面汇水面积大，雨水天沟大小一定要经计算后，反提给建筑结构，建议最小天沟尺寸不小于500mm（宽）×300mm（深），特别是天沟深度既要确保雨水斗的斗前水深，又要避免雨水系统的溢流口设置过高，避免影响结构安全。

3.消防系统

（1）消火栓系统

按规范超300m2、不是可燃物较少的丁戊类厂房，均应设置室内消火栓，消火栓是基本的灭火设施，不设室内消火栓，也宜设置消防软转盘或轻便消防水龙。

消火栓系统的注意事项包括：

第一，厂区消防集中加压，相对较近、楼层较低的建筑，消火栓动压远远超压，建议总进口设减压阀，不要整栋厂房都采用减压稳压消火栓。

第二，厂房，尤其是单层厂房，消火栓的布置应注意保护同一处火灾的二具消火栓间距不应大于30m。消火栓设置位置尽量布置在房间门外，不要布置在房间内。对于不宜进水管的房间，当消火栓设置在门外、其保护距离超规范，建议要求建筑增设房间门或在消火栓布置处开洞口（火灾时消火栓从洞口拖入房间灭火），或在房间内按规范设置消火栓、采用干式系统，在供水管道上设置电动控制阀；人员无法进出的堆垛房（类似粮食仓库）可以不设室内消火栓，只在室外设置消火栓。

第三，在消防水泵房的布置方面，当设置二座或二格独立使用的消防水池时，消防水泵吸水管设吸水母管，笔者认为消防泵不一定要错位布置，吸水母管上的检修阀、水池连通管可取消。

（2）自动灭火系统

自动灭火系统设计应按建筑设计防火规范、行业设计规范，具体项目具体对待。自动灭火系统的注意事项包括：

第一，消防泵的流量和扬程计算不一定按同一栋建筑计算，有可能流量按一次火灾消防用水量最大的建筑选取。

第二，当消火栓、自动喷水灭火系统、自动跟踪定位射流灭火系统共用消防稳压设备时，稳压泵压力应满足自动跟踪定位射流系统最不利点灭火装置的设计工作压力，建议自动跟踪定位射流灭火系统单独设置消防稳压设备。

第三，厂区集中消防加压的自喷系统与自动跟踪定位射流灭火系统一般是共用消防泵，设计选型射流灭火设备、其额定工作压力，应根据水泵扬程沿路顺推到射流系统最不利点处的压力确定工作压力及保护半径，然后布置射流装置。

第四，甲乙类严重危险级Ⅱ级的火灾场所、火灾蔓延快，采取标准自动喷水灭火系统不能及时开放灭火，应采用雨淋系统，例如，涂装车间的油漆工段、有色金属厂房的喷雾大厅等场所。

三、实例探析工业建筑给排水设计要点

（一）项目概况

本项目为某电子产品生产厂区，总用地面积38.4万m2，总建筑面积75.7万m2。主厂房总建筑面积39万m2，建筑高度40.2m，属于丙类高层厂房，项目主要生产工艺包括阵列工程、有机蒸镀工程以及模组工程；其他配套厂房均为单层丁类，配套建筑有多层办公楼、食堂、综合动力站房、污水处理站等辅助用房及门卫。

（二）给排水设计要点

1.水源及厂区给水系统

本项目厂区设计由市政接入2路DN400自来水引入管、市政供水水压0.2MPa，全厂日用水量2.5万m3/d；为缓解市政给水不足的问题，一期建设一座8000m3的生产水池。室外给水管网设计：室外消防给水与生产生活合用供水管网、管径DN250、环状，生产贮水池单独从市政引入口分别设1条DN400给水主管为水池独立补水。设计节水管理计量网络，厂区工艺、设备以及生活用水分开计量，实现多级管理；通过自动传输采集系统，实现实时用水监控与管理。

2.生活加压给水系统

本项目利用市政水压直接供－1/1层生活、生产用水，2层及以上生活用水设一套食品级不锈钢水箱+变频给水泵组联合供水：Q=150m3/h、H=0.5MPa，泵2用1备。

3.生产加压给水系统

本项目生产用水，设计按不同用途及水压配置3套不锈钢水箱+变频给水泵组：第一套供纯水制备系统原水，Q=1000m3/h，H=0.45MPa，泵4用1备；第二套供屋面冷却塔、PCW、Localscrubber应急补水，Q=600m3/h，H=0.3MPa，泵3用1备；第三套供屋面洗涤塔应急补水，Q=40m3/h，H=0.3MPa，泵1用1备。

4.中水系统

本项目产生的中水水量大，设计考虑回收利用。其中，纯水制备时产生的RO浓水、纯水系统杂排及空调冷凝水、废水站MBR出水等，收集后设置2套变频中水给水系统：第一套供冷却塔补水、LocalScrubber补水，Q=600m3/h，H=0.3MPa，泵3用1备；第二套供屋顶洗涤塔补水，Q=40m3/h，H=0.3MPa，泵1用1备。

5.循环冷却水系统

本项目循环冷却水总量4.75万m3/h，因冷却水对水质无特殊要求，设计选用方形开式逆流工业冷却塔，共计配置16台，单台冷却塔流量3000m3/h，设置在动力站屋面，循环系统根据不同的使用压力及温度要求，共设3套独立供回水系统，每套系统采取母管供水、多路回水，以确保配水均衡及冷却效果。补水采用中水、自来水，在冷却循环系统控制设计时，根据供水温度高低控制冷却塔的风机开、停或冷却塔风机高、低速运转。

6.生活污水系统

本项目排水主要分为生活污（废）水、生产废水两大类。厂区室外设计为雨污分流，室内生活排水污废合流。与环保局沟通后，设计2个生活污水排放口，就近重力流排放，生活污水采取格栅沉砂池处理方法，厨房污水采取油水分离器处理，处理达标后可排入市政污水管网。

7.雨水

本项目设雨水控制与利用设施。屋面雨水采取重力流与虹吸流相结合的排水方式，排至建筑周边雨水明沟、以溢流的形式进下沉式绿地，厂区的雨水口设置在雨水控制利用设施的末端，以溢流形式排放。设计6个雨水总出口，每个出口前设闸槽井，并设置pH计。一旦废水泄漏进雨水管网，pH计联动关闭闸板阀，井内应急泵启动排至废水站事故水池。

8.生产废水系统

本项目生产废水类型众多，包括酸碱废水、有机废水、含磷/银废水、含氟废水、MAH废以及剥离废水等，废水分不同种类、分系统经重力或压力管道送至废水处理站。其中，含银废水采用车间树脂吸附装置进行处理，然后进入废水处理站，部分进入中水系统；其他废水预处理后排至市政污水管网。厂区设1个DN600生产废水排口与废水监测井，并设1座2000m3有机应急水池、1座2000m3无机应急水池。

9.消防给水系统

本项目室内消火栓与自喷系统为临时高压给水系统，消防水源为市政自来水，厂区设集中消防水池（与生产水池合建，其中贮存1000m3平时不被动用消防水）及消防泵房；消火栓及自喷设各自独立供水系统；主厂房屋顶设置18m3高位消防水箱及消防稳压设备；室内消火栓、自喷系统管道自消防泵房引出，呈环状埋设在室外，各栋自环状管网引水。

四、结语

综上所述，合理设计给排水及消防系统十分关键。在工业建筑给排水设计过程中，必须根据项目实况，选择合理的供水方案、消防给水系统和生活污水、生产废水及雨水排水系统，确保生产安全、环保、经济。

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作者简介：李泽光（1971），男，湖南省岳阳市人，本科，高级工程师，从事给排水设计工作。