刁家勇

南京工大膜工程設(shè)計研究院有限公司（210000）

0 引言

工業(yè)廠房不同功能區(qū)域的給排水需求各異，對水質(zhì)、供水壓力和流量及排水管網(wǎng)的瞬時最大流量、污水處理設(shè)施的要求各不相同。加之工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的布局和生產(chǎn)工藝流程的復(fù)雜性，使得給排水系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量不僅影響用水體驗，而且關(guān)系到生產(chǎn)效率和設(shè)備、設(shè)施安全。

1 工業(yè)廠房給排水系統(tǒng)的設(shè)計原則

工業(yè)廠房通常包含生產(chǎn)、辦公與員工生活等不同功能區(qū)域，其給水系統(tǒng)需要滿足生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生、生活、消防設(shè)施的用水需求，而且水質(zhì)、水溫和水壓都必須符合相關(guān)設(shè)計標準。所以，在設(shè)計時需要精確計算和評估給水管網(wǎng)不同部分的流量等參數(shù)，結(jié)合周邊市政給水設(shè)施的布局，合理布置引水管、科學(xué)規(guī)劃給水管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)；而排水系統(tǒng)的設(shè)計重點是防止排放超標，結(jié)合現(xiàn)場勘察和甲方提供的資料，對雨水口、室內(nèi)地面排水口進行合理布置，在保障排水順暢的同時設(shè)計必要的沉淀池等處理設(shè)施。

2 常見設(shè)計缺陷及其影響

2.1 雨水收集與排放系統(tǒng)

雨水收集和排放系統(tǒng)的設(shè)計需要基于對現(xiàn)場地勢的勘察，結(jié)合建筑屋面的結(jié)構(gòu)特點以及當?shù)氐慕邓?guī)律，合理布置地面雨水口、屋面雨水收集和排水管網(wǎng)。在設(shè)計實踐中，地面雨水口布置不合理的問題比較常見，在雨季時常導(dǎo)致廠區(qū)積水，對生產(chǎn)活動和員工的生活均有不利影響。而工業(yè)廠房的屋面通常面積較大，所以，在短時雨量較大時，雨水徑流的流量比較可觀，需要利用屋面坡度和在屋面最低點設(shè)置的天溝將雨水導(dǎo)入排水管，再匯入沉淀池初步凈化。但部分工業(yè)廠房屋面雨水收集和排放系統(tǒng)在屋面雨水口的細節(jié)設(shè)計方面存在缺陷，體現(xiàn)為屋面雨水口布置沒有考慮短時強降雨帶來的雜物、漩渦等問題，導(dǎo)致排水立管受到較大沖擊，并且在雨量偏大時無法順利排除屋面雨水，使得排水管使用壽命下降，而且易出現(xiàn)屋面雨水口附近滲漏問題。

2.2 生產(chǎn)區(qū)域的地面排水口

工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)域通常沒有地面排水需求，因而大多數(shù)給排水系統(tǒng)設(shè)計也忽略了車間等生產(chǎn)區(qū)域的排水口設(shè)置[1]。而這一細節(jié)處理非常不利于企業(yè)應(yīng)對各種意外狀況，如當因液體工藝原料泄露而需要沖洗地面時，地面的積水只能人工或借助衛(wèi)生間內(nèi)的地漏排除。此外，在預(yù)留了生產(chǎn)區(qū)域排水口的情況下，也有部分設(shè)計方案沒有考慮工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中地面油污、雜質(zhì)較多的情況，使得局部管網(wǎng)易發(fā)生堵塞問題，影響正常生產(chǎn)活動且增加了企業(yè)排水系統(tǒng)的維護成本。

2.3 引水管與計量裝置的布置

工業(yè)廠房各類設(shè)施的空間分部范圍較廣，所以引水管的合理布置事關(guān)供水壓力的穩(wěn)定性和給水管網(wǎng)的能耗，這一細節(jié)的設(shè)計中易出現(xiàn)的問題是因布局不合理而造成不必要的水頭損失。計量裝置的設(shè)計中易出現(xiàn)的問題通常是只考慮了企業(yè)的總用水量，而沒有在廠區(qū)內(nèi)的各個相對獨立的建筑物或不同功能區(qū)域設(shè)置水表[2]。此類設(shè)計缺陷不利于企業(yè)從節(jié)能和控制成本的視角掌握不同運營環(huán)節(jié)的用水狀況，無法滿足現(xiàn)代企業(yè)的成本分析和控制需求。

2.4 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式及布局

工業(yè)廠房的構(gòu)建筑物內(nèi)外空間和地下管網(wǎng)密布，電力、暖通和各種工藝管線與給排水管網(wǎng)之間必須保持規(guī)范化的距離，而且空間位置關(guān)系也要符合相關(guān)設(shè)計標準。而在給排水系統(tǒng)的設(shè)計中，由于對其它專業(yè)管線及市政給排水系統(tǒng)的布局了解不夠深入，加之廠房自身給排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，時常出現(xiàn)管線空間位置相互干涉、交叉和轉(zhuǎn)彎半徑不符合設(shè)計標準等問題，使得給排水系統(tǒng)施工無法順利完成，并且因設(shè)計變更而導(dǎo)致施工企業(yè)的安裝成本上升。

3 設(shè)計細節(jié)的優(yōu)化策略

3.1 屋面雨水收集與排放系統(tǒng)

為了解決屋面雨水收集和排放系統(tǒng)的滲漏、排放能力不足和使用壽命達不到預(yù)期問題，首先，要根據(jù)屋面有效匯水面積和當?shù)貧庀笥涗浿械亩虝r最大雨量，對工業(yè)廠房的屋面雨水最大瞬時流量進行精確計算，并且綜合考慮雨水中的雜質(zhì)對排水流速和流量的影響，確定排水管口徑、雨水口數(shù)量等參數(shù)；其次，為了保障屋面雨水經(jīng)天溝順暢地匯入排水管，要在雨水口加裝具有分離雜物和整流作用的水斗，以保持水位和排水管中水壓的穩(wěn)定，降低雨水的沖擊作用；此外，在廠區(qū)室外地面雨水口設(shè)計中，要結(jié)合地形地貌優(yōu)化其布局，以減少雨水徑流對地面的沖刷、避免出現(xiàn)積水為原則，設(shè)置足夠數(shù)量的雨水口。

3.2 生產(chǎn)區(qū)域的地面排水口

在設(shè)計生產(chǎn)區(qū)域地面排水口時，必須要對廠房內(nèi)的設(shè)施、設(shè)備布局和企業(yè)的生產(chǎn)工藝特點有所了解，并且通過與甲方人員溝通來了解特定區(qū)域或車間內(nèi)的潛在用水、排水需求，從而在必要的地點設(shè)置排水口和相應(yīng)的地下排水管道，以應(yīng)對特殊情況下的排水需求和保障設(shè)備安全[3]。此外，要兼顧生產(chǎn)區(qū)域地面油污等污染物多的特點，在地下排水系統(tǒng)中設(shè)置沉淀池等處理設(shè)施，保障生產(chǎn)區(qū)域地面的污水在達到排放標準后匯入排水管網(wǎng)。

3.3 引水管與計量裝置的布置

在規(guī)劃設(shè)計工業(yè)廠房的給水系統(tǒng)時，引水管的布置既要考慮給水系統(tǒng)水壓的穩(wěn)定性和節(jié)能要求，又要了解周邊市政供水管道的分布，這樣才能在保障用水需求的基礎(chǔ)上保證設(shè)計方案的經(jīng)濟性。原則上引水管盡可能設(shè)置在工業(yè)廠房用水量最大的節(jié)點處[4]。當相應(yīng)區(qū)域存在較多用水量大且不確定性強的用水設(shè)施時，引水管接入口應(yīng)盡量設(shè)于中心位置，并且在出水不穩(wěn)定的局部加裝防逆流裝置。而針對企業(yè)成本分析和控制的需求，要根據(jù)需要在車間、特定區(qū)域的總給水管上設(shè)置計量裝置。

3.4 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式及布局優(yōu)化

為了避免在施工中出現(xiàn)給排水管網(wǎng)與工業(yè)廠房其它管線的交叉或干擾問題，可以運用BIM等計算機軟件對施工過程進行檢驗或模擬，直觀了解不同專業(yè)管線設(shè)計方案之間是否存在矛盾，從而對給排水管道及其附件的空間位置進行優(yōu)化。此外，在管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，要結(jié)合廠房內(nèi)淋浴間、廚房等區(qū)域的冷熱水用水特點，盡量采用環(huán)網(wǎng)給水方式，以保障出水溫度的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

鑒于工業(yè)企業(yè)用水和排水需求的多樣性，在設(shè)計工業(yè)廠房的給排水系統(tǒng)時，必須根據(jù)現(xiàn)場情況、建筑物的特點和使用方的需求，對細節(jié)問題考慮周詳并加以優(yōu)化，在滿足工業(yè)廠房不同區(qū)域給排水需求的同時，兼顧節(jié)能環(huán)保需要。