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摘要：在对工业建筑进行给排水和消防系统的设计时，需要根据实际情况对其给排水管道进行合理设置，选择合理材料进行安装，对水源的选择，给水和排水系统的设计上遵循设计要点原则。在消防系统的设计上，根据安全和便于使用的原则，对消防栓、消防水泵、消防阀及消防报警系统的设计上满足使用需求，确保消防系统的实用性和成本性。
关键词：工业建筑；给排水；消防系统；设计要点
1 我国建筑给排水设计的发展
建筑给排水设计人员要摒弃传统的设计理念，积极采用更多的技术和设备，保证建筑功能的正确发挥。建国以来，建筑给排水设计经历了三个阶段。第一是住房卫生技术和设备阶段。此后发展成为独立的学科，即供水排水。二是室内排水阶段。例如，“建筑给排水设计规范”的审批就是一个重要的标志。通过实践检验，积极总结经验教训，最后结合我国住房的实际特点，形成具有特色的建筑供水排水技术体系。最后一个阶段是目前的建筑给排水阶段，在设计和施工上形成了一个独立的体系，在充分总结实际经验的基础上，借鉴国外先进技术。我国建筑给排水技术的迅速发展。
2建筑给排水设计中的常见问题
2.1 建筑给水设计方面
2.1.1给水管道设计不合理
若要确保供水管道在后期使用时有效运作，必须设计合理的供水管道。然而，在实际设计过程中，为了降低成本，厕所和厨房的供水管道很少单独设计，这是发生跑、冒、渗水的主要原因，在很多情况下都有渗漏。
2.1.2 储水装置存在问题
虽然我国对储水装置的质量设计了比较严格的检验标准，但在实际设计过程中仍然存在许多问题，水箱底部往往存在大面积的死水。同时，水箱内的渗水现象也比较常见。
2.2 建筑排水设计方面
2.2.1 排水管道噪声问题
排水管道与供水管道相似。如果设计不合理，在使用过程中也可能发生噪音。从目前的实际情况看，在设计排水管道的过程中，传统的铸铁管道已逐渐淘汰。目前主要使用的是UPVC塑料管道。这些材料的管材在产生比铸铁管材更大的声音的过程中使用，特别是在卧室和客厅的灯光下，建筑物可能进行隔音。在实际使用过程中，排水管道可能产生更明显的噪音，对居民的日常生活和睡眠产生更大的影响。
2.2.2 地漏水封问题
在建筑排水系统的施工或居民在后期改造过程中，往往会出现漏封深度不符合设计要求的情况。其高度不符合我国现行《建筑给水排水设计规范》有关规定的，可能对水封造成损害。一些气味甚至有毒气体从排水管道进入室内后，这不仅会导致室内空气质量下降，严重的情况下还会对人们的健康产生更大的影响。
3建筑给排水系统的设计要点
3.1选择合适的水源
目前我国工业建筑给排水使用的水源主要有自备井供水和市政供水两种方式。市政供水的水压一般为0.15MPa左右，这种水压只能满足工业建筑中普通用水的水压，所以需要用无负压供水设备进行供水。通常情况下市政供水无法达到工业建筑消防系统中的临时高压系统和高压系统，所以泵房和消防水池需要进行单独设计，才能满足整个工业建筑给排水设计的需要。而同样自备井供水要想满足工业建筑用水的需求还要建立水池，根据工业建筑不同区域生产生活的不同用水需求，完善稳压装置和水泵，满足各方面用水的全部需求。
3.2给水系统设计
设计给水系统要求根据企业生产的实际情况区分不同的给水系统，最终实现满足不同用户的不同供水需求的目的，根据压力及水质的要求不同用户使用不同的供水泵进行供水。如果设计给水系统的供水压力出现比实际水压高的情况，那么应采取降低水压的相关操作满足建设中对水的需求。目前主要根据设置水泵的相关参数以及支管减压阀进行水压的控制。在设计给水管道时还要考虑不同材料对供水水压的承受力，设计最符合实际供水水压需求的供水管道材料。
3.3排水系统设计
在工业建筑给排水系统的排水设计时，根据工业企业实际生产过程中产生的废水种类设计相关的排水管道，并选择适合的排水管材，同时选择合适的地点进行污水处理，达标后排放。对含有易燃易爆物质的废水，应设置事故池统一收集，处理无害后才可以排放。设计和选择排水地点时应注意废水对周围环境的二次污染问题，应尽量减少废水造成的二次污染。
4工业建筑消防系统的设计
4.1消防水阀和消防水泵设计
消防水阀在设计时要结合稳定回流的设施设计，在水阀使用之前，应对其进行仔细检查，确保水阀内的压力稳定，使出现火灾时消防水阀能发挥其应有的作用。为保证消防水泵在火灾时的可靠性和适用性，消防水泵房疏散门的设置与水泵房位置的关系极其密切，在设计消防泵房时，当消防泵房在建筑物的首层时，疏散門宜直接通向室外，而当消防泵房位于地下室或者中高层时，设置疏散门时应保证其直通安全出口。同时要保证疏散门是甲级防火门，确保火灾发生时疏散门能有效隔绝火灾的蔓延。
4.2设计消防报警装置
在建筑中发生火灾时第一时间通知外界是确保有人员扑救火灾的重要途径之一，所以消防报警装置也是消防系统设计时的重要组成部分。针对火灾现场的温度、烟气、火焰以及消防管网的压力、流量等进行监控报警，在设计时，将报警阀作为连接消防管网以及水泵的媒介，当管网中的压力以及流量超过预设标准时报警阀会自动启动，而报警阀又与自动喷水系统连接，所以当报警阀启动后喷水系统喷水，达到灭火的最终目的。
4.3消火栓的设计
设计人员在进行消火栓的设计时，应考虑消火栓的压力情况以及布置位置问题。根据不同工业建筑的实际情况全面的考虑消火栓的布置位置，确保其在火灾发生的第一时间能够被找到和使用，同时消火栓的布置位置还应不影响人们的日常活动。而对消防栓压力的设计问题，压力过大会影响灭火活动，压力过小又不能有效控制火势，所以设计人员在设计消火栓的压力时应保证压力不会过大也不会过小，适当的压力才能达到有效灭火的目的。
5设计案例
该项目占地14万平方米，主要建筑物有API厂房（长×宽×高=104×43×23.7）、ISO厂房（长×宽×高=143×36.5×23.5）、公用设施厂房、甲类高架仓库、丙类高架仓库、甲类仓库。
5.1给水系统
由于本项目用水点多而且位置较分散，大多数用水点属于间歇性用水，为保证各用水点用水的可靠性，生产生活供水设备采用微机控制变频调速给水设备。该产品具有高效节能、自动化水平高、运行可靠、操作灵活方便等特点，可通过压力传感器，根据用水量的变化，自动控制多台水泵变频的恒压变量或变压变供水。本系统按3台配套水泵设计，2用1备。
5.2排水系统
5.2.1生产废水排水系统：本项目的生产废水主要来自清洗设备的废水、清洗地面的废水，这些清洗废水中含有各种化学成分，属于化工废水，不能直接排至市政污水管道系统。本项目各建筑单体的生产废水均就近排入生产废水收集池，厂区内共建有6个生产废水收集池，各建筑物的生产废水通过管道排入生产废水收集池，在生产废水收集池内设潜水排污泵，将生产废水提升至污水运输罐外运处理。
5.2.2室内生活排水系统：由于生活排水特别是大便器排水是属瞬时洪峰流态，容易在排水管道中造成较大的压力波动，有可能在水封强度较为薄弱的洗脸盆、地漏等环节造成破坏水封，而相对来说洗涤废水排水属连续流，排水平稳。为防止窜臭味，同时为了提高化粪池对粪便污水的处理效果，减小化粪池容积，各建筑物内的生活污水与生活废水采用分流制排水系统。生活废水通过管道收集排入室外生活污水检查井，粪便污水通过管道收集进入化粪池，经化粪池初步处理后排入室外生活排水检查井。
5.3消防系统
5.3.1消火栓系统：消火栓系统包括室内消火栓系统和室外消火栓系统。
（1）室内消火栓系统：本厂除高架仓库外的建筑物室内消火栓充实水柱长度为10米，同时使用两支水枪，室内消火栓系统流量为10升/秒，火灾延续时间为3小时，室内消防用水量为108立方米。高架仓库室内消火栓充实水柱长度为13米，同时使用两支水枪，室内消火栓系统流量为15.4升/秒，火灾延续时间为3小时，室内消防用水量为166立方米。各建筑单体均设置室内消火栓，各建筑物屋顶均设有检查和试验用的消火栓。各建筑单体内室内消火栓管道布置成环状，室内消火栓环状管道采用阀门分成若干独立段。
（2）室外消火栓系统：本厂室外消火栓流量为45升/秒。室内消火栓系统与室外消火栓系统在室外合用消防管道。室外消防管道输送消防流量为55升/秒。在计算水压时，采用喷嘴口径19毫米的水枪和直径65毫米、长度120米的衬胶消防水带的参数，每支水枪的计算流量为5升/秒，室外消防管道的设计流速不大于2.5米/秒。室外消防管道室外消火栓管道布置成环状，向室外环状消防管道输水的进水管有2条，当其中一条发生故障时，另一条进水管能满足消防用水总量的供给要求。
5.3.2室内低倍数泡沫栓系统：室内泡沫栓系统设在API厂房、ISO厂房及甲类仓库内。API厂房、ISO厂房采用压力式泡沫比例混合装置供给泡沫混合液，压力式泡沫比例混合装置分别就近设在厂房外。泡沫混合液供给强度为12升/分钟·米2，泡沫混合液供给时间为40分钟，作用面积为400米2。每个泡沫栓箱内配两个DN65的泡沫栓口、两条直径DN65毫米的衬胶水龙带、两支PQ8泡沫枪。布置泡沫栓箱位置时保证每400米2内泡沫混合液供给强度达到12升/分钟·米2。室内泡沫栓管道布置原则同室内消火栓管道。
5.3.3低倍數泡沫喷淋灭火系统：低倍数泡沫喷淋灭火系统设在甲类高架仓库。甲类高架仓库占地1720平方米，高23米，采用轨式巷道堆垛机存取货物。仓库利用防火墙将仓库分成4间仓库，其中三间常温仓库面积分别为490平方米，另一间低温仓库（-25度以下）面积为250平方米。三间常温仓库内设低倍数泡沫喷淋灭火系统。每间仓库内设两组单排货架，两组货架分别靠墙设置，两排货架之间为有轨式巷道堆垛机的通道。每排货架高约22m，每排货架可放置12层货物，两层货架之间的高度为1.5m、1.8m、1.905m、2.15m不等，单元托盘货物尺寸为：长×宽×高=1.32×1.32×1.25/1.5m。在每间仓库的货架内设喷头，每隔两层货架设一层喷头，每排货架共设6层喷头，保护面积按6层喷头所能覆盖的面积的总和。每个防火分区分为12个喷淋区，一个雨淋阀控制一个喷淋区，一个喷淋区包括两排货架的6层喷头，发生火灾时，一个喷淋区的6层喷头同时喷泡沫灭火。最不利情况按有3个喷淋区同时作用，3个喷淋区的6层喷头覆盖的最大面积约600m2。泡沫混合液强度为12升/分·平方米，作用时间30分钟，设计泡沫混合液流量为120升/秒，一次灭火需6%抗溶性泡沫液约15立方米，采用平衡式泡沫比例混合装置供给泡沫混合液。
5.3.4自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统设在丙类固体仓库内。丙类仓库属于高架仓库，仓库净高不超过12米，最大储物高度不超过10米。由于仓库火灾蔓延迅速，不易扑救，容易造成重大损失。本仓库自动喷水灭火系统采用ESFR喷头，这种喷头属于快速响应早期抑制喷头，火灾时响应迅速，快速喷出大量水流扑灭火灾。最不利喷头工作压力设计为0.5MPa，喷头系数为200，单个喷头流量为7.45升/秒。按12个喷头同时喷水设计喷淋系统供水流量。
6结论
在对工业建筑给水设计时，要保证各楼层的用水需求，对排水设计时，应设立不同的管道，来将普通用水与废弃用水的排污管道分开设计，并对管道的部分位置进行处理；在对消防系统设计时，要秉持方便性以及安全性的原则，对消防栓位置和消防栓自身压力进行严格设计。
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