摘要：在工业生产中，给排水管道关系到整个工厂日常生产用水的正常运输。工业工程项目中的给排水管道布置及选材，既要满足国家、地方等的设计规范；也要符合环保、消防、节能等的政府审批要求；同时要考虑采购、施工阶段的可行性及安全性，以及建设单位投资运营的经济合理性及生产运行的有效性；亦要兼顾对厂区美观性的影响，从而全方位地满足工业工程项目各方对给排水管道设计的管道布置及选材要求。随着国家对环境保护的愈发重视，在工业项目的给排水管道布置及选材中也体现了新的设计要求。本文将依托实际工程设计经验，介绍工业给排水管道设计的南北差异，针对不同地区气候、现场条件特点对给排水管道布置安装及选材的主要注意事项和设计要求差异进行相关描述。
关键词：工业；给排水设计；管道布置；环保节能
1引言
要保证工业企业整体的生产环境对生产工艺的运用能实现足够的科学性、安全性和经济性，给排水设计的细节参考必不可少。根据过往的实践经验来进行总结，重视和优化给排水设计的管道布置和选材，有利于降低施工返工率，确保工程项目执行进度，控制环境污染风险，减少工程项目投资及企业运行维护的费用，并增加生产过程的可靠性及有序性，从而消减对企业和社会可能产生的相关消极影响，提供积极保障。接下来就让我们来分别具体研究以上部分的内容。
2工业给水排水管道的设计
2.1工业给水排水管道系统介绍
在工业工程项目中，由给排水专业负责设计的给水管道系统通常有：生活给水管道（含冷热水）、生产给水管道、循环供回水管道、消防水管道。
排水管道系统通常有：生活污废水管道、生产废水管道、初期污染雨水管道、清净雨水管道、消防废水管道。生产废水是没有重金属污染同时水中含盐量大的工业废水。含有重金属或浓物料污染并会对环境产生巨大影响的工业污水需要另外处理，工厂里会设置有专门的工艺污水输送管道，由工艺管道专业负责设计。
生产企业需要在环境保护方面保证管道布置和之后的生产过程严格按照国家颁布的《化工项目环境保护规范》和《石油化工企业环境保护设计规范》等相关具体规定来设计厂区的给水排水管道，提倡建立分质给水，污废分流排水体制来改善给排水系统，以减轻生产过程中所带来的环境污染问题。
2.2工业给水排水管道设计概要
在工业工程项目设计中，通常给排水重力流管线埋地敷设，压力流管线可选择埋地敷设或架空敷设。埋地和架空两种敷设方案各有利弊，根据气候条件、厂区规划、场地条件、介质要求及业主偏好等的差异会不同程度影响敷设方式的使用安排。
由于工业工程项目中的生活水、工业水、循环水、压力流的生产废水通常需供给生产装置内的工艺设备、洗眼器、软管站等设备，或由这些设备产生，与工艺设备及管线统一规划布置并由管道专业主导设计从管廊走线有利于整体的统一协调及美观，且有利于减少专业间协作失误导致的碰撞。因此，这些系统的管线有必要在工程设计初期阶段就根据不同项目的具体情况，对比架空敷设与埋地敷设在环境风险、维护操作、施工方案等各方面的可行性、合理性及经济性，做出优化方案决策。
连续介质且采用架空敷设的，需仔细考虑其防冻方案、排气泄空措施、接点施工可行性及安全预控措施等。另外，从经济性上考虑，一般DN600以上的大口径压力流管道不建议上管廊。
埋地敷设时，需要根据工程项目条件加以分析并选择优化敷设方案。主要影响埋地敷设方案的项目条件有：地管规模、占地空间、气象条件、地勘条件、施工方案等。当地管规模较大，几根管道平行敷设时，除了会频繁相交的不同系统重力流管线需走不同的标高，避免碰撞外，一般采用大开挖形式，采用相同的管底标高，同基坑敷设。当场地用地紧张时，给排水应配合总图研究整体布局，合理预留地管占地，避免增加土建难度。对于进行埋地敷设的给排水管道，需要实地调查并多方了解，确定没有行车路人经过的地面可以采用厚土深埋的形式将排水管道掩埋到地底深处，以这种方式来维护管道不受破坏并且延长排水管道的使用寿命；如果是经常有重物和车辆经过的地面，要采用高硬度的管道材料来进行敷设或者运用特殊材料加强地面坚固程度，用以保护管道并保证其正常的供水或者排水，从而维护生产正常运行。
地管的布置除应满足设计规范要求的基本敷设要求，如满足计算掩埋深度、管线间设计间距要求等，还应与结构、总图等专业密切协调，避免与建构筑物基础梁柱、设备灯具等基础及电缆等的碰撞。对于埋地排水管道，还应做好严格的防渗措施，以免在隐蔽处污染环境。除不锈钢管外，其余钢制管道埋地敷设时需做防腐层。对于埋地焊接管道，设计中还应明确其施工探伤比例，对于未能参加水压试验的金属管道需作100%的探伤，以防施工质量问题导致的漏损。
不管是埋地敷设还是架空敷设，阀门的设置对日常生产操作、维护检修具有重要意义。大部分工业园区管道交叉纵横形成复杂的管道网络，如果前期设计没有仔细研究到位，后期使用过程中的阀门混乱问题就会出现，并造成工业企业的经济损失，因此设计人员在设计过程中应根据实际情况加强分析，要求尽全力编排最适合使用的阀门布局，施工过程应加强检查保证安装完全。
管道布置原则上小管让大管；易弯管道让不易弯管道；电缆线在上，液体管在下；热水管在上，冷水管在下；左右并排敷设时需满足规范对不同介质、不同性质管线的间距要求。
2.3工业给水排水管材选用概要
在管材的选择上，应选择经济可靠、符合规范要求的管材形式，对于新型管材的应用尝试有利于创新推广和技术改进。对于工业工程项目给排水管道，尤其是初期污染雨水系统、消防废水系统及工业污废水系统这些可能受工艺物料污染的的排水管道，管材的选择需注意满足特殊介质可能出现的耐酸耐碱等的输水要求。
在工艺装置等有特殊环境要求的生产区域，管材的选择还应考虑其环境及生产要求，比如接洗眼器的生活给水管倾向选用钢塑复合管或不锈钢管抗腐蚀环境，离地面1m及以下的塑料管线应设防撞柱避免操作中的碰撞，可能造成室外直晒的管线应避免采用易老化易脆的塑料管线等。
钢制管材如普通钢管、镀锌钢管及不锈钢管，塑料管材如HDPE管、UPVC管、PP-R管，复合管如钢丝网骨架塑料复合给水管、钢涂塑、钢衬塑管，大口径用混凝土排水管等依然是工业工程项目给水排水管道系统中最广泛应用的管材。
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3工业给水排水管道的南北差异
3.1南方工业给水排水管道的设计
南方大型工业工程项目全厂总体的压力流管道多采用架空敷设，中小型工业工程项目多采用架空和埋地综合敷设。
我国南方一些城市常年气候条件下不会出现低温的冰冻情况，对于无采暖的建筑物内的管道可根据具体情况省去保温的步骤。对于室外露天管道，仍要考虑极限温度情况下，水管被冰冻、管道被冻裂的可能性，尤其是近年来某些地区存在气象情况变化，气象资料未及时更新的情况。为了保证连续生产和安全，对管道是否采取保温及保温做法应严谨对待。
南方的气候条件下春夏雨水较多，且带有一定的酸性，长期使用的管道受流水冲刷的影响较大，所以平时要注意管道防腐的维护。在南方地区的工业生产中重力流排水管道还需仔细考虑工业园环境气候特点，对今年来的降雨量情况进行分析以便可以对工业园区雨水排水管道进行优化设计。另外，还要注意管径和流量及其所带泥沙之间的相互关系，把雨中所含沙石和流量变化对管道的冲刷影响一同计算清楚并采取相应的防护措施，尽量避免因降水带入泥沙使排水管道的流量流速过大造成长期累积的污染物对管道进行堵塞。
3.2北方工业给水排水管道的设计
我国北方地区冬季的气温低，每年都很容易发生冻害的情况，所以在有条件的情况下需要设计为埋地敷设。北方地区的工业生产的排水管道要埋设在冰冻线以下至少0.15m，以防管道受寒冷天气影响被冻坏。除非当地之前有浅埋经验，或者可以借鉴相似气候条件的地区在采用浅埋排水管的经验，又或者对将来的浅埋已经采取了绝对有保障的措施时，只要满足这三个条件的北方寒冷地区的排水管才可以埋设在冰冻线以上，具体的浅埋深度数值则根据实际可靠经验确定[6]。为给水管道设置的阀门井要求一定要采用保温井盖。如果室内采暖计算温度低于20℃，此时排水检查井的井盖应该采用双层保温井盖，除非当地在以往的历史经验中有不设置双层保温井盖的先例，或者可以参考相似地形气候条件的地区在排水检查井上没有双层保温井盖的经验，又或者对以后在低温下的排水检查已经采取了绝对有保障的措施时，只要满足这三个条件的北方寒冷地区就可以不在排水检查井上采用双层保温井盖。
设计架空敷设管道时还要考虑预设冬季对管道进行保温的措施，必须将架空敷设管道的保温方式和工业园厂区自身原本管道的敷设网络保温方式一起来进行综合考虑。如果当管架上并排敷设有蒸汽管道、气体管道等时这些管道自身是要求采用蒸汽伴热的，那么架空敷设的给水管道尽量也同时采用蒸汽伴热的保温方式。另外也可以给水管道的保温方式也可采用电伴热，但是实际操作中要用到电伴热还是蒸汽伴热需要多方面考虑经济和当地气候环境条件以及厂家生产要求的因素来决定。但是如果必须要用蒸汽式伴热，采用钢衬塑的材料或者经过防腐处理的管道材质可以避免管道受侵蚀和破坏，只是普通的塑料管会比较容易被破坏，所以在这种情况下要注意管道的选材。
北方由于降雨量少，水资源不如南方充沛，因此雨水系统一般采用管沟或管渠的形式，除了污染水必须弃流或处理后再利用，清净雨水应尽量加以收集和循环利用。管沟一般在道路两边做成明沟，厂区对美观和整洁特别有要求时，也可采用暗沟，但需注意增设检维修孔。采用管沟时，其它埋地给排水管线或电力电缆等均需从其下部通过，避免碰撞。
4关于环保节能设计
对厂区的各部分的实际用水情况来进行研究分析，分别采用分区供水和分质给水。分质给水的目的是节约用水，分区给水是为了提高整体水运输的节能效果。
首先分质给水作为城市水系统的补充和延伸，采用集中供水的形式供给地下水资源，生产技术是全封闭式的，同时利用全网水循环的模式，将工厂工作人员饮用水和生活用水、生产用水等用水分开循环利用。并根据生产工艺和水区域水质要求的不同，充分把中水、收集雨水、自来水等不同的水体来进行利用。其次要分别用不同的方式来看待生活用水的给水管道和生产用水的给水管道，并根据不同管道的实施情况来进行调整。给水过程中需要损耗大量的能源来保证运输，而为了降低能源的损耗，生活用水的供给可以利用市政管网的直接供应来减少二次加压，并且如果当生活用水的实际用水量的水压要求比市政管网提供的要更高的时候，需配合使用变频式的调速进行对市政管网的供水进行加压供给，生产用水则通过加压泵来进行加压供给。
5消防系统的基本要求
在现代工厂生产厂区消防给水系统消防设施主要包括室外和室内的消火栓、消防水炮、水泵接合器、自动喷淋和水喷雾灭火设施、气体消防设施及建筑灭火器等几个部分。在大部分的工业企业内，通常会将消防给水系统和厂区的工业生产安排在一起合用一套环状的给水管道。在室内无采暖或采暖实际室温达不到5o时，消防系统多采用电伴热防冻或直接采用干式系统。有一点需要特别注意，北方室内设置的高位消防水箱必须设置在消防水箱间内，采用伴热保温措施以防消防用水结冰。
在气候条件的影响下室外的消防系统存在较大的南北方差异。南方地区采用的是地上式的室外消火栓及水泵结合器；北方地区宜采用地下式的室外消火栓及水泵结合器，而且为了防止结冰还要设置保温井盖。另外，大部分的工业园企业厂区内都设置有干粉灭火器，当北方地区遭遇极端气温低于-20℃时，在室外安置的干粉灭火器要进行保温避免被冻坏而在关键时刻影响使用。
6结语
根据对当地环境详细的考察，将气候气压条件作为管道布置的主要考虑因素，灵活运用科学知识对管道铺设的设计方案进行合理化和提高安全性的完善是重要且必须的。关心工业企业在环保方面是否有将相关措施落到实处，并且用心维护员工在工作环境中的生命财产安全，对厂房的给排水管道的设计进一步加强其安全性也很重要。最后要说的是，在设计中加入更多人性化的因素是工业生产今后的努力方向。
参考文献：
[1]艾青.浅析工业给排水设计中的管道布置及选材[J].城市建设理论研究（电子版），2015-（15）：M10396.
[2]道布置及选材[J].城市建筑，2016，（21）：143.
[3]郝明春.工业给排水设计中的管道布置及选材[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（15）：M9763.
[4]孙娜.工业给排水地下管廊设计浅述[J].工程建设与设计，2014，（03）：65-67.
[5]高原.工业给排水设计中的管道布置及选材分析[J].城市建筑，2016，（30）：154.
[6]潘静.工业建筑给排水设计中的节能技术探讨[J].中国房地产业，2016，（4）：44.
论文作者:姚婷婷
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
标签：管道论文; 给排水论文; 工业论文; 工程项目论文; 排水管道论文; 条件论文; 厂区论文; 《防护工程》2018年第32期论文;