贵阳铝镁设计研究院有限公司 贵阳 550081
摘要：铝厂厂区建设中给排水管网的设计是一个非常重要组成部分，对于工厂的正常运转、安全生产、环保节能、厂区空间的有效利用等都有着很大的影响。如果想要设计科学的、安全的给排水管网，就需要对铝厂厂区基网进行科学的研究与设计。
本文就铝厂厂区给排水管网优化设计中的三个问题：给排水管网设计前的准备、给排水管网的单项设计、给排水管网的综合设计进行了探索与研究，希望能为同行对这方面的研究与设计提供一些可供参考建议与看法。
关键词：铝厂；厂区；给排水管网；优化；设计
Abstract: The designing of water supply and drainage pipeline network is an essential part in building an aluminum plant area. It affects greatly on the normal operation of the plant, safe producing, environment protection, energy saving and efficient using of the plant space. In order to design a scientific and secure water supply and drainage pipeline network, a scientific research and plan on the base network of the aluminum plant is necessary.
This paper has explored and studied three factors in optimizing the design for water supply and drainage pipeline network, with the hope to provide colleagues with suggestions and viewpoints for reference. The three factors are preparations for the designing of water supply and drainage pipeline network, individual design of water supply and drainage pipeline network and comprehensive designs of water supply and drainage pipeline network.
Key words: an aluminum plant, an aluminum plant area; water supply and drainage pipeline network; optimize; design
给排水管网工程对于铝厂来说起着保障工厂顺利运行、安全生产的重要作用，是铝厂生产中不可缺少的一个重要组成部分。一般来说大部分的给排水管线都埋在地下，如果一旦发生问题，不仅会影响工厂的正常运行，甚至会造成火灾或者爆炸，而且对于后期的维修工作也比较困难，持续的时间比较长。所以，铝厂给排水管网设计师一定要全方位的、全过程的保证安全以及工厂正常生产的需求。在建设过程中，应当严格按照设计图纸来进行，争取做到少更改甚至零更改。
一、给排水管网设计前的准备
给排水管网的布置不仅是一项系统工程，而且还是一项很重要的安全工程和要求很高的科学工程。在进行设计的时候，应充分做好前期的相关准备工作：
1、给排水设计三了解
了解国家相关标准与规范。给排水管网的设计与施工，必须严格遵照国家的相关标准和规范执行。如：中华人民共和国国家标准GB系列的《室外给水设计规范》GB50013、《室外排水设计规范》GB50014、《建筑中水设计标准》GB50336、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974、《建筑给水排水设计规范》GB50015、《城市工程管线综合规划规范》GB50289、《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB50032等及相关的行业或地方设计标准与规范要求。一般来说这些标准和规范与时俱进，每隔一段时间总有更新的，因此，应该及时了解及时遵照新标准和新规范要求进行设计与施工。
了解地质地形及水资源。首先，要了解铝厂所在地大环境的地质、地形、气候及厂区周围的具体地质和地形等环境的特点；其次，要了解该地区的水质运行管理规程的具体情况和要求等，还要考虑如何有效利用水资源、节约用水和防止水资源的危机等。第三，还需了解厂区及周边水资源情况，包括厂区周围的给排水管网分布，如果厂区周围没有供水的话，就需要考虑在厂区内打井或设置其他给水装置。
了解厂区给排水供需状况。铝厂在正常运转中所需室外给排水种类较多，如：生产给水、生活给水、生产污水、生活污水、消防用水、雨水管道、循环热冷水管道等，具体所需种类、需求容量及要求，甚至使用的材料、材质等等。对厂区工业用水、循环水、污水、雨水等的排放管道的连接位置及标高的了解掌握。在设计前一定要进行大量数据的分析，然后进行实地勘测以及结合总图的工作。再有，就是要对铝厂内排水装置进行充足的设置，这样就算是出现排水量增加，也不会出现无法排水等其他问题。
2、新老管网对接三注意
工作中我们碰到已建铝厂的改建、扩建项目在不断的增加。这些已建铝厂与改建、扩建项目之间存在着许多复杂的管线道路问题。在改建、扩建期间为保证老厂区生产能够顺利的运行，在进行管道设计之前，一定要对原有的管网线分布状况进行充分的了解，才能实现新老对接一次完成。因此要特别注意以下几点：
一是，注意原市政给排水管网与老厂区管网对接的情况，对接水管的位置、压力、标高等，注意做好原市政管网、老厂区管网与新的改建、扩建管网的对接准备等。
二是，注意对老厂区管网给排水量统计了解，在改建、扩建前要对工厂（含新老管网）所需的用水量及排水量进行详细的统计，通过计算来确定新建管网的大小、多少等。
三是，注意老厂区给排水管网中工业用水与生活用水的区分与处理，尤其要注意厂区内老生活用水的安全，同时还要考虑新老厂区的生活用水量等问题。
3、给排水管网布置三选取
在铝厂给排水管网布置时，需要了解厂区周边的整个专业管网的分布，这些专业管网包括管线的类型、管线压力、防腐和保温情况等。就目前的情况来说，铝厂的管线设置主要分为以下三种：
一是，常规敷设。一般来说，老厂区内都设置有绿化带的区域，可以把一些管道线路直接布置在绿化带下面，重力流管道和压力流管道应该平行设置，这种设置方式通常称为常规敷设。
二是，架空布置。一些老厂区的占地面积相对比较小，设置管道的区域比较紧张，这时就可以设置架空管道。这种设置方法最大的好处就是节约空间，能够提高空间的利用率。但是在进行架空管道设置的时候要注意，最重要的就是要设置好各个支架、做好管位的布置，而且要对管道的防腐工作格外关注。
三是，综合管沟。这种布置方法的最大优点就是节约空间，顶部可以兼做道路，便于检修。但是这种方式最大的缺点就是投资成本比较高，而且对于管线的防火、通风和排水的设置也比较复杂。所以如果想要采取这种方法，就需要把各个管网系统之间做一个很好的、充分的综合协调利用。
二、给排水管网的单项设计
给排水管网的单项设计相对来说较为简单和容易，但也要注意以下三个方面：
1、给水管网的布置
在对铝厂厂区的给水管网进行具体布置的时候。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先，要结合实际的情况和业主需求确定给水管的安装方式；还有就是厂区内的给水，需要结合实际情况再加以分析，如果市政的供水足够工厂的使用的话，就不需要再由工厂自身存储和加压，这样也能够实现节能、经济的效果。但是，如果工厂的生活用水也使用的是市政供水的话，就需要对这个水进行消毒处理，并且要防止用水倒流的情况。
2、排水管网的布置
在对铝厂厂区的排水管网进行具体布置的时候，首先要对厂区设置的道路、绿化带、建筑物的外观以及管道的整体设计等情况进行充分的了解熟悉，根据这些情况来进行合理的排水管网布置。污水井应该就近设置，这样做是为了防止排水管出现堵塞的问题。
其次，是对排水管网中的雨水管网的设计，要考虑当地降雨的暴雨强度等实际情况来进行设计，按照当地的年降水量和暴雨强度公式进行分析计算，确定适当的雨排水管道管径。
第三，铝厂厂区内废水管的布置，要结合铝厂厂区生产废水的排放情况，如果铝厂厂区产生的废水量比较大，种类也比较多并且排水标高不允许的话，就可以采用压力流排出；如果铝厂厂区的废水种类少，排量也比较小且标高合适的话，就可以采用重力流的方式来解决。
3、消防管、废水管的布置
铝厂厂区内的消防管的布置分为两种情况：一是，市政部门的给水能够满足消防管的需求，那就可以把消防管布置与市政管网成环形。二是，市政部门的给水无法满足厂区消防的要求，这种情况铝厂内部就要布置相对应的消防水池及消防泵站，以防止出现紧急情况时，无法供给足够的消防水量和水压。
总体上说，给排水管网的单项设计，要充分注意各种管网自身的功能特点与周边环境的考虑。如，在厂区内的道路下布置管网时要注意管网线路与路面道路的关系，一般情况下污水管的管道都放置在车行道下面。但是，近些年来铝厂厂区的发展迅速，导致很多车辆特别是重载车辆频繁的往来进出，如果仍把污水管道放置在车行道下，就需要注意井盖和检查井的经常性检查和承重设计，防止出现井盖和检查井被压坏的情况。
还有就是要注意管道线路相互之间的间距的设计。在进行间距设计的时候，一定要把施工空间、后期检修及维护问题都考虑进去，设计足够的维修空间。根据我国有关规范的规定，给水管和排水管以及和其他线管之间的距离最小为0.15米，最大为0.5米，但这种情况在实际施工中是很难做到的，一般在实际施工中只要管道间距大于零，即可。
三、给排水管网的综合设计
管网的综合设计与排布对于铝厂厂区的给排水管网来说，是一项非常重要的也是非常复杂的工程，在设计过程中要注重考虑到总图、厂房、道路及其他管网的布置。总图、厂房、道路及其他管网的布置同样具有多样性和复杂性，而且这些管道还是很多种不同的材质构成的，有些管线还带着很多复杂附件，这也是给排水管网综合设计和排布的重难点。
如果能够采用科学合理的管道设计，不但能使管道的施工过程简单明快，还能降低工程的工作量和造价，最重要的是如果能够按照科学合理的管道设计来进行施工的话，还能大大降低管道的安全隐患。在管道的综合排布时，通常至少应遵循以下“九大原则”。
①“小管让大管”的原则。在给排水管网设计时，首先要对一些占地面积大或者结
构简单的管道进行处理。管道的布置要分清主次，先对一些“大家伙”进行设计，然后再设计小的管道，在设计过程中需要注意的就是，尽量设计成平行的，因为如果拐弯的管道多了的话很容易造成“管网打架”现象。
②“有压让无压”的原则。对于一些无法避免的交叉管道的区域，应该按照热水管
在上、冷水管在下；重力流在先，压力流在后的方式进行设计。
③“管与件一体化”的原则。对于一些带有附件的管道在设计时，还要充分考虑到
附件的设计空间，不能因为附件占据了原本设计好的其他管道的位置就拆掉附件，要注意管道与附件本为一体不可进行拆卸。
④“双管并举”的原则。厂区给水管道按照“生活让生产”的原则至少在两条以上，并成环状设计，当某一条给水管发生故障时，其余给水管道能保证全部用水量。
⑤“分质供水，循环利用”原则。厂区给水通常有生产用水、生活饮用水、生活杂用水（如绿化、浇洒、洗车、冲厕等）、消防用水等等，设计可以实行分质供水的方法，采取“高质高用，低质低用”的用水原则进行具体分类，分质供水可以大幅度提高水资源的循环利用，自然雨水的有效利用也不能忽视，这些都可有效节约水资源。
⑥“两节一耐”的原则。即本着“节约工程造价、节约水资源、管件耐用”的原则进行设计和选材。节约工程造价，一是科学设计，二是材质选用。一般给水管主要有碳钢管、钢塑复合管、塑料管等，排水管主要有碳钢管、混凝土管、球墨铸铁管、钢塑复合管、塑料管、玻璃钢管等。根据给排水的用途选取适合的材质，做到既耐用又省钱；厂区的生产废水、生活废水、冷却用水，自然雨水等各种排水，经过适当处理达到杂用水水质标准，作为中水水源，回用于厂区绿化、冲厕和其他用水；综合利用各种水资源节省能源耗费，是提高企业经济效益的直接而有效的方法。
⑦“综合考虑，分类设计”的原则。通常情况下给排水管网的排布与施工，居于整个厂区工程施工的前列。同时，给排水管网存在着投用周期长，检修、改造难度大，出现遗漏不易及时发现等客观因素。因此，管材的选用，管道基础的处理，管网沿线地下、地上、架空，给排水管网与其他管网、与其它建筑的设计与布局等应该遵循“综合考虑，分类设计”的原则进行通盘规划，科学设计。
⑧“协调分布，地空统一”的原则。厂区内除了给排水管外，还有如电力电缆管、电视电讯管、压缩空气管、采暖管等等，各种各样的管道、管线、管网种类繁多构造复杂，因此，给排水管网如何与其他管网管线协调统一也是一项系统工程。怎么样把地下的平面空间分布与地上的立体空间分布统一起来，既能节能土地，又方便以后管线的改扩建及维修使用。
⑨“大禹治水”原则。大禹可以说是我们给排水工程的鼻祖，大禹治水成功的经验在于一个“疏”字，“疏”是我们给排水工程的真谛。在现代给排水管网的设计和施工中，围绕这个“疏”字其实就是三点：一是寻找标高，因势利疏；二是平行设管，自然利疏；三是由低到高，加压利疏。
以上“九大原则”不一定全面和准确，但可作参考。
随着我国铝工业的快速发展，与之相对应的铝厂厂区也被大量的建设开发。而在这些铝厂厂区的建设开发时，根据不同的情况也对应着不同的给排水管网的设计，而且在布置给排水管网的同时，还要考虑到市政的管网，所以我认为对于铝厂厂区给排水管网的优化设计是有着很重要的意义的，希望本文提出的一些观点能为设计工作人员提供一些帮助，欢迎指正。
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作者简介：雷金锋（1983.6.--）男，高级工程师，主要从事给排水设计工作。
论文作者:雷金锋
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
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