某工業建筑給排水及消防設計實踐與探討

葛鵬

（南京大學環境規劃設計研究院股份公司，南京 210093）

1 引言

工業建筑物使用的原輔材料較為復雜，尤其當涉及易燃、易爆危險品生產裝置、儲罐時，其潛在的火災危險性很大。本文以江蘇某危險固廢處置工程為例，討論工業建筑給排水及消防系統設計。

該項目主要建筑物有化驗綜合樓（長×寬×高=56m×24m×15m）、危廢暫存庫（長×寬×高=63m×51m×9m）、預處理車間（長×寬×高=51m×18m×9m）、綜合倉庫、廢水處理車間、廢液罐區、焚燒車間、消防泵房、初期雨水池/事故池等。其中，危廢暫存庫、預處理車間、廢液罐區等單體的火災危險性為丙類。

2 給水系統

廠區引用一路DN100mm 市政自來水供水管，供水壓力0.30MPa，經防污隔斷、計量后分別供給余熱鍋爐使用的軟水補水、車間沖洗水、設備冷卻水、廢氣處理設施用水、企業職工生活用水及消防補水【1，2】。

3 排水系統

項目實行“清污分流，雨污分流”的排水體制，廠內一共設有2 個總排水口，1 個為雨水排放口，另1 個為污水排放口。全廠排水主要包括軟水制備再生廢水、軟水制備反沖洗排水、預冷洗滌廢水、堿液噴淋裝置定排水、貯存廢氣處理排水、車間沖洗水、車輛沖洗水、初期雨水、生活污水（以上統稱為污水）、余熱鍋爐定排水（清下水）等【3】。

廠區初期雨水通過閥門切換流至初期雨水收集池，經檢測不合格廢水通過動力轉輸至廠區污水處理站處理，后期清潔雨水通過閥門切換進入廠區雨水排放口；化驗室容器清洗廢水、暫存庫滲濾液送本項目焚燒爐焚燒處理，其他污水排入污水處理站預處理后接管至市政污水處理廠進一步處理。

4 消防系統

項目位于化工園區內，廠區占地面積約3.28hm2，附有居住區人數小于1.5 萬人，按照GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統技術規范》有關規定，廠區同一時間內的火災次數按一次考慮【4】。消防用水量按最不利車間危廢暫存庫計算：室內消火栓用水量378m3、室外消火栓用水量270m3、泡沫噴淋用水量 546m3，合計為 1 194m3。

消防系統采用臨時高壓供水方式【5】，初期消防用水由設置在化驗綜合樓屋面有效容積為18m3的水箱供給，后期消防用水由消防泵房供給。消防水泵房內設有3 臺（2 用1 備，流量Q=80L/s，揚程 H=90m，功率 N=160kW）泡沫消防泵及 2 臺（1用1 備，Q=60L/s，H=70m，N=90kW）水消防泵。2 套壓力式泡沫比例混合裝置設置在危廢暫存庫泡沫站內。

4.1 消火栓系統

4.1.1 室內消火栓系統

本工程焚燒車間、危廢暫存庫、預處理車間等單體設置室內消火栓系統。室內消火栓管網布置成環狀，消防給水管道的設計流速不宜大于2.5m/s，并在水力最不利處設置帶有壓力表的試驗消火栓。栓口動壓控制在0.35~0.50MPa，對栓口動壓超過0.50MPa 的室內消火栓采用減壓穩壓型消火栓。

消火栓的布置保證同層相鄰2 個消火栓可以同時到達被保護范圍的任何部位，充實水柱按13m 計算，間距在30m 內。室內消火栓系統豎向分為1 個區，檢修管道時關閉停用的豎管不超過1 根，當豎管超過4 根時，可關閉不相鄰的2 根，供水橫干管與每根豎管相接處均設置閥門。

消火栓箱采用帶滅火器組合式鋁合金消防柜，暗裝時墻內預留孔洞尺寸1 830mm×730mm，洞口底邊距地面高度85mm。消火栓口徑為65mm，水槍噴嘴口徑為19mm，配備25m 長襯膠水龍帶，消火栓安裝高度為栓口距地面1.1m；其出水方向應便于消防水帶的敷設，并宜與設置消火栓的墻面成90°角或向下。

4.1.2 室外消火栓系統

室外消防給水系統與室內消防給水系統合用，采用臨時高壓給水系統，由消防泵房、屋頂水箱及消防供水管網等組成。每個室外消火栓的出流量按照10~15L/s 考慮，室外消火栓沿建筑周圍均勻布置，建筑消防撲救面一側的室外消火栓數量不宜少于2 個設置。

室外管網采用DN200mm 無縫鋼管，成環狀布置。消防管網上設SS100/65-1.0 型地上式室外消火栓，安裝在距路邊小于或等于2m 處，保護半徑小于或等于150m，消火栓間距小于120m，對每段內室外消火栓數量超過5 個的消防給水管道采用閥門分成若干獨立段。

4.2 泡沫-水雨淋滅火系統

本工程焚燒車間、危廢暫存庫、預處理車間等單體根據要求設置泡沫噴淋系統。系統主要由管道、泡沫消防泵、雨淋閥組、過濾器、泡沫儲罐、比例混合器和噴頭等組成，水源由消防泵房提供，報警閥組同時具備自動控制、遠程控制和現場手動應急操作 3 種開啟方式【6】。

焚燒車間料坑采用泡沫-水雨淋系統，選用抗溶性泡沫液，供給強度8L/（min·m2），最大作用面積180m2，泡沫混合液供給時間10min，持續噴水時間60min，由消防泵房及泡沫站供給，噴頭采用ZPTX-90 吸氣型泡沫-水噴頭，流量系數45，壓力p=0.40MPa；危廢暫存庫采用泡沫-水雨淋系統，選用抗溶性泡沫液，供給強度8L/（min·m2），最大作用面積945m2，泡沫混合液供給時間10min，持續噴水時間60min，由消防泵房及泡沫站供給，噴頭采用ZPTX-15 吸氣型泡沫-水噴頭，流量系數41,壓力p=0.35MPa；預處理車間采用泡沫-水雨淋系統，選用成抗溶性泡沫液，供給強度8L/（min·m2），最大作用面積918m2，泡沫混合液供給時間10min，持續噴水時間60min，由消防泵房及泡沫站供給，噴頭采用ZPTX-15 吸氣型泡沫-水噴頭，流量系數41，壓力p=0.35MPa。

4.3 低倍數泡沫滅火系統

廢液罐區儲存柴油及待焚燒廢液，罐區共有8 個儲罐，分別為6 個φ3.6m×5.0m 儲存待焚燒廢液的固定頂立式儲罐，2個φ3.0m×7.0m 儲存柴油的固定頂立式儲罐。其中，最不利儲罐為廢液罐，距著火固定罐罐壁1.5 倍著火罐直徑范圍內的臨近罐為2 個φ3.6m×5.0m 固定頂立式廢液儲罐和1 個φ3.0m×7.0m 固定頂立式柴油儲罐。

儲罐采用固定式泡沫滅火系統，選用濃度為6%抗溶性泡沫液【7】。罐區泡沫混合液供給強度為6L/（min·m2），著火罐面積為10.17m2，混合液連續供給時間按30min 設計，固定式泡沫混合液流量約為1.01L/s，每個儲罐上均設置1 個空氣泡沫產生器，型號為PCL4，則實際泡沫混合液用量為7.2m3；設置固定式泡沫滅火系統的罐區要保證1 支輔助泡沫槍，每支泡沫槍的泡沫混合液的連續供給時間為20min，泡沫混合液流量大于或等于240L/min，泡沫混合液用量4.8m3。綜上，泡沫混合液用量一共為12m3，其中，泡沫液量為0.72m3，用水量為11.28m3。

4.4 固定消防冷卻水系統

罐區內儲罐采用固定式消防冷卻水系統，冷卻用水由室外消防管網提供。著火罐消防冷卻水供水強度為2.5L/（min·m2），著火罐壁表面積54.26m2，冷卻用水流量為2.26L/s，采用8 個SMTBD-22-120°噴頭（工作壓力0.35MPa），經計算實際冷卻水流量為2.9L/s；相鄰罐冷卻水量按3 個罐（罐壁表面積的1/2）的用水量計算，供水強度為2.5L/（min·m2），冷卻用水流量為3.39L/s。

儲罐固定式冷卻水系統實際用水流量為6.29L/s，室外消火栓用水流量為15L/s，罐區冷卻水用水總流量為21.29L/s，冷卻水連續供水時間4h，罐區冷卻用水量為306.58m3。

4.5 滅火器裝置

各建（構）筑單體設置MF/ABC 型手提式磷酸鹽干粉滅火器、MFT/ABC 型推車式磷酸鹽干粉滅火器。手提式滅火器每個配置點不少于2 具，且不多于5 具，滅火器底部距地面大于或等于0.15m，頂部距地面小于或等于1.5m【8】。本項目罐區除配有手提式磷酸銨鹽干粉滅火器、推車式磷酸銨鹽干粉滅火器外，同時設置了一定數量的消防干沙和滅火毯。

4.6 事故池/初期雨水池

本項目設有初期雨水池和事故池，分別用于收集廠區內受污染的初期雨水和事故狀態時物料的泄漏量、消防水量、必須進入該池的最大生產廢水量及可能進入該系統的降雨量等【9】。

初期雨水、后期潔凈雨水、事故水等通過閥門切換導流，初期雨水池閘門正常處于開啟狀態，當初期雨水池水位達到一定液位時自動關閉初期雨水收集池的進水閘門；事故池閘門正常處于關閉狀態，發生火災時手動開啟，水位達到一定液位時關閉事故池進水閘門。初期雨水池和事故池內均配有2臺提升泵，將經檢測不合格廢水送至污水站處理【10，11】。