某工業(yè)建筑給排水及消防設(shè)計實踐與探討

葛鵬

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計研究院股份公司，南京 210093）

1 引言

工業(yè)建筑物使用的原輔材料較為復(fù)雜，尤其當(dāng)涉及易燃、易爆危險品生產(chǎn)裝置、儲罐時，其潛在的火災(zāi)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(yè)建筑給排水及消防系統(tǒng)設(shè)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(yù)處理車間（長×寬×高=51m×18m×9m）、綜合倉庫、廢水處理車間、廢液罐區(qū)、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(yù)處理車間、廢液罐區(qū)等單體的火災(zāi)危險性為丙類。

2 給水系統(tǒng)

廠區(qū)引用一路DN100mm 市政自來水供水管，供水壓力0.30MPa，經(jīng)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(shè)備冷卻水、廢氣處理設(shè)施用水、企業(yè)職工生活用水及消防補水【1，2】。

3 排水系統(tǒng)

項目實行“清污分流，雨污分流”的排水體制，廠內(nèi)一共設(shè)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(yù)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(tǒng)稱為污水）、余熱鍋爐定排水（清下水）等【3】。

廠區(qū)初期雨水通過閥門切換流至初期雨水收集池，經(jīng)檢測不合格廢水通過動力轉(zhuǎn)輸至廠區(qū)污水處理站處理，后期清潔雨水通過閥門切換進入廠區(qū)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(yù)處理后接管至市政污水處理廠進一步處理。

4 消防系統(tǒng)

項目位于化工園區(qū)內(nèi)，廠區(qū)占地面積約3.28hm2，附有居住區(qū)人數(shù)小于1.5 萬人，按照GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，廠區(qū)同一時間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)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(nèi)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(tǒng)采用臨時高壓供水方式【5】，初期消防用水由設(shè)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(nèi)設(shè)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(shè)置在危廢暫存庫泡沫站內(nèi)。

4.1 消火栓系統(tǒng)

4.1.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

本工程焚燒車間、危廢暫存庫、預(yù)處理車間等單體設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓管網(wǎng)布置成環(huán)狀，消防給水管道的設(shè)計流速不宜大于2.5m/s，并在水力最不利處設(shè)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(nèi)消火栓采用減壓穩(wěn)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(nèi)。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)豎向分為1 個區(qū)，檢修管道時關(guān)閉停用的豎管不超過1 根，當(dāng)豎管超過4 根時，可關(guān)閉不相鄰的2 根，供水橫干管與每根豎管相接處均設(shè)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(nèi)預(yù)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(yīng)便于消防水帶的敷設(shè)，并宜與設(shè)置消火栓的墻面成90°角或向下。

4.1.2 室外消火栓系統(tǒng)

室外消防給水系統(tǒng)與室內(nèi)消防給水系統(tǒng)合用，采用臨時高壓給水系統(tǒng)，由消防泵房、屋頂水箱及消防供水管網(wǎng)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(cè)的室外消火栓數(shù)量不宜少于2 個設(shè)置。

室外管網(wǎng)采用DN200mm 無縫鋼管，成環(huán)狀布置。消防管網(wǎng)上設(shè)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(nèi)室外消火栓數(shù)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(tǒng)

本工程焚燒車間、危廢暫存庫、預(yù)處理車間等單體根據(jù)要求設(shè)置泡沫噴淋系統(tǒng)。系統(tǒng)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(xiàn)場手動應(yīng)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(tǒng)，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(xù)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(shù)45，壓力p=0.40MPa；危廢暫存庫采用泡沫-水雨淋系統(tǒng)，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(xù)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(shù)41,壓力p=0.35MPa；預(yù)處理車間采用泡沫-水雨淋系統(tǒng)，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(xù)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(shù)41，壓力p=0.35MPa。

4.3 低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)

廢液罐區(qū)儲存柴油及待焚燒廢液，罐區(qū)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(nèi)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(tǒng)，選用濃度為6%抗溶性泡沫液【7】。罐區(qū)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(xù)供給時間按30min 設(shè)計，固定式泡沫混合液流量約為1.01L/s，每個儲罐上均設(shè)置1 個空氣泡沫產(chǎn)生器，型號為PCL4，則實際泡沫混合液用量為7.2m3；設(shè)置固定式泡沫滅火系統(tǒng)的罐區(qū)要保證1 支輔助泡沫槍，每支泡沫槍的泡沫混合液的連續(xù)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(tǒng)

罐區(qū)內(nèi)儲罐采用固定式消防冷卻水系統(tǒng)，冷卻用水由室外消防管網(wǎng)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(jīng)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(tǒng)實際用水流量為6.29L/s，室外消火栓用水流量為15L/s，罐區(qū)冷卻水用水總流量為21.29L/s，冷卻水連續(xù)供水時間4h，罐區(qū)冷卻用水量為306.58m3。

4.5 滅火器裝置

各建（構(gòu)）筑單體設(shè)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(qū)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(shè)置了一定數(shù)量的消防干沙和滅火毯。

4.6 事故池/初期雨水池

本項目設(shè)有初期雨水池和事故池，分別用于收集廠區(qū)內(nèi)受污染的初期雨水和事故狀態(tài)時物料的泄漏量、消防水量、必須進入該池的最大生產(chǎn)廢水量及可能進入該系統(tǒng)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(dǎo)流，初期雨水池閘門正常處于開啟狀態(tài)，當(dāng)初期雨水池水位達到一定液位時自動關(guān)閉初期雨水收集池的進水閘門；事故池閘門正常處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時手動開啟，水位達到一定液位時關(guān)閉事故池進水閘門。初期雨水池和事故池內(nèi)均配有2臺提升泵，將經(jīng)檢測不合格廢水送至污水站處理【10，11】。