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摘要：本文结合工程实例，讲述了给排水设计的一些特点，以及在工作之中的个人看法。希望能对大家工作有所帮助。
关键词：电气综合楼；消防；给水给排水
Abstract: combining with engineering example, tells the story of water supply and drainage design some of the features, and the work of the personal views. Hope everyone can work to help.
Keywords: electrical building; Fire; Water supply and drainage
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
一、电气综合楼情况介绍、给排水设计内容及遵循的设计规范
工业企业主各工艺单元的大型电气综合楼一般面积大、层数多、功能复杂。有一电气综合楼， 电气综合楼为五层建筑（地上五层， 地下一层），建筑面积约为12000m2，与炼钢主厂房毗连，生产类别为丙类，建筑物耐火等级为二级（变压器室耐火等级为一级）。通常工业企业的大型电气综合楼均为丙类生产类别并采用二级耐火等级。炼钢电气综合楼底层平面为两个独立部分，彼此之间无法连通，两个部分之间是悬空的，为钢包车进出车间的轨道， 两部分分别设有变压器室、高压配电室、空调机房、快分配电间、快分工具间、配电间、男女厕所楼梯走廊等用房，层高为3.400m； 二层平面也分为两个独立部分， 两个部分之间仍为钢包车进出车间的轨道，两部分分别设有点检室、工具室、男女厕所等用房，层高为3.600m；三层以上是统一的，三层平面设有快分作业长室、快分制氧设备除尘室、空调机房、点检室、电缆夹层和男女厕所等用房， 层高为3.200m；四層设有PLC 室、MCC 室、操作室、快速分析室、空调机房等用房， 层高为6.100m；五层设有电气设备点检室、炼钢厂管理中心现场生产调度室、炼钢连铸过程控制计算中心、通讯设备机房、电力室等用房， 层高为4.500m；地下一层仅局部有，为电缆夹层，层高为3.500m。从上述大型电气综合楼的内部布局和功能分析，电气综合楼具有以下特点：① 电气综合楼作为主要用来满足工艺和生产需求的建筑物，建筑物整体常有不规则或当中有隔断、悬空等现象，这在工业企业中是经常发生的，而这种悬空和隔断对于管道系统布置不利；②各层平面之间的房间功能的布局具有不协调性，在三层为作业长室，但在四层同样的平面位置上就是MCC 室，前者可以看作是普通的办公楼，而后者是典型的电气室，电气室在是不允许有水管穿过的，这种不协调也对给排水设计造成了很大的困难。给排水设计须紧紧围绕大型电气综合楼上述特征来进行。给排水设计内容应包括消防给水系统(消火栓给水系统、自动喷水灭火给水系统)、空调净循环水系统、空调冷凝水排水系统、雨水排水系统、电缆地下室排水系统以及供办公生活辅助设施用的生活给水系统、生活污水系统等。在给排水设计时，应遵循《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007、《建筑设计防火规范》GB50016 -2006、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003、《自动喷水灭火系统设计规范》GB50261-2005 等相关设计规范的要求。
二、 电气综合楼给排水设计要点
1 消防给水系统
大型电气综合楼消防给水系统包括消火栓给水系统和自动喷水灭火给水系统。
1.1 消火栓给水系统
根据《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007、《建筑设计防火规范》GB50016-2006， 大型电气综合楼应设置室内消火栓给水系统。室内消火栓用水量参照《建筑设计防火规范》“室内消火栓用水量”中“其他建筑”， 定为15L／s，同时使用水枪支数为3支。室内消火栓通常设置在电气综合楼的楼梯走道旁侧，以便于消防时使用。拿某项目工程炼钢电气综合楼共有四处走道楼梯间，在这四处走道楼梯间内均设置室内双栓消火栓。
图1 为某项目工程炼钢电气综合楼消火栓给水管道透视图的示意。
图中， XL-1、XL-3、XL-3"、XL-4 均为贯穿整个炼钢综合楼各层平面的四处楼梯走道的消防给水立管， 两路从消防水泵房出来的水源接在了包括了XL-1、XL-3 两根立管的环状管网上。由于电气综合楼底层、二层均被分成了两部分，彼此之间悬空无法连通，而地下电缆室也仅在靠XL-1、XL-3 立管处有， XL-3"、XL-4 无法直接和消防水泵房的水源相连。因此最后设计时在屋顶增设一个环状管路， XL-3"、XL-4 消火栓给水立管再从该环状管路上接水。在设计时，针对电气综合楼这种特殊条件时，应对于消火栓系统环状管网要多加考虑，根据不同的情况采取不同的做法。
1.2 自动喷水灭火给水系统
大型电气综合楼一般设有中央空气调节系统，根据规范要求，应在走道、会议室、办公室等设置自动喷水灭火给水系统。
以某工程炼钢电气综合楼为例，底层快分工具间、二层点检室、工具室、三层快分作业长室、快分制氧设备除尘室、点检室、四层快速分析室、五层电气设备点检室以及各层走廊等均设置自动喷水灭火给水系统；所有配电室、配电间、PLC 室、MCC室、操作室、炼钢厂管理中心现场生产调度室、炼钢连铸过程控制计算中心、通讯设备机房、电力室等用房均不设置自动喷水灭火系统。电气综合楼设置自动喷水灭火给水系统的危险等级为轻危险级， 喷水强度按4L ／ min·m2， 作用面积160m2， 总用水量为10~15L／s。电气综合楼的电缆夹层、地下电缆室，一般将建筑面积控制在500m2 以内，不设置水喷雾灭火系统。一般大型电气综合楼单台变压器容量不超过40MVA，不用设置水喷雾灭火系统。
1.3 消防水源及水泵房
在大型工业企业内， 通常均有两路独立消防水源（接自全厂工业新水处理站或接自市政给水管网）并在整个厂区范围内设置环状管网，而且电气综合楼总的消防水量不大， 因此电气综合楼的消防水可直接自全厂管网并有两路水源而无须设置消防水池。一般情况下， 工业企业厂区管网工作压力较低， 无法直接满足电气综合楼最不利点消防用水的要求。电气综合楼的水消防通常不采用屋顶消防水箱的设计方法，而采用稳高压给水系统。在电气综合楼底层设置专门的消防水泵房，内设消火栓给水泵、自动喷水灭火系统给水泵、消火栓系统和自动喷水灭火系统的稳压装置（包括稳压泵、稳压罐等）。消火栓给水泵、自动喷水灭火系统给水泵由稳压装置的压力开关直接气动。电气综合楼的室内消火栓用水量为15L ／ s， 自动喷水灭火系统计算用水量为10~15L／s；室内消火栓充实水柱长度按不小于7m 可以满足要求，自动喷水灭火系统的喷头工作压力按0.1MPa 计。两者无论从水量和水压的要求而言都是非常接近的。因此，也可以考虑室内消火栓系统、自动喷水灭火系统合用1 套消防水泵和1 套稳压装置。消防水泵的流量应满足室内消火栓和自动喷水灭火用水总量，水泵扬程按较大的计算值选定。在企业工程炼钢电气综合楼的消防给水设计上，就是采用了1 套消防水泵和1 套稳压装置的方法。图2 为本工程电气综合楼消防给水流程图，供参考。
另外， 随着《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007 等的发布，工业企业如冶金企业对主厂房室内消火栓系统的要求也大大提高了，而在工艺复杂、设备众多的主厂房内设置消防水泵房有困难，鉴于电气综合楼一般位于主厂房内或是紧邻主厂房，可以考虑将主厂房内室内消防水加压泵房与电气综合楼的消防水泵房合建。
2 空调净循环水系统和空调冷凝水排水系统
2.1 空调净循环水系统
电气综合楼根据各生产用房的工艺要求，对温度要求较高的电气室、操作室等设置空调，会议室、办公室等也需设置空调。电气室、控制室等的空调系统采用水冷柜式空调机组，空调室外机置于建筑物屋顶或专用空调机房，室内机按建筑装修要求可以为吊顶内安装或柜式明装，冷却水由给排水专业负责设计。大型电气综合楼往往紧邻主车间或主工艺单元， 循环冷却水管道可直接引自车间或区域内工业净循环冷却水管网，电气综合楼无须再独立设置冷却塔、循环水泵等。对于紧邻主车间的电气综合楼，采用上行下给的循环供回水方式， 可直接从车间的架空净循环水总管上引支管至综合楼顶，接屋顶空调室外机，或将循环水管道敷设至专用空调机房上方，再以立管向下接空调机房内的空调室外机。
对于循环水管道接自区域内工业净循环水管网的电气综合楼，采用上行下给的循环供回水方式，管道先埋地进入综合楼的空调机房或管道井内，接室外机用户。在接空调室外机等用户处，循环冷却水给水、回水管道上均应设置压力表；循环给水管上应设置Y 型过滤器，过滤器前后也应设置压力表；重要场所的空调用户，过滤器应设旁通。安装条件许可时，可在进出口设置双闸阀或截止阀，一个阀门做开关用，另一个阀门检修切断用。另外，可考虑在进水侧安装水流指示器，以判断是否有死水现象从而影响室外机的冷却效果。
2.2 空调冷凝水排水系统
如电气综合楼位于主车间或厂房外，设于屋顶的室外机空调冷凝水可直接排放至电气综合楼屋面，随雨水排水系统排出；各层空调机房内的空调冷凝水可排水至空调冷凝水立管， 收集后排放至区域雨水排水系统。如电气综合楼位于主车间或厂房内，特别是在位于车间中央时，建议将空调冷凝水以立管引至地下室集水坑内，由集水井潜水泵提升，以压力流送至车间外。因为如果以重力流管道直接引至车间外，管线太长容易堵塞；如果设窨井以重力流管道排至车间外，在工业企业特别是冶金行业的车间内不宜设置窨井。
3 雨水排水系统
位于主车间或厂房外的大型电气综合楼屋面均采用有组织排水，雨水由立管收集后排放至室外雨水窨井。
4 电缆地下室排水系统
电缆地下室一般不设置水喷雾灭火系统，排水系统主要排除地下渗漏水或是“3.2.2 空调冷凝水排水系统” 的冷凝水排水等。排水系统由集水井和潜水泵组成。由于电缆地下室很少有人会到，建议设置2 台潜水泵，1 用1 备。
5 生活给水系统和生活污水系统
電气综合楼的生活给水系统、生活污水系统主要是供厕所使用。
5.1 生活给水系统
生活给水接自主车间内或工艺主单元生活给水管道。在主车间或工艺主单元区域内常设有生活水泵房，因而电气综合楼可以不考虑设置独立的生活水泵房。
5.2 生活污水系统
如电气综合楼位于主车间或厂房外，则生活污水可直接排放于区域内室外污水管道。
如电气综合楼位于主车间或厂房内， 特别是在位于车间中央时， 建议设置污水集水坑， 由集水坑潜水泵提升，以压力流送至车间外。理由与冷凝水排放相似。
6 其他
由于各层平面的房间功能的布局具有不协调性，常会出现不同楼层的厕所、办公楼、空调机房与电气室、配电室出现在同一平面位置的现象。特别是厕所、空调机房等用水点出现在电气室上方时，对于给排水系统设计而言，矛盾更为突出，立管和水平排水管的设置都会出现问题。而平面位置往往是根据生产工艺的要求确定的，很难加以调整。在这种情况下， 首先明确给排水横管不能在电气室内穿越电气用房上方，厕所排水应考虑采用同层排水方式， 空调机房的排水地漏应采用侧壁式地漏；其次，立管应尽量不穿越电气用房， 将立管设置在电气综合楼室外， 如确实无法避免，应和电气专业协商，设置钢筋混凝土管道井，将立管设置于管道井内。
三、 小结
总之， 大型电气综合楼是工业企业中极其重要的生产单位， 对于综合楼的给排水设计， 必须进行周密的考虑。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：电气综合楼；消防；给水给排水
Abstract: combining with engineering example, tells the story of water supply and drainage design some of the features, and the work of the personal views. Hope everyone can work to help.
Keywords: electrical building; Fire; Water supply and drainage
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
一、电气综合楼情况介绍、给排水设计内容及遵循的设计规范
工业企业主各工艺单元的大型电气综合楼一般面积大、层数多、功能复杂。有一电气综合楼， 电气综合楼为五层建筑（地上五层， 地下一层），建筑面积约为12000m2，与炼钢主厂房毗连，生产类别为丙类，建筑物耐火等级为二级（变压器室耐火等级为一级）。通常工业企业的大型电气综合楼均为丙类生产类别并采用二级耐火等级。炼钢电气综合楼底层平面为两个独立部分，彼此之间无法连通，两个部分之间是悬空的，为钢包车进出车间的轨道， 两部分分别设有变压器室、高压配电室、空调机房、快分配电间、快分工具间、配电间、男女厕所楼梯走廊等用房，层高为3.400m； 二层平面也分为两个独立部分， 两个部分之间仍为钢包车进出车间的轨道，两部分分别设有点检室、工具室、男女厕所等用房，层高为3.600m；三层以上是统一的，三层平面设有快分作业长室、快分制氧设备除尘室、空调机房、点检室、电缆夹层和男女厕所等用房， 层高为3.200m；四層设有PLC 室、MCC 室、操作室、快速分析室、空调机房等用房， 层高为6.100m；五层设有电气设备点检室、炼钢厂管理中心现场生产调度室、炼钢连铸过程控制计算中心、通讯设备机房、电力室等用房， 层高为4.500m；地下一层仅局部有，为电缆夹层，层高为3.500m。从上述大型电气综合楼的内部布局和功能分析，电气综合楼具有以下特点：① 电气综合楼作为主要用来满足工艺和生产需求的建筑物，建筑物整体常有不规则或当中有隔断、悬空等现象，这在工业企业中是经常发生的，而这种悬空和隔断对于管道系统布置不利；②各层平面之间的房间功能的布局具有不协调性，在三层为作业长室，但在四层同样的平面位置上就是MCC 室，前者可以看作是普通的办公楼，而后者是典型的电气室，电气室在是不允许有水管穿过的，这种不协调也对给排水设计造成了很大的困难。给排水设计须紧紧围绕大型电气综合楼上述特征来进行。给排水设计内容应包括消防给水系统(消火栓给水系统、自动喷水灭火给水系统)、空调净循环水系统、空调冷凝水排水系统、雨水排水系统、电缆地下室排水系统以及供办公生活辅助设施用的生活给水系统、生活污水系统等。在给排水设计时，应遵循《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007、《建筑设计防火规范》GB50016 -2006、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003、《自动喷水灭火系统设计规范》GB50261-2005 等相关设计规范的要求。
二、 电气综合楼给排水设计要点
1 消防给水系统
大型电气综合楼消防给水系统包括消火栓给水系统和自动喷水灭火给水系统。
1.1 消火栓给水系统
根据《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007、《建筑设计防火规范》GB50016-2006， 大型电气综合楼应设置室内消火栓给水系统。室内消火栓用水量参照《建筑设计防火规范》“室内消火栓用水量”中“其他建筑”， 定为15L／s，同时使用水枪支数为3支。室内消火栓通常设置在电气综合楼的楼梯走道旁侧，以便于消防时使用。拿某项目工程炼钢电气综合楼共有四处走道楼梯间，在这四处走道楼梯间内均设置室内双栓消火栓。
图1 为某项目工程炼钢电气综合楼消火栓给水管道透视图的示意。
图中， XL-1、XL-3、XL-3"、XL-4 均为贯穿整个炼钢综合楼各层平面的四处楼梯走道的消防给水立管， 两路从消防水泵房出来的水源接在了包括了XL-1、XL-3 两根立管的环状管网上。由于电气综合楼底层、二层均被分成了两部分，彼此之间悬空无法连通，而地下电缆室也仅在靠XL-1、XL-3 立管处有， XL-3"、XL-4 无法直接和消防水泵房的水源相连。因此最后设计时在屋顶增设一个环状管路， XL-3"、XL-4 消火栓给水立管再从该环状管路上接水。在设计时，针对电气综合楼这种特殊条件时，应对于消火栓系统环状管网要多加考虑，根据不同的情况采取不同的做法。
1.2 自动喷水灭火给水系统
大型电气综合楼一般设有中央空气调节系统，根据规范要求，应在走道、会议室、办公室等设置自动喷水灭火给水系统。
以某工程炼钢电气综合楼为例，底层快分工具间、二层点检室、工具室、三层快分作业长室、快分制氧设备除尘室、点检室、四层快速分析室、五层电气设备点检室以及各层走廊等均设置自动喷水灭火给水系统；所有配电室、配电间、PLC 室、MCC室、操作室、炼钢厂管理中心现场生产调度室、炼钢连铸过程控制计算中心、通讯设备机房、电力室等用房均不设置自动喷水灭火系统。电气综合楼设置自动喷水灭火给水系统的危险等级为轻危险级， 喷水强度按4L ／ min·m2， 作用面积160m2， 总用水量为10~15L／s。电气综合楼的电缆夹层、地下电缆室，一般将建筑面积控制在500m2 以内，不设置水喷雾灭火系统。一般大型电气综合楼单台变压器容量不超过40MVA，不用设置水喷雾灭火系统。
1.3 消防水源及水泵房
在大型工业企业内， 通常均有两路独立消防水源（接自全厂工业新水处理站或接自市政给水管网）并在整个厂区范围内设置环状管网，而且电气综合楼总的消防水量不大， 因此电气综合楼的消防水可直接自全厂管网并有两路水源而无须设置消防水池。一般情况下， 工业企业厂区管网工作压力较低， 无法直接满足电气综合楼最不利点消防用水的要求。电气综合楼的水消防通常不采用屋顶消防水箱的设计方法，而采用稳高压给水系统。在电气综合楼底层设置专门的消防水泵房，内设消火栓给水泵、自动喷水灭火系统给水泵、消火栓系统和自动喷水灭火系统的稳压装置（包括稳压泵、稳压罐等）。消火栓给水泵、自动喷水灭火系统给水泵由稳压装置的压力开关直接气动。电气综合楼的室内消火栓用水量为15L ／ s， 自动喷水灭火系统计算用水量为10~15L／s；室内消火栓充实水柱长度按不小于7m 可以满足要求，自动喷水灭火系统的喷头工作压力按0.1MPa 计。两者无论从水量和水压的要求而言都是非常接近的。因此，也可以考虑室内消火栓系统、自动喷水灭火系统合用1 套消防水泵和1 套稳压装置。消防水泵的流量应满足室内消火栓和自动喷水灭火用水总量，水泵扬程按较大的计算值选定。在企业工程炼钢电气综合楼的消防给水设计上，就是采用了1 套消防水泵和1 套稳压装置的方法。图2 为本工程电气综合楼消防给水流程图，供参考。
另外， 随着《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007 等的发布，工业企业如冶金企业对主厂房室内消火栓系统的要求也大大提高了，而在工艺复杂、设备众多的主厂房内设置消防水泵房有困难，鉴于电气综合楼一般位于主厂房内或是紧邻主厂房，可以考虑将主厂房内室内消防水加压泵房与电气综合楼的消防水泵房合建。
2 空调净循环水系统和空调冷凝水排水系统
2.1 空调净循环水系统
电气综合楼根据各生产用房的工艺要求，对温度要求较高的电气室、操作室等设置空调，会议室、办公室等也需设置空调。电气室、控制室等的空调系统采用水冷柜式空调机组，空调室外机置于建筑物屋顶或专用空调机房，室内机按建筑装修要求可以为吊顶内安装或柜式明装，冷却水由给排水专业负责设计。大型电气综合楼往往紧邻主车间或主工艺单元， 循环冷却水管道可直接引自车间或区域内工业净循环冷却水管网，电气综合楼无须再独立设置冷却塔、循环水泵等。对于紧邻主车间的电气综合楼，采用上行下给的循环供回水方式， 可直接从车间的架空净循环水总管上引支管至综合楼顶，接屋顶空调室外机，或将循环水管道敷设至专用空调机房上方，再以立管向下接空调机房内的空调室外机。
对于循环水管道接自区域内工业净循环水管网的电气综合楼，采用上行下给的循环供回水方式，管道先埋地进入综合楼的空调机房或管道井内，接室外机用户。在接空调室外机等用户处，循环冷却水给水、回水管道上均应设置压力表；循环给水管上应设置Y 型过滤器，过滤器前后也应设置压力表；重要场所的空调用户，过滤器应设旁通。安装条件许可时，可在进出口设置双闸阀或截止阀，一个阀门做开关用，另一个阀门检修切断用。另外，可考虑在进水侧安装水流指示器，以判断是否有死水现象从而影响室外机的冷却效果。
2.2 空调冷凝水排水系统
如电气综合楼位于主车间或厂房外，设于屋顶的室外机空调冷凝水可直接排放至电气综合楼屋面，随雨水排水系统排出；各层空调机房内的空调冷凝水可排水至空调冷凝水立管， 收集后排放至区域雨水排水系统。如电气综合楼位于主车间或厂房内，特别是在位于车间中央时，建议将空调冷凝水以立管引至地下室集水坑内，由集水井潜水泵提升，以压力流送至车间外。因为如果以重力流管道直接引至车间外，管线太长容易堵塞；如果设窨井以重力流管道排至车间外，在工业企业特别是冶金行业的车间内不宜设置窨井。
3 雨水排水系统
位于主车间或厂房外的大型电气综合楼屋面均采用有组织排水，雨水由立管收集后排放至室外雨水窨井。
4 电缆地下室排水系统
电缆地下室一般不设置水喷雾灭火系统，排水系统主要排除地下渗漏水或是“3.2.2 空调冷凝水排水系统” 的冷凝水排水等。排水系统由集水井和潜水泵组成。由于电缆地下室很少有人会到，建议设置2 台潜水泵，1 用1 备。
5 生活给水系统和生活污水系统
電气综合楼的生活给水系统、生活污水系统主要是供厕所使用。
5.1 生活给水系统
生活给水接自主车间内或工艺主单元生活给水管道。在主车间或工艺主单元区域内常设有生活水泵房，因而电气综合楼可以不考虑设置独立的生活水泵房。
5.2 生活污水系统
如电气综合楼位于主车间或厂房外，则生活污水可直接排放于区域内室外污水管道。
如电气综合楼位于主车间或厂房内， 特别是在位于车间中央时， 建议设置污水集水坑， 由集水坑潜水泵提升，以压力流送至车间外。理由与冷凝水排放相似。
6 其他
由于各层平面的房间功能的布局具有不协调性，常会出现不同楼层的厕所、办公楼、空调机房与电气室、配电室出现在同一平面位置的现象。特别是厕所、空调机房等用水点出现在电气室上方时，对于给排水系统设计而言，矛盾更为突出，立管和水平排水管的设置都会出现问题。而平面位置往往是根据生产工艺的要求确定的，很难加以调整。在这种情况下， 首先明确给排水横管不能在电气室内穿越电气用房上方，厕所排水应考虑采用同层排水方式， 空调机房的排水地漏应采用侧壁式地漏；其次，立管应尽量不穿越电气用房， 将立管设置在电气综合楼室外， 如确实无法避免，应和电气专业协商，设置钢筋混凝土管道井，将立管设置于管道井内。
三、 小结
总之， 大型电气综合楼是工业企业中极其重要的生产单位， 对于综合楼的给排水设计， 必须进行周密的考虑。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。