工业给排水设计中的管道布置及选材分析

2021-10-21杜江晓

中国房地产业·下旬 2021年10期

杜江晓

【摘要】近几年来，我国的经济在各种因素的影响下飞速发展，所有行业在这样的形势下都有了非常好的发展前景。随着可持续发展理念的落实和推进，工业受到了较为明显的影响。给排水设计中的排水和管道作为整个工作的重点内容，与工业生产用水有直接关系。为了保障工厂生产用水持续稳定，给排水设计中的管道布置和选材必须符合国家以及当地的规范。但由于不同的工业生产对给排水设计的要求会有所区别，因此给排水设计会根据工业生产的具体情况进行调整。鉴于此，文章首先分析了工业给排水设计的重要性、当前我国工业给排水设计中存在的问题以及工业给排水管道的南北差异;其次探讨了工业给排水管道布置策略以及选材原则。望能为有关人士提供参考。

【关键词】工业;给排水设计;管道布置;选材分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.30.

近几年我国大力倡导节能、减排低碳环保，这一理念对各行业都造成了极为明显的影响。工业作为我国社会经济的支柱性产业，传统性能源消耗问题备受各界关注。工业用水量在城市总用水量中的比重逐渐提升，并且工业给排水系统中的水污染处理、水资源循环利用等技术尚不完善。为了响应国家号召，优化工业给排水设计内容，提高排水的节能环保性迫在眉睫。

1、工业给排水设计的重要性

工业给排水系统是一项非常复杂且专业性非常高的项目，因此工业给排水设计的合理性将会直接关系到系统的后期应用效果。提高工业给排水设计的科学合理性，有利于提升给排水管道的施工质量，充分发挥给排水系统的作用与价值。工业给排水设计的重要性可以分为以下三点内容：第一，提高工业生产的安全性。给排水系统的管道设计包括消防系统、排水系统、给水系统，高效的工业给排水系统有利于降低工业生产中的安全事故发生概率，确保工业生产系统中所有人员的生命安全[1]。第二，环保已成为了如今社会的重点话题之一。提高工业给排水设计的合理性不仅响应了国家的号召和政策，同样实现了工业生产资源的节约与循环利用，提升了工业企业的生产经济效益。第三，优化工业给排水设计内容对提高工业企业形象也有重要助力。

2、当前我国工业给排水设计中存在的问题

新时代到来之后，我国的工业生产规模不断扩大，工业用水量迅速增长。与此同时，现代化城市的发展让城市人口激增，双重压力下城市水资源短缺。在工业生产过程中水资源污染、水资源浪费等现象频繁发生，只有对工业给排水设计提出新的要求和标准，才能改善当前现状。如今我国常见的工业给排水设计问题有：首先，排水系统设计不合理。排水系统中的诸多设备都不符合环保以及节水要求，且排水系统中不具备中水处理系统，无法实现工业水资源的二次循环利用。其次，给水系统设计不合理。工业生产区域与水资源供应地距离较大，超压供水现象造成了大量水资源浪费。最后，不重视雨水的循环利用。大量雨水直接排入市政管网，没有对其展开循环利用[2]。

3、工业给排水管道的南北差异

3.1南方工业给排水管道设计

南方的气候相对来说比北方更为温暖，因此南方的大型工业给排水管道设计大多采用架空敷设方式，小型工业的给排水管道设计通常会使用架空和埋地综合敷设的方式。南方通常不会出现因室外温度过低而造成的管道冰冻情况，如果南方的部分建筑物中没有取暖措施，可以对建筑物中的管道进行适当保温。如果管道处于露天情况下，设计人员一定要考虑到极限天气对管道所产生的影响。例如天气温度过低所造成的管道冰冻、裂缝可能性。另外还有一部分地区会出现气候变化异常的情况，为了防止气候变化异常对工业生产活动所产生的影响，需提前对管道采取相应的保暖措施。南方春夏季节的雨水比北方多，而且呈酸性，为了防止酸性雨水管道造成的腐蚀现象，需要在给排水管道施工过程中做好管道防腐措施，并结合当地的天气条件对管道设计展开优化。

3.2北方工业给排水管道设计

北方地区温度普遍比南方低，特别是在冬季，因此北方的工业管道经常会面临冻害问题[3]。为了防止极端天气条件对工业给排水管道造成过于严重的影响，设计人员通常会采用埋地敷设形式，而且工业给排水管道，大多埋设在北方冰冻线0.15m以下。但如果施工区域的给排水管道大多存在于冰冻线以上，或者当地的气候条件不会对工业给排水管道造成过为严重的冻害影响，可以对管道采用浅埋措施，但是一定要对管道做好相应的保障。总而言之，北方地区管道的具体埋设深度，要根据当地的天气条件变化数据以及过往的经验确定。为了保证给水管道顺利运行应当采用双层保温井盖，但如果当地有过使用其他井盖的经验，而且未出现任何意外措施，也可以使用其他类型的井盖。但不论采用哪种措施，设计人员都要提前考虑到气候对管道所造成的影响，防止影响工业的正常生产。

4、工业给排水管道布置策略以及选材原则

4.1管道布置策略

4.1.1埋地敷设

埋地敷设是工业给排水管道設计中最常用的一种方式，这种方式的优点非常明显，例如防冻、隐蔽性好、管道稳定等等[4]。首先，工业给排水管道的自重本就较高，因此对管道的支撑要求标准也较高。如果工业给排水管道的敷设程度较大，管道受到热胀冷缩作用所产生的影响非常明显，这同样是工业给排水管道运行的安全隐患之一。使用埋地敷设方法将管道完全铺于地下，大地为工业给排水管道提供了巨大的支撑力，同样也固定了管道位置，极大程度保障了工业给排水管网的稳定性。其次，如果管道所处的环境温度较低，管道内的水如果位于零度环境下会结冰、断水，一旦管道内的介质结冰，体积膨胀，会对管道以及管道内的附件产生破坏。对工业给排水管道采用埋地敷设方式，并将管道敷设于冻土层以下，能够有效避免管道受到天气影响所产生的冰冻现象。由此可见，埋地敷设是管道保温最可靠的方式之一，该方式所产生的经济成本也最低。最后，将管道埋于地下，管道的隐蔽性较好。但是埋地敷设也会造成如果工业给排水管道存在着滴漏现象，工作人员无法及时发现并维修

通过上面分析，得出了这样的一个结论：工业给排水管道是否要使用埋地敷设的方式，需要设计人员根据工业的实际情况以及当地环境进行综合考虑。对于所处地区天气较为寒冷且工业给排水管道数量较少的工业使用埋地敷设方式经济有效。但是对于工业来说，如果所有的管道均选择埋地敷设，所产生的占地面积必然非常大，设计人员还要考虑到这一点[5]。

4.1.2地下管廊敷设

地下管网敷设是指将所有的给排水管道分层分区，将其立体的敷设在固定的地下管廊中。使用地下管廊敷设的不仅仅是工业给排水管道，燃气管道、电气管线等多种介质，都会选择地下管廊敷设这一方式。但工业给排水管道往往有单独的管廊，主要原因是工业给排水系统的复杂性和多样性。使用地下管廊敷设这一方式的优点众多，例如节省地上用地面积，防止管道出现冻害，管道的可见性较高。首先，将管道立体铺设在地下，节省管道的占地面积是非常明显的一个优势。其次，由于工业用水大多以35～60℃的循环水为主，地下管廊敷设方法是一种封闭的管道敷设方法，因此能够有效的实现工业给排水系统保温。就算将地下管廊布置在冻土层以上，管道内的工业用水也不会出现结冰现象。最后，使用地下管廊敷设方法，能够帮助工作人员实时监测地下管廊的运行情况，一旦工业给排水系统出现了损坏或事故，工作人员能快速定位给排水系统中问题的发现位置。由此可见，地下管道敷设方法对于保障工业给排水系统的安全非常有效。但地下管廊敷设也有着非常明显的缺点，对于工业企业而言，地下管廊的敷设成本较高，除了地下管廊的土建工程之外，建设人员还要考虑地下管廊的通风、照明以及排水系统，这些都会在无形中增加地下管廊的造价成本。但是当前工业给排水系统应用地下管廊的概率并不高，主要原因是地下管廊需要靠支架支撑管道，这会造成工业给排水管道稳定性下降。

通过上面的分析得出这样一个结论：地下管道敷设方式和埋地敷设方式同样具备较好的防冻效果，地下管廊敷设方式的可见性较高，同时还能帮助工业企业节省占地面积。但由于地下管道敷设方式的造价成本高昂，因此几乎不会有工业企业选择用地下管廊敷设方式设置给排水系统。工业企业一般会在两者中展开综合比较，为了实现利益最大化和效益最大化，大多数工业企业会选择地下管廊和埋地敷设方式相结合的给排水设计[6]。

4.1.3架空管廊敷设

架空管廊敷设是布置在地上的管道结构。架空管廊通常会采用钢结构支架。钢结构支架的高度需要根据管廊下方的净空需要决定，一般情况下支架约为3～8m。架空管廊敷设的特点主要有节省占地面积、可见性较高、造价成本低，但是架空管廊敷设方式的防冻害性能较差。首先，架空管廊敷设属于架空敷设，所以它的占地面积比较小。其次，架空管廊敷设方式的管道和管廊可见性都比较高，但是美观性有所欠缺。由于工业企业对美观性的要求较低，所以这一缺点可以忽略不计。最后，架空管敷设方式比埋地敷设成本要低1/3左右。工业企业所选择的架空管道类型、规模、管道材质不同，所使用的建设成本也会有所区别。另外，如果工业企业使用架空管廊敷设方式，需要对管道制定保温措施，若工业生产所处地区异常寒冷，需要考虑伴热。架空管道敷设方式同样还存在着稳定性问题。与上述两种管道敷设方式相比，它的稳定性最差，因此对钢支架的要求非常高，必要情况下还需配备补偿器，防止水平推力破坏管道支架。

通过上面的阐述能够发现，架空管廊敷设方式的优点非常明显，但如果工业企业处于北方寒冷地区需要谨慎使用该方式，必要情况下做好保温防冻措施。架空管廊在设计过程中需要充分考虑到工业生产其他管道的敷设方式[7]。

4.2选材原则

4.2.1介质

管道内的介质不同所适用的管材会有所区别。有部分工业企业会使用腐蚀性较强的酸液，工作人员需要选择抗腐蚀能力强的管道材质。

4.2.2深度

埋设深度在一定程度上决定着管道材质的强度。对于排水管道而言，埋设越深坡度越大，需要选择适合的管道材质。

4.2.3环境

不从生产区域的介质温度、压力会有所区别，设计人员要考虑周围环境可能对管道材质所造成的影响，例如PVC管道不能应用于高温环境下，否则会造成管道老化变形。焊接钢管不能应用到酸性环境下，否则会造成管道腐蚀。

结语：

综上所述，给排水系统作为工业生产中极为重要的组成部分，对工业企业的发展以及工业生产效率都有非常重要的影响。工业给排水管道的布置和选择，需要根据现场实际情况以及当地环境进行挑选，就这样才能保障工业给排水系统顺利运行。

参考文献：

[1]魏辛辛，刘文濤.住宅建筑给排水设计中的管道布置和选材分析[J].住宅与房地产，2020（12）：85.