羊城晚报社印务中心给排水及消防设计

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提要：介绍了亚洲第一座全数码报纸印刷基地——羊城晚报社印务中心给排水及消防设计，并重点介绍了大空间建筑物室内消火栓的设置方式以及双联锁预作用自动喷水灭火系统的设计。

关键词：印务中心 给排水 消防 双联锁预作用系统 设计

1工程概况

羊城晚报社印务中心位于广州市天河区黄埔大道中413号，原广州化纤厂东部地段，建筑物占地面积1.32万m²，总建筑面积2.89万m²，设计安装8台日本进口高斯牌印报机，于2001年11月5日落成并通过验收，是亚洲第一座全数码报纸印刷基地。

该建筑物地下一层，地上三层，整个建筑物主要由印刷车间和制版车间、配页车间和周转纸库、储备纸库、展示和办公用房四部分组成，另有部分地下室作为设备房。印刷车间和制版车间部分高度为22.9m，首层为印刷车间、淋浴间和润滑油仓库，二层为操作平台和制版车间，三层为参观廊，夹层为风柜房，屋面为混凝土风道和水箱。配页车间和周转纸库部分高度为11.5m，首层为周转纸库，二层为配页车间。储备纸库部分为单层，高度为15.5m。展示和办公用房部分高度为14m，首层为门厅和电设备用房，二层、三层为展示和办公用房，屋面设热水炉房。地下室为油墨库、空气压缩机房、冷冻机房以及水池和泵房。该建筑物属不超过24m的丙类工业厂房和库房。

2给水系统

2.1设计用水量

本工程最高日用水量为452.2m³/d，最大时用水量为41.66m³/h。生活用水最大时用水量为7.5m³/h，含工作人员淋浴用水、饮用水、绿化和清洁用水。生产车间和周转纸库设置24h恒温恒湿空调，空调用水量较大，最大时用水量为25m³/h，且不能长时间停水。生产工艺用水主要是印报机湿润纸张、制版机湿润母版之用，最大时用水量为9.6m³/h，除了约30%沾在报纸和母版上外，其余70%都以水蒸汽形式散发到空气中，由空调系统排除。生产工艺用水要绝对保证，否则会影响报纸的及时发行。

印报机对水质要求：水温15°C≤t≤30°C；钙离子≤300mg/L；镁离子≤300mg/L；一氧化氮和二氧化氮≤10mg/L；氯离子≤200mg/L；有机物≤10mg/L，铁离子≤0.3mg/L；pH5.8~6.8；一般细菌≤100个/mL；无大肠杆菌；色度≤5度，浊度≤2NTU。

本工程每台印报机均配备一套树脂型离子交换水处理设备，每台印报机供水量不小于40L/min，供水压力为0.15~0.5MPa。

2.2水源及供水方式

本工程水源为市政自来水，小区室外设DN300生活、消防合用供水环网，市政供水压力约0.2MPa。从室外小区环状供水管网接DN150分水表供本工程的生产和生活用水。

室内供水方式以保证生产和生活用水为前提，供水系统按如下考虑：生活、生产用水与消防用水完全分开，地下生活水池储存最高日生活、生产用水量，屋面生活水箱储存最大时的生活、生产用水量。生活用水分两个给水分区，地下层、首层（淋浴间和印刷车间除外）、二层（制版车间除外）由市政压力供给，首层淋浴间和印刷车间、二层制版车间、三层、夹层、屋面层由屋面水箱供给。地下层设生活泵，把生活、生产用水由地下生活水池提升到屋面生活水箱，生活泵流量按最大时用水量选取。

3排水系统

3.1生产排水系统

生产车间采用了技术先进的高斯牌印报机，生产过程中不产生污水，生产排水以排除少量的空调冷凝水为主。每台印报机设DN100地漏1个，每台制版机设DN50地漏1个。由于风柜房排出的冷凝水温度较低约20°C，故明露部分管道进行了保温处理以防结露。

3.2生活排水系统

生活排水主要是生产人员和办公人员的生活排水，室内生活废水和生活污水分流，室外雨水、污水分流。生活废水直接排入室外污水管道，生活污水经三格化粪池处理后排入室外污水管道，化粪池容积按《广州市建造化粪池管理办法》的规定确定。

3.3雨水排水系统

本工程雨水设计重现期按2年选取，按广州市市政工程研究所公式q=2546.75/（t+8.97）0.65计算，降雨历时t=5min。

4消防给水系统

本工程属不超过24m的丙类工业厂房和库房，室外消防用水量为45L/s，火灾延续时间为3h。室外消防用水由小区室外DN300环管上的室外消火栓供给，消火栓按间距不大于120m布置于建筑物周围。

室内消火栓用水量为10L/s，火灾延续时间为3h。室内消火栓用水全部储存于地下消防水池，屋面设18m³的消防水箱，并设投药泵，人工控制投加次氯酸钠溶液，使水中游离性余氯不低于0.05mg/L以保持水质。室内消火栓系统为一个给水分区，消火栓间距除储备纸库按不大于30m设计外，其余均按不大于50m设计，并保证同一防火分区相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位。

本工程印报机厂房高22.9m，储备纸库高15.5m，两个部位均属于大空间，室内消火栓水枪充实水柱应经过计算确定，水枪充实水柱要控制在10～17m之间，水枪反作用力不能超过196N，否则会影响消防员灭火。水枪充实水柱计算公式为：

SK=（H1-H2）/Sinα

式中SK——水枪充实水柱长度，m；

H1——被保护建筑物层高，m；

H2——消火栓安装高度，取1.1m；

α——水枪上倾角，取值范围为45°～60°。

对于储备纸库，以消防员站在0.00m标高地面上，按式（1）计算，水枪充实水柱应在16.7～20.5m之间。故向建筑专业提出要求，在纸库内墙10.00m标高处增加一圈马道，在马道设置消火栓，以减少充实水柱长度，见图1。印报机厂房在0.00m标高和4.00m标高各有一个工作平台。以消防员站在4.00m标高平台，按式（1）计算，水枪充实水柱应在20.6～25.2m之间。故考虑在厂房北边11.50m标高屋面上设置消火栓，通过厂房高大的窗户向室内喷水。在厂房南边10.00m标高的参观廊（属于另一防火分区）设专门的消防栓小间，供消防员使用，消火栓小间用甲级防火门与参观廊隔开，见图2。按图2设置消火栓，水枪充实水柱为15m，在11.50m标高屋面上水枪上倾角为45°，在10.00m标高的消火栓小间水枪上倾角为53°，就可以满足灭火要求。

图1储备纸库消火栓设置

图2印刷车间消火栓设置

5自动喷水灭火系统

5.1工程条件和要求

本工程按《自动喷水灭火系统设计规范》（GBJ84-85）设计（注：本工程是2000年设计），根据规范，印刷车间平台下部、制版车间、配页车间、周转纸库、展示和办公用房、油墨库和走道等位置均需要设置喷头。印务中心车间内有许多贵重设备，系统应安全可靠，避免误喷。油墨库层高7.5m，油墨由颜料、树脂、植物油、矿物油和助剂等组成，油墨燃点在210°C以上，属可燃液体，火灾危险性大。

5.2自动喷水灭火系统

设计采用湿式与预作用式的混合系统，印刷车间和制版车间、配页车间和周转纸库两部分采用预作用式，展示和办公用房、地下室两部分采用湿式。油墨库按严重危险等级考虑，设计喷水强度为15L/（min·m²），其余部分按中危险等级考虑，设计喷水强度为6L/（min·m²），系统设计流量为97.5L/s，喷淋主泵设计工作压力为0.85MPa。系统作用时间为1h，喷淋用水全部储存于地下消防水池。喷头动作温度均为68°C。

系统采用DN150和DN200湿式报警阀各一套，DN150雨淋阀两套。其中，DN150湿式报警阀控制展示和办公用房喷头，DN200湿式报警阀控制地下室喷头。DN150雨淋阀一套控制印刷车间和制版车间喷头，另一套控制配页车间和周转纸库喷头，湿式报警阀和雨淋阀均设于地下层专用房间内。消防泵房内设喷淋泵XBLD9/503台（2用1备），Q=50L/s，H=90m。当DN150湿式报警阀或DN150雨淋阀动作时开1台泵，当DN200湿式报警阀动作时开2台泵。本系统与室内消火栓系统合用屋面18m³的消防水箱，由于消防水箱不能保证最不利点喷头0.05MPa的工作压力，故本系统设FQL-Ⅱ-2-96稳压设备1套，Q=2m³/h，H=96m。

5.3双联锁预作用系统

为避免误喷，预作用系统采用双锁预控制。雨淋阀的基本阀体为水力控制阀，雨淋阀启闭同时受互相串接的电磁阀和PORV压力控制导阀的控制，预作用系统阀后管道中充有0.2MPa的气压，以监测管道的气密性及维持管道干燥。当电探测器误动作时，电探测器向预作用控制盘输出信号，控制盘发出报警信号并发出电磁阀开启信号。电磁阀打开，但由于PORV压力控制导阀仍然关闭，故雨淋阀不动作。反之，由于管道或喷头破损造成系统内气压下降以至PORV压力控制导阀打开，但与之串接的电磁阀没打开，故雨淋阀仍不动作。当管道中气压降到0.15MPa时，低气压监测开关向控制盘输入信号，控制盘发出低气压报警，启动空气压缩机。只有电探测器发出火灾报警信号，且喷头爆破造成系统内气压迅速下降，电磁阀和PORV压力控制导阀均打开，雨淋阀才动作，水流促使高压水流报警开关动作，向控制盘发出已启动报警阀的信号。系统原理见图3。

图3双联锁安装示意

注：1主阀体2报警测试阀3压力表4排水阀5重置阀6PORV压力控制导阀7电磁阀8紧急启动阀9加速器10过滤器11球阀12水源控制阀13止回阀14低气压监测开关15高压水流报警开关16水力警铃17积水测试器

5.4经验总结

预作用系统要经水压和气压试验，故系统的排水很重要。喷淋主干管宜设置于主梁底，并以0.003~0.005的坡度斜向立管。喷淋支管设置宜高于干管，可设置于次梁底或梁格内，并以0.005的坡度斜向干管。

每层喷淋管网末端应设压力表、试水阀和电磁阀。试水阀供系统试验时人工操作排气，电磁阀供火灾时加速管网排气，排气管口径应比供气管大一号以上。当高压水流报警开关动作，应马上停止空气压缩机。

6高压二氧化碳灭火系统

建筑物内的润滑油仓库、发电机房和制版车间的UPS房设置高压二氧化碳灭火系统。二氧化碳设计灭火浓度为47%，物质系数Kb=1.5，气体喷射时间不大于60s，设70L二氧化碳12瓶共504kg。系统采用组合分配式，并采用自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。

7设备和材料

本工程采用的湿式报警阀、雨淋阀、喷头和管道沟槽接头为进口产品，其余均为国内产品。室外给水管采用球墨铸铁管，室内冷水管采用PP-R塑料给水管，热水管采用薄壁紫铜管。室外排水管采用钢筋混凝土管，室内排水管采用PVC-U塑料排水管。从工程实践看，使用PP-R给水管可改善水质，施工方便，但热胀性不容忽视。只要按有关规程设置自由臂和固定支座，问题是可以解决的。本工程消防系统管道DN≥150的均采用沟槽接头连接，其优点是施工过程不破坏镀锌层，从而改善系统水质，且施工速度快；缺点是滚槽设备要靠进口，价格贵。

来源：给水排水杂志Vol.29No.42003

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修回日期：2002-8-30