化學實驗室的安全設計 -> 給水、排水
(一)給水
實驗室給水系統應能保證必需的壓力,水質和水量。除供實驗和生活使用之外,還應配置供應消火栓和消防設備的用水。
對于大型的高層實驗樓,在室外給水管網不能滿足上層實驗室用水要求時,或在室外管網水壓周期性(或經常性)不足時,尤其是為了保證實驗室安全供水,應設置局部加壓設備或屋頂水箱和水泵,專供上層實驗室使用。在使用水泵抽吸時,應注意防止引起室外管網壓力降低,必要時,可在進水口設置斷流水池。
實驗室用水通常可僅設一根引入管,但若實驗設備要求安全供水,或在高層實驗樓里消火栓數量較多時(例如超過10個),則應設兩根引入管。單根引入管一般宜從建筑物中部引入實驗樓內,以使水壓較為平衡。兩根引入管則宜由實驗樓兩端(或不同側)引入,若只能由同側進入,則應保持較大的間距(通常應不小于10米),并在該兩引入管連接處的給水管網上設置閥門,保證在水管發生局部故障時仍能保持安全供水。引入管應盡量從靠近要求實全供水或用水量最大的處所引入。
實驗室內的給水管道應合理布置,便于維護,力求使供水安全可靠,因此管線應盡量短,避免交叉。一般實驗室的管道可沿墻、走廊、柱角、天棚等處明裝敷設,但易積聚灰塵,故在安全要求較高的實驗室中應盡量暗裝,敷設于管溝、天棚、地下室或公共管廊內,給水主管、支管則可暗敷于管槽和豎井內。所有暗設的管道均應在控制閥門處設置檢修孔,以便維修。
放射性實驗室給水系統的管道入口通常應設在干凈區,采用上行下給式給水管網,以免擴散污染。生活給水管道通常也宜設在潔凈區。管道由潔凈區接至受污區的通風柜、手套箱、衛生通過間淋浴器等可能受污的處所時,應使經斷流水箱或局部斷流水箱送入。斷流水箱應有適當的高度和容量,必要時應設加壓裝置。也可采用斷流閥門在不同放射水平的交接處,分別在管道兩端設斷流閥門各一個,中間接一支管,當管道不工作時,將斷流閥門關閉,打開泄放閥門將余水放空。至于小型的放射化學實驗室,可在進入受污區前只在管道上設一逆止閥,防止受污。
放射化學實驗室的受污區應設灑水龍頭,用以消洗受污表面。通常,灑水栓流量可取0、7升/秒,管徑25毫米,自由水頭10米水往,各灑水栓間距為20—25米,使用時可接10—15米長的橡皮管。在高放射性水平場所的衛生通過間里,可設蘇打水管,用1—2%蘇打水,管徑宜大,水溫不宜過低(35—40℃)以防堵塞。
(二)排水
實驗室應根據排出廢水的成份、性質與受污水平設置相應的排水系統。若含有害物質,應先作必要的處理,使之符合國家標準(例如GBJ4一73《工業三廢排放試行標推》等),方可排出。必要時,應設獨立的排水管道,經局部處理后,再排入室外排水管網。
實驗設備的冷卻水排水或其它僅含一些無害懸浮物或膠狀物,受污不嚴重的廢水可不必處理,直接排至室外排水管網。
若廢水含排放的廢水如需重復使用,則應作相應的處理。
實驗室排水管道應布局合理,適當集中,以便維修。轉角宜少,以免堵塞。敷設時應盡量沿墻、柱角、天棚、走廊,避免穿經安全衛生要求較高的場所(如精密儀器室等)。排水主干管道應力求靠近排水量最大,雜質較多的設備。
放射性廢水應按放射性水平與化學性質分流排出,并進行相應的處理。對于小型實驗室,廢水量不大時,可用一個排水系統。若量小而濃度較高,可用專門容器收集,送廢水貯存處或作其它處理。排出放射性廢水,應由潔凈區流向受污區,不得貫通潔凈區,以防擴散污染,若放射性水平較高(例如超過370貝可/升),應設專用排水管溝,管槽和豎井,并采用必要的防護措施。對于有腐蝕性的放射性廢水,必須選用合適的耐腐蝕材料制作管料。管溝—般可用磚砌,如地下水位較高或因防護需要,可用混凝土砌筑。管溝覆面可用水泥抹面,不銹鋼、碳鋼復面加刷防銹漆。
(三)消防給水
實驗室除實驗、生產、生活用水外,尚應設備消防給水系統。
1.室內消防給水系統
室內消防給水系統包括普通消防系統, 自動噴灑消防給水系統和水幕消防給水系統等。
(1)普通室內消防給水系統
該系統是由室內消防給水管道、室內消火栓、水龍帶、水槍、消火栓箱等設施,必要時,還應設加壓水泵及蓄水箱。
A.室內消防給水管道
除了操作與水接觸能引起爆炸、燃燒或助長火災蔓延的物質(如鉀、鈉、銫、銣、鉀鈉合金、氫化鋰等金屬氫化物,氫化鋁鋰等)的工作場所,耐火等級為一二級,僅操作或貯存非燃燒體,且其內部設備均為非燃燒體(工作臺、工具箱在外)的工作場所,以及非燃燒材料(加金屬材料、水泥等)倉庫之外,實驗室等建筑均應裝置室內消防給水管道。
實驗室、試驗工廠廠房等的室內消防給水管道應能保證室內消防用水需要,兩股水柱的水量至少不得低于每股2、5升/秒,在室內消火栓口處的壓力應能使充實水柱達到建筑物的最高及最遠部分,且不得低于6米。
在室內消防給水管道中水壓經常(或周期性)不足,不足以使位處較高地點的消火栓達到上述水柱高度時,應設置固定加壓水泵和蓄水箱,固定加壓水泵應設遠距離啟動設備,可由較高位置消火栓處進行啟動。
室內消防給水管道上消火栓的數目若達到或超過10個,而室外給水管道又為環狀時,則給水引入管至少應有兩條與室外管道相接,同時應將室內消防給水管道連成環狀,成將給水引入管與室外給水管道連成環狀。
室內消防用水如與生活、生產或科研實驗用水共用給水管道時,則應保證滿足下述要求,即當生活、生產或科研實驗用水量(在短時內)達最大時,供消防用水的管道仍可滿足消防用水的要求而不會影響防火安全。
消火栓較多的室內消防給水管道,應設閥門,以使分成數段。若局部管道出現故障需要維修時,可用閥門隔斷,使其它管段上的消火栓仍可處在備用狀態。在一層中停止使用的消火栓數目應不超過5個。閥門應經常開啟,且需設置明顯的啟閉標志。在無采暖設施的建筑物中,若有凍冰的可能,則應在有采暖設施或不會凍冰的處所設立閥門。
B.室內消火栓、水龍帶
實驗樓內消火栓的配布應合理,分設于每一層摟,并使相鄰消火栓的充實水拄能在其作用半徑內建筑物的最高最遠處相遇,且至少有一股充實水柱可射至每個房間的任何地點。
應將室內消火栓布置于人群出入較多,比較明顯,易于取用的地點,如門廳、樓梯間平臺、走廊、走道等,且應明裝。栓口離地高度應為1、2米,并按實驗摟的需要配置相應口徑的噴嘴及水龍帶。
消火栓的配布間距通常不得超過50米,水龍帶長度一般應取10、15、20或25米,不宜太長,否則在噴嘴處的水壓損失太大。
在同一實驗樓內,消火栓、水龍帶及水槍應采用同一規格及型號,以便互換與使用。當水柱的水量低于4升/秒時,需采用50毫米口徑的消火栓和水龍帶,超過4升/秒時,需采用65毫米口徑。安裝室內消火栓,應注意便于接裝水龍帶。如遇火警,將水龍帶一端的接口接到消火栓出口上,按開啟方向旋轉消火栓手輪,進行噴水撲救。最好把水槍、水龍帶和消火校預先接好,便于滅火。
(2)自動噴灑消防給水系統
在火災危險性較大的實驗樓或部分實驗室、庫房內,應考慮設自動噴灑消防給水系統,并配合設置煙焰鑒測器和受熱報警器。在貯有大量易燃液體的房子里,更應設置自動噴灑消防給水系統。
自動噴灑給水系統由給水管網,噴灑頭和熱敬控制件組成。噴灑頭裝在房間頂上,但應合理配置。通??擅?—10米2(約3米見方)設置一個噴灑頭。在平時,噴灑頭被熱敏控制件封閉。當室內起火,溫度升高時,噴灑頭即可自動破開噴水。熱敏控制件可調,一般工作溫度較室內溫度高約30—40℃。在水壓140千帕時,一個12、7毫米噴灑頭的噴水量可達1、5升/秒左右。
由于自動噴灑消防給水系統可在火勢剛出現不久立即進行滅火,不需人工控制或操作,故不會因起火處所的煙焰等惡劣環境條件而受到影響,具有良好的滅火效果,凡火災危險性較大的建筑物,均應考慮設置此種滅火設施。據不同國家的資料統計,自動噴灑滅火設施的滅火成功率??蛇_99、7%,其中有不少火警僅是采用了一只噴灑頭即將火撲滅了的。
實驗樓應根據情況,配合設置二氧化碳、四氯化碳等自動滅火設施,由煙焰鑒測器控制起動,用于一些不宜用水滅火的地方。
(3)水幕消防給水系統
為防止火勢經過門、窗、樓面孔洞、防火帶、懸吊式防火墻擴展蔓延,影響鄰接房間及建筑物,可用水幕消防設備作為阻火設施,但應注意,水幕并不能完全阻止火焰的熱輻射透過。
2、室外消防給水系統
1、實驗樓、庫房等建筑物在必要時應設立室外消防給水系統,由室外消防給水管道、室外消火栓、消防水泵等組成。
室外消防給水管道應保證維持一定的工作壓力,低壓管道的水頭應不低于10米,而高壓管道應在消防用水量達最大值時仍能保證在建筑物最高處的充實水柱不小于10米。
實驗樓、庫房、廠房等建筑物的室外消防用水量應按表18—16計算,并保證供應(消火時間按3小時計算)。
室外消防給水管道應符合下列要求
(1)管徑不小于10厘米。
(2)環形(獨立的建筑物可采用單向管道,但應伊證防凍,長度通常不大于300米)。
(3)用閥門分為數個管段,在局部管道發生故障需要檢修時,可用閥門隔斷,不致影響其他管段消火栓的使用。
每個管段的消火檢數目不超過5個。
(4)每個消防水泵應有獨立的吸水管,由兩個或兩個以上消防水泵組成一組時,則至少應有兩個吸水管。若使用兩個吸水管,則每個管子均應保證用水量。
室外消火栓應配置合理,相鄰消火栓的距離不得超過120米,設于通路(或街道)邊,盡量靠近四叉路,離建筑物外墻不應太近(通常不應小于5米)距路邊的距離不應超過2米,消火栓需裝100毫米栓口一個及65毫米栓口二個。消火栓如為地下式的,可只裝一個100毫米栓口。
為保證室外消防用水的需要,尚可設置蓄水池、蓄水箱、空氣壓縮水箱等設施。