發布時間：2023-05-23 17:12:19
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的給排水優化設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：給排水設計；存在問題；水表設置；安裝材料；管道設計
Abstract: The construction of water supply and drainage design is the key, water supply and drainage project has been optimized design, the daily consumption of water will be the convenience, in order to enhance the quality of life of residents, improve the quality of life. This paper first introduces the current construction engineering to the existing drainage design problems, from the point of water meter installation, installation materials, pipeline design and other aspects, discusses the building water supply and drainage design optimization, in order to better meet the needs of residents.
Key words: water supply and drainage design; existing problems; the installation of water meters; mounting materials; pipeline design
中圖分類號： 文獻標識碼： 文章編號：
前言
隨著我國人民生活水平的不斷提高，居民小區、花園式小高層等越來越多的出現在各大城市、中小城市以及縣城區域，政府部門對建筑的質量也比較重視，鋼筋架構、住宅面積等把關的比較嚴格，這些宏觀層面的東西把握的相對較好，為了能夠更好的滿足人民生活需求，必須在微觀層面也加以關注，給排水的設計優化就直接影響著居民的日常生活質量。對于建筑給排水的設計人員來講，高質量的生活要求，對他們提出了更高的挑戰。
1、目前建筑工程給排水設計中存在的問題
作為建筑設備的重要部分，給排水設計至關重要。在具體的設計中，工作人員應該本著以人為本的原則，走可持續發展道路，盡量做到節能和環保。隨著物質生活的不斷提高，居民對建筑的給排水設計提出了更高的要求，不僅要舒適、方便，而且還有節能、外觀美麗。在給排水的施工過程中，施工人員要加強對給排水設計中易出現問題的重視，尋找更加合理和人性化的設計方案。
1.1 管道問題
①給水管道。以往我國多數建筑工程中的給水管道設計進戶管采用的都是DN20。隨著建筑使用功能的不斷完善，在較大面積的單位中，都會有兩個衛生間，若是仍舊采用DN20作為進戶管的話，因管線總體長度過長，其末端很容易出現噪音。同時，由于有些地區供水壓力相對較高，致使底層住宅的管道壓力較高，這樣一來更容易引起管道振動，從而產生噪音。該現象會嚴重影響住戶的日常生活和休息，嚴重時甚至會危害到人們的身體健康。此外，這種設計由于進戶管徑較窄，若是在集中用水的時段，還有可能影響到頂層的供水情況。
②排水管道。以往的建筑排水管基本采用的都是鑄鐵管材，這種材料本身很容易受潮銹蝕，進而使水質受到影響，有可能危害到用戶的身體健康。為此，國家已經出臺了相關規范，要求建筑排水管必須采用塑料管材。然而，由于一般的UPVC管的噪聲要比鑄鐵管材高很多，若是管道與住宅的臥室或客廳靠得太近，會使用戶收到噪音的影響，從而影響正常生活和休息。雖然這種情況大部分設計人員都了解，但是出于降低工程成本的角度考慮，又不得不選用這種材料。
1.2 地漏水封問題
通常情況下，建筑室內的衛生間中都需要設置地漏，其主要起到排水的作用。然而，很多住戶卻發現衛生間內經常會有臭味，導致這一問題的根本原因是地漏質量不達標。按照我國GB50015-2003中的有關規定，普通住宅建筑衛生間地漏水封的埋深深度不得小于50mm。然而，這一問題卻經常被設計人員忽視，同時，有些開發商為了節約成本，會使用一些劣質地漏，據調查結果顯示，這種質量不合格的地漏，其水封深度最大僅為30mm，與規范中要求的50mm相差甚遠，正因如此，使得衛生間經常會出現異味，這樣既污染了用戶的居住環境，而且還有可能影響到用戶的身體健康。
1.3 管道敷設問題
近年來，隨著化工材料的不斷發展和完善，諸多質優價廉的新型管道相繼問世，如PP-R管、PEX管以及鋁塑復合管等等。目前，許多建筑為了達到整體上的美觀性，給水管道基本采用的都是暗敷。但是由于不同材料性能均各不相同，若是設計人員忽視了這一點便會引發問題，如采用可熱熔的PP-R管時，可將其接頭部位暗敷于地面以下，若采用的是非熱熔管材，按照有關規范要求接頭應當明敷與地面之上。如果將不可暗敷的管線暗敷，那么必然會引起相應的問題。此外，給排水管道一般都安裝在管道井內，而大部分管道井都設置在衛生間內，這樣會造成衛生間面積變小，一旦管道出現問題，維修也不太方便。
2、水表的合理優化配置
從費用管理方面對給排水進行優化設計。當下我國的物業公司還處于起步階段，大多不太正規，專業的物業管理人員缺乏，自來水公司對水表配置比較專業，而且其內部工作人員都具有專業知識和經驗，小區住戶水表基本采用一戶一表方式進行配置，居民家中安裝水表方便居民自己查看，另外再集中在一個區域配置水表方便物業人員管理。只有水表配置合理，方便小區居民的生活，才會對居民生活質量有所益處，水表優化設計配置本身的目的就是為了能夠更好的方便群眾生活。
3、給排水管道安裝材料的優化選擇
管道安裝材料的質量和尺寸要標準化，對施工質量要進行嚴格管理。質量尺寸標準，給排水過程中承受的壓力不至于讓管道崩裂，安裝完畢還要進行相應的灌水試驗，確保排水順暢。室內管道為了美觀大多采取隱蔽的方式進行安裝，室內的隱蔽管道質量更是要重視，由于其在室內而且又處于隱蔽狀態，一旦發生漏水等事故對居民的生活影響不言而喻，而且事后修理也比較困難，容易破壞墻壁等室內設施，也就對室內的整體裝修造成了破壞，如此重修的成本就大大增加。管道的監管驗收工作至關重要，一定要確保管道銜接規范，管道排水順暢。
4、給排水系統中的廚房排水、衛生間用水優化設計
對于居民來說，廚房用水可謂是家庭用水的一大項，廚房用水的設計必須合理優化，確保居民的“食為天”。廚房的面積相較整個房屋來說空間較小，但水池、碗柜等設置比較緊湊，水源基本是水池用水，盥洗盆下的排水支管直接在樓板上接入排水立管，廚房地面一般是沒有水的，一般情況下在廚房就不設計地漏了，方便快捷又節約成本。衛生間內部一般分為洗澡間的地漏設置、冷熱水管設計，洗漱給排水管設置，坐便器的排水口設置等，在實際施工設計過程中要以人為本選擇合理的位置以盡量滿足大多數住戶的生活要求。
5、上水管、下水管、中水管的綜合優化設計
既要方便居民生活用水，又要盡量減少水資源的浪費。上下水管的供水、排水優化設計是基本的用水設計，熱水供應在如今的居民生活中已不可或缺，尤其是冬天的洗澡淋浴等都需要水管直接流出熱水，但有個現象就是在用熱水前，熱水管道得有幾分鐘的冷水流出，流完之后流出的才是熱水，之前流出的冷水就白白浪費掉了，這些無效冷水幾乎每天都得浪費，這可以通過管道預熱設計讓冷水回流進行控制，也可以讓居民自己形成節約水資源意識，將這些無效冷水平時準備好器具容納起來，然后可以進行廁所沖洗等，也就是通過技術手段和節水意識減少水資源的浪費。中水的設計是應環保的需求，將污水進行去污除油處理，通過中水管道輸送用于沖廁所、洗車等用途，也就是非飲用水，如此沖廁、洗車等就可以不用再浪費清潔的自來水了。上、中、下水管的綜合設計應用能夠更好的提升居民生活品質。住宅建筑工程的給排水優化設計要同時考慮到方便居民用水和減少水資源浪費兩個方面，本著以人為本、以群眾實際生活需求為標準，科學配置、合理優化，技術手段、思想意識等多管齊下，讓給排水項目能夠更好的滿足群眾日常生活需求，提高生活質量、提升生活品質。
6、結束語
綜上所述，建筑給排水設計是一項較為復雜且系統的工作，由于影響因素相對較多，很容易給設計人員造成各種問題。為了確保給排水的整體質量，并使其能夠發揮出真正的作用，要求給排水設計人員必須了解并掌握優化設計方法，并通過不斷的分析總結，豐富自身的設計經驗，針對設計中可能出現的問題，采取行之有效地措施加以應對，以此來確保建筑給排水設計質量，進而滿足群眾需求、方便群眾用水，提升生活品質以及減少水資源浪費。
參考文獻：
[1] 李尚軍，淺議建筑工程給排水設計施工[J]，中小企業管理與科技，2011（3）
[2] 黎勝，高層民用建筑給排水優化設計[J]，廣東科技，2008（6）
關鍵詞：建筑給排水；設計問題；優化
引言
由于我國現代化的飛速發展，城市化進程隨之不斷深入，因而人類的生產生活必然就離不開水的供給與排放。雖然建筑給排水工程在整個建筑工程中所占的比重不大，造新的節能、節水、安全可靠的給水排水系統方式和設計方法將會是大勢所趨。這對保證整個建筑日常運行的安全性和經濟性，提高整個建筑的使用效率及人類生產生活的質量都有著十分重要的現實意義。
1建筑給排水設計各個環節的作用
1.1給水設計
1）自動排氣閥
自動排氣閥通常作用于延時自閉閥蹲式大便器的供水系統，如辦公樓、學校、酒店等，管道系統的頂層自動排氣閥最好裝置在管道的最高點。延時自閉閥能很好地控制流量，但無法控制氣流。當系統停水，給水管內通常會積累大量的空氣。恢復供水管道的空氣將被壓縮至水管道系統的頂部，形成一個壓縮空氣區。此時如果有人再按下延時自閉閥的按鈕，則會將便器內的污物隨氣流帶至地面或將污漬濺到使用者身上。
2）戶外控制閥門
適當增設單體建筑戶外控制閥門在住宅給水設計中立管底部的給水閥門是必不可少的，這一措施增加之后當底層住戶發現下水管堵塞引起地面冒水時，可及時關閉給水總閥，從而有效減少排污量。
3）室外閥門
注意室外閥門的安裝形式，大部分室外安裝的閥門口徑都是7以上的，可以采用截止閥、閘板閥或蝶閥等。一般均是法蘭安裝，而且有國家標準圖。值得注意的是，設計時在每一個法蘭連接閥處設一個伸縮器則可以解決這一問題。
2.2排水設計
1）地漏與存水彎的配合
在建筑排水設計中雖然沒有明確規定排水地漏一定要設置存水彎，但這確實在一定程度上能影響用戶的使用。所以在設計時應正確處理好地漏與存水彎的配套問題。雖然全國通用給水排水標準圖上對存水部分的高度作出了具體規定，但往往在安裝時滿足不了設計要求。因此，一般情況下，建筑排水系統的地漏存在于室內的，均應配套存水彎，這樣可以有效的防止室內排水系統的串味問題。
2）室內排水管最小管徑
通過實驗論證可知，室內排水管最小管徑宜為DN75，采用這樣大小的排水管既不會增加成本。占用空間，也有利于后期維修對于樓房內底層排出橫管，宜采用 Dg150的管徑，這樣既不會增加投資也能大幅度減少管道的堵塞風險，同時非常適合中國國情。通過合理的設置以達到實用與節省空間的雙重效果。
2建筑給排水設計中出現的問題及其優化方案
我國城市的建筑都具有面積大、用電設備多、供電要求高、人員集中等特點，這些都給建筑給排水設計的安全性及可靠性提出了很高的要求。因此，如何解決建筑給排水設計中容易出現的問題，采取合理的方案優化設計十分重要。下面就對建筑給排水設計中出現的幾個問題及其優化方案進行詳實的探討和研究，以供同行參考。
2.1建筑給水細節問題及改善方案
建筑給水設計問題是整個給排水設計中很關鍵的一部分下面就對建筑給水設計中管道降噪設計、管材選擇、生活飲用水池的衛生防護、支管布置與敷設等細節問題提出有效的改善方案。
1）管道的降噪設計
隨著人們生活水平的不斷提高，很多住戶都希望設計雙衛，給水管道減壓和減少噪聲是越來越迫切。還有就是為了避免用水時末端出現噪聲，建議廚衛距離較遠管段較長時分戶水管采用DN25。
2）給水管材的選擇
傳統給水管大多是鍍鋅鋼管，易銹蝕，壽命短，國內水路運輸不能滿足水質衛生標準。因而為了滿足標準要求，應選擇最佳的、最優質的給水管材。與金屬管相較之，塑料給水管的優勢則更加明顯，一般而言塑料給水管不僅重量輕、耐壓強度好，而且安裝方便，省鋼節能，使用壽命又長。因此，建設部應大力推廣使用塑料給水管。
3）生活飲用水池的衛生防護
在供水環節中，生活飲用水池是不容忽視的一個重要環節，因而做好水質的防污染工作刻不容緩。應針對水池的入孔、溢流管等制定出切實可行的措施，有效地防止昆蟲爬入池內，并使用無毒的軟質泡沫材料嵌入在接縫處。應針對呼吸管、溢流管制作出耐腐蝕材料的網罩，也可通過其他方式進行防護，比如通過空氣隔斷的方式，防止通過溢流管的臟氣體返回到水池，從而避免水池受到污染。總之，在建筑給排水設計施工圖中，應結合具體情況，針對生活飲用水的衛生情況制定出科學有效的防護措施。
4）給水支管布置與敷設
給水管道的敷設分明裝和暗裝 拿明裝來說，即管道外露，主要有安裝維修方便，造價低等優點，但同時也存在影響美觀，表面易結露等一些不足之處。而暗裝管道，既不影響室內美觀，又可以保護管道不受外力破壞。在暗裝管道過程中需注意，不要將管道接頭直接埋入墊層或墻壁內，否則出現漏水情況就很難補救。此外，還值得注意的是，為了有效避免住戶裝修時破壞給水管道，施工完畢后還應在敷設管槽內的給水支管位置做好標記。
2.2建筑排水系統常見故障及應對策略
1）地漏的水封處理
《建筑給水排水設計規范》中對建筑排水系統的地漏水封深度做了明確規定：其深度不得小于50mm，目的就是為了防止有害氣體竄入室內，從而使室內環境遭受污染。因此，建議采用高水封進行地漏處理，以更好地滿足設計施工要求。
2）排水塑料管道的噪聲
現如今，傳統的排水鑄鐵管已不能滿足要求，現在普遍使用的都是排水塑料管。然而，由于一些普通的塑料排水管嘈雜，住戶可以明顯感覺到水渠噪聲。因此，排水立管應遠離臥室和客廳，最好選擇一些先進的。新型的管材產品，比如可選擇芯層發泡UPVC管道和UPVC 螺旋管，采用這兩種排水管道不僅能很好的達到降噪目的，還能提高住戶的生活質量。
3）污水排水管道同層排放
廚房洗池引流管可以直接接入排水地板豎管，地漏不能位于廚房內。防水層設計的下沉式衛生間，排水橫管布置在這一層，是為了下方管堵塞和泄漏在這一層解決。此外，也可以選用后排水坐便器及多通道地漏，以減少下沉空間。
2.3建筑給排水設計中的節水節能措施
當今社會，對于建筑給排水的專業技術人員來說，要實現節水節能，就應在滿足住戶使用要求且不影響給排水系統正常運行的前提下，采用先進有效的技術措施，提高資源利用率。從狹義角度考慮節水節能也可以運用到建筑給排水的設計中，其措施如下：
1）二次供水設備的選擇。應用變頻調速裝置，其工作原理是利用變頻器改變電機電源的頻率，使用無級調速控制泵的軟啟動過程，根據用水量的大小循環。
2）熱水系統和管道。應采用立管在建筑排水熱水系統設計的循環或支管循環，并全面開展管道保溫，以盡量減少非使用的浪費。
3）節水器具和器材的選用。推廣使用各種節水水龍頭，防止劣質水龍頭進入市場a.為了保證使用后的節水效果，沖廁水箱可選用虹吸式馬桶和拉虹吸水箱或雙掣式沖廁節水水箱。c.推廣使用恒溫淋浴器，它可以通過調整形狀記憶合金的冷熱水，并立即恢復到原來的設定溫度。
3結語
總之，在新世紀，構建經濟節約型和環境友好型社會的主題不斷的深入到社會各個行業及人們的生活，所以作為建筑給排水設計人員必須緊跟時代步伐與時俱進，正視新情況和新問題，并勇于挑戰。具體而言，應從設計過程的各個細節嚴格把關，不斷從工作實踐中總結經驗，不斷研究新情況，解決新問題，不斷完善設計技術，以更好的設計經驗給現代建筑給排水設計提出的新要求，實現全面均衡、務實安全、可持續發展戰略。
參考文獻：
[1]龐建雄，對建筑給排水設計中幾個常見問題的探討[J].廣東土木與建筑，20099（6）：91- 93
關鍵詞：建筑給排水； 系統可靠性；給水；消防；優化設計
中圖分類號： S276 文獻標識碼： A
1、系統可靠性的基本概念
所謂建筑給排水系統的可靠性是指建筑給排水包含的各個系統在規定的使用條件下，在規定的時間內完成其預定功能的能力。可靠性的目的就是盡可能設計與制造不發生故障的系統，而這又恰恰是系統工程方法的可靠性技術。可靠性研究的目的是實現可靠性工程優化。系統的可靠性設計本身就是系統的優化設計過程。除了對一個已經存在的工程系統用可靠度概念進行評估外，對可靠度追求和把握的另一個原因是人們需要結合可靠度和經濟指標來進行系統的優化設計。 2、系統可靠性模型分析
2.1 串聯系統可靠性模型分析
如果系統由兩個或兩個以上組分組成，其中任何一個組分發生故障就使系統失效，這樣的系統的可靠性模型就是串聯模型。假設一個系統有n個組分，每個組分對應的失效率是 、…，對于串聯系統，各組分是相互獨立事件，根據概率論知系統的可靠度應該是各組分可靠度之積。即系統可靠度R為
由于各單元的可靠度均小于 1，故整個系統的可靠度會小于各單元的可靠度，且串聯的單元越多，系統的可靠度就越小。
2.2 并聯系統可靠性模型分析
如果系統的各組分，其中任何一個失效都不影響系統工作，只有全部都失效時系統才失效。這樣的系統，它的可靠性模型是并聯模型，在并聯模型中，由于每個組分都失效時系統才失效，所以系統的不可靠度 F 等于組分不可靠度的乘積，
系統可靠度
并聯系統多半是一種帶后備的情況。如兩臺水泵并聯工作，其中一臺失效，并不影響另一臺的正常工作，不致影響系統運行。并聯系統的可靠度大于各單元的可靠度。需注意的是，并聯系統指的是邏輯圖上的并聯，與安裝圖上的并聯有時并不一致。如串聯的止回閥或閘閥在邏輯圖上則是并聯系統。
2.3 復合系統可靠性模型分析
給水系統各組分的可靠性的相互關系，也可以構成，先串聯后并聯的串并聯模型，或者先并聯后串聯的并串聯模型。當各組分的可靠度相同，全是R時，
串并聯模型系統可靠度為：；二并串聯模型系統的可靠度是：。其中 n 與 N 分別為串聯與并聯的組分數。
3、建筑給排水系統基于可靠性的優化設計分析
在此我們可以從以下這幾個方面著手，探討如何改進建筑給排水系統的可靠性，進行給排水系統的可靠性優化設計。
3.1 管材
在設計過程中，做到既保證系統的供水可靠度，又能控制管材的成本，或者在同樣工程成本的前提下，提高系統的供水可靠性，如何進行管材的選用就成了擺在我們每個工程師面前的一個難題。
3.1.1選用原則
1）技術方面：①管材應有省級政府衛生部門頒發的生產許可證。②管材應有制造標準和設計規程。我國給水管材有不同等級的制造標準及技術規程。一般具有技術手冊或其他形式的認證，提供給設計人員選用依據及設計參數。③管材及管件應規格齊全，可系統配套，亦可與不同材質的管材連接。④管材供貨廠商有相應的技術支持能力，包括對管材各種技術參數的說明及澄清、指導安裝、試水、驗收、售后服務等。
2）經濟方面：①價格性能比。②與建筑物檔次相適應。③業主、設計、施工及監理單位對管材的認識及接受程度。成熟的設計師會根據工程及業主的需要綜合考慮技術及經濟各項因素來決定管材的設計選用。
除了上述兩方面外，在選用管材時，我們還應根據綜合考慮管材安裝的難易程度以及就地取材的因素。
3.2 給水系統
給水系統是旨在提供優良服務的開放的復雜巨系統，人民生活水平的提高，水源的匱乏，也要求給水系統不斷提高其功能作用水平并可以生發出新的功能，如水質保證、實時供水及降低能耗、漏耗等。給水系統的可靠性同樣包含水力（水壓、水量）和水質兩個方面。
隨著高層建筑的快速發展，二次供水系統日益增多，它給生活供水帶來了方便，但同樣帶來了二次污染的潛在威脅，二次供水污染問題早已引起了社會各界的關注。在進行項目設計過程中，設計人員應該具備衛生意識，盡量避免出現水質污染問題，下面列出了常見的幾個導致水質污染的原因：
a)生活水箱與消防水箱混用，使二次供水受到污染；b) 儲水箱容積過大，水箱儲水量超過正常生活用水量，水體停留時間過長，導致余氯耗盡，微生物生長繁殖。設計時要考慮儲水箱的大小，不易使水在水箱中儲存時間過長。c) 沒有考慮生活水池與化糞池等污染場所的相對空間位置，也未作相應的防護措施，一旦出現滲漏，地下污水就會滲入水池污染水質。設計中要注意二次供水設施與周圍環境的相對位置，防止潛在的污染源。d) 高位水箱的出水口設計不合理，高于池底，池中水不能排凈，微生物繁殖，造成水質污染。e) 蓄水池的進水管、溢流管處理不當或防護措施差，進水管無蓋或密閉不嚴，溢流管根本就無防護措施，容易造成別的生物進入水池污染水質。f) 防倒流污染措施未嚴格按照規范執行，水質污染的途徑很多，因倒流而造成污染是最常見的原因。設計中應避免出現漏設或誤設等現象，如將應設置倒流防止器的地方設置成止回閥。g) 二次供水系統缺乏必要的消毒設施。h) 生活飲用水管道與非飲用水管道標識不明或無標識。生活飲用水與非飲用水管道應有明確標識，及應有相應的防護措施。
3.3.消防系統
一般來講，消防系統由消防水源、水泵閥門、管網、報警閥、滅火設備（噴頭或消火栓）、屋頂水箱等部分組成， 這些組成部分構成一個串聯系統，其可靠度為
這里的模型是可靠性的結構模型，并非部件連接的物理模型。只要其中一個部件發生故障，整個消防系統都不能正常工作。要提高整個系統的可靠度，優化消防系統設計，僅就消防供水及消防給水方式兩個方面展開討論。
⑴ 消防供水
能否確保消防給水水源直接影響火災撲救效果，建筑消防供水的可靠性會影響建筑撲救火災的成功率。需要指出的是，這里所指的消防水源，我們可以將其含義引申為接入室內消防管網前的消防供水，將從消防水源以及水泵接合器兩個方面探討。
①消防水源：消防給水水源可取自市政給水管網、天然水源和消防水池消防水源，
必須保證規定火災延續時間內的用水量。如果消防設施出現設備故障或操作不當，整個消防供水設施就處于癱瘓，甚至連屬于市政供水壓力范圍內的樓層都無法得到可靠的消防供水。為提高系統的可靠性，合理利用市政水壓，可以考慮如下做法：在自動噴水滅火系統中，在噴淋泵后、濕式報警閥前將市政給水管道并聯在噴淋泵的出水管上，同樣在消火栓系統中，也將市政給水管道并聯在消火栓泵的出水管道上，這樣，無論是人為因素或設備故障，市政供水都能靠自身壓力進入消防管網，直接撲滅屬于市政供水壓力可達樓層的火災。但進水管道上要安裝止回閥，防止噴淋泵啟動后出水倒流到市政管網中，同時又起到防止污染生活飲用水的作用。
②水泵接合器的設置：按規范要求通常在消防車供水壓力范圍內的每個消防分區都設置水泵接合器。在實際設計中，許多設計人員往往將所有的水泵接合器集合起來，設在一處，這是很不合理的，應分開設置，水泵接合器之間的距離一般不宜小于 15m，以便于消防車在現場展開滅火工作。
此外，在連接水泵接合器時應注意，應將水泵接合器接在室內消防管網與消防環管相連接處的止回閥靠室內消防管網一側。否則容易出現的一個問題是，當發生火災時，消防車從室外消火栓吸水加壓后，打入水泵接合器的消防水在室外消火栓和水泵接合器間循環，經加壓后的消防水不能進入室內消防管網，導致室內消防系統水壓和流量不能滿足要求。
⑵ 消防給水方式
高層建筑的火災撲救以自救為主，高層建筑消防以室內消防為主，室內消防管網要保證消防需要的水量和水壓都時刻處于臨戰狀態。因此室內消防給水系統采用常高壓、穩高壓或臨時高壓給水系統。火災時消火栓系統一般考慮相關層消火栓同時工作，若在分區中界面發生火災時就要求高低區消防水泵同時工作。整個設計的配電負荷應按高低區消防水泵同時工作配置，而高低區消防水泵均按室內消防用水量設計。故當分區中界面發生火災時，實際消防流量比設計流量要大。為保證系統的安全性可靠性，應采取一定的技術措施。
在減壓閥前后應安裝壓力監控裝置，同時能將壓力狀況傳送至消防控制中心以便及時察看減壓閥的工作狀況。當減壓閥失靈后遠傳壓力變送器將壓力信號傳至消防控制中心，中心接到報警后能及時派人檢修。使用減壓閥應采取保證水質的技術措施。一般做法是在閥前安裝過濾器且對減壓閥前管道的材質亦需相應提高要求。減壓閥采取備用措施，即采取一用一備的減壓閥組。消防給水方式的選擇要根據工程具體情況由與之相關的各種因素綜合評價。通過對高層建筑消防系統進行合理的豎向分區以及選擇經濟合理的給水方式，有利于系統的安全運行并可節約初期投資節約能源和減少運行費用。
【關鍵詞】變電站；排水系統；優化設計；措施
1.前言
對于綠色智能變電站一般都是指節約能源、環保、效率高及和諧統一等理念，而這些理念全面的落實到變電站的規劃、技術、施工、設計及安全運營等各個環節和每一個階段，從而實現變電站的效率最大化、各種資源的節約化、環境的美好化及與社會的協調統一發展的智能變電站。給排水系統是綠色智能變電站的重要組成部分，同時它與綠色智能變電站的理念有著具體實踐關系緊密相連，而做好綠色智能變電站給排水系統優化設計技術就顯得尤為的重要。
2.變電站的排水系統的概念
變電站的排水系統主要是指排水的收集、輸送、水質的處理和排放等設施以一定方式組合成的總體。一般用以除洪澇、防漬、防鹽的各級排水溝道及建筑物的總稱。它主要由工業排水、各級排水管道、蓄澇湖泊、排水閘、抽排泵站和排水容泄區等組成。排水區域的多余水量首先匯入工業排水總管道中，然后經各級排水管道或經過湖泊滯蓄后再由排水閘或抽排站排至容泄區。
變電站排水系統的主要分類：變電站排水系統大致可分為工程污水、工程廢水、施工廢水、自然雨水。施工污水和廢水、工業廢水、雨水分別設置管道排放，稱為分流制；將兩類以上合并在同一種管道內排放，稱為合流制；并采用各種形式應根據水質情況以及地方的不同要求并經過技術經濟比較后進行確定。
3.綠色智能變電站給排水系統優化設計原則
我國經濟的快速發展，對于在綠色智能變電站給排水系統優化設計的過程中，要求我們嚴格貫徹節約能源、綠色、智能、環保、經濟、高效、實用及和諧統一的設計理念。
1）綠色智能變電站給排水系統優化設計的節水性能。一般的節水性能是指的是在給排水系統優化設計的過程中，要對變電站工程中的工業廢水盡可能進行重復利用，并且對這些廢水的回收利用，還可以節約清潔的水資源的使用。我國有很多的地區處于缺少水資源的巨大問題，因此節約使用水資源就成了我國的經濟建設與工業建設的重要內容之一。而對于我國綠色智能變電站給排水系統優化設計的過程中，更要充分的體現體現節約水資源的功能，除了要結合實際情況，進行合理的規劃水資源和選擇優秀的節約水資源和節約能源的器具外，還要需要充分的考慮水資源的重復利用問題，從而減少水資源不必要的浪費。
2）綠色智能變電站給排水系統優化設計的減輕排放性能。在綠色智能變電站給排水系統優化設計的過程中，主要要以“綠色、環保”為重要的核心，更要確保變電站的施工所排放的廢水不能超過國家相關規范標準技術指標的要求。從而減少廢水的排放主要是實現綠色智能變電站的環保和減排的設計理念。我們也要考慮在變電站的排水系統整體優化設計中適當選擇優越的污水處理設施，促使變電站排放污水能夠達標排放或者用相關技術指標的要求。
3）綠色智能變電站給排水系統優化設計的適宜性能。在綠色智能變電站給排水系統優化設計選擇材料的過程中，要適當根據變電站的工程當地的的地質、土壤的酸堿性等其他性能指標符合國家合理的選擇適當的材料，并且，在選擇，排水系統的優化材料時，必須要考慮其材料的性能、安全、綠色環保及衛生，同時要結合當地的天氣、土壤及地形等性能，選擇具有環保、實用及耗費的能量少等材料，主要是為了確保變電站給排水系統優化技術有著較高的功能質量。
4.綠色智能變電站給排水系統優化設計技術措施
綠色智能變電站給排水系統的作用是匯集地面的降雨積水、降低地下水位和防止洪澇、漬及土壤次生鹽堿化。綠色智能變電站給排水系統分為明管道、暗管道、豎井等幾種方式。明管道主要用以排除地表徑流，當明管道有足夠的深度和之間距離時，也可以發揮控制水資源的作用。明管道排水具有施工簡單、投資較少、見效較快的優點，但施工的工程量較大、占地較多，而且存在坍坡、淤積、生長雜草等問題。暗管到排水主要用以控制水資源和降低污水的排放量。由于綠色智能變電站給排水系統優化設計技術，近代世界各國已廣泛采用。一次在站區綠化設計技術的過程中，應盡量的選擇少維護和維修、生存力較高的植被外，還應該考慮生產、生活污水要簡單處理后進行綠化用水的植被。通過進行合理選擇綠化植被和進行給排水系統優化設計降低管道的損耗，而變電站后期運行將會得到較大的社會、經濟及環境的效益，促進變電站給排水系統優化設計技術的運行發展。
在各種的大量工程的實踐經驗中，變電站中排放的廢水中主要包括工業的污水、生活的污水和各種的事故中廢水，都會面臨著變電站的火災、爆炸等巨大事故出現，而這些綠色智能變電站給排水系統優化設計過程中，要仔細考慮工業污水和生活污水處理措施的優化設計。由于綠色智能變電站中含有很多的化合物，就要采取各種生物降解工業污水和生活污水進行處理，在對水資源的凈化后，得到的水資源竟而可以滿足變電站的綠色環保的功能。在各種的處理后，雨水的污染和生活的污水就能滿足綠化和環保的用水要求，從而可以重復使用這些的水資源，同時還可以防止雨水排放和生活污水的排放直接的污染站區周圍的環境，竟而達到節約水資源、減少排放及綠化和環保的目的。
對于在綠色智能變電站內給排水系統優化設計的過程中，就應該結合工程的實際情況，選擇相應且符合國家標準的環保材料。同時在綠色智能變電站給排水系統優化設計的技術過程中，更要考慮選擇優良的材料，從而達到節約水資源、降低耗量、綠色環保，經濟可靠等性能。
總之，我國更要在今后的綠色智能變電站給排水系統優化設計技術的過程中，竟而給排水系統設計中引入較為先進的科學技術、各種設備、材料和優化設計技術理念，采用更多的節約能源、降耗、綠色環保、經濟可靠的方法措施，促進綠色智能變電站給排水系統優化設計技術的安全可靠、節約經濟的高效穩定的設計技術、工程建設、站區施工、順利運營等。由于我國人口的不斷增長、各個行業的不斷發展，排水系統設計所引起土地的沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現象，導致我國環境地質問題不斷增加，對我國的工程建設產生了不利影響，還有對國家環境及建筑物的安全和穩定都產生了嚴重的影響。因此，為了保證工程建設的安全、穩定及順利完成工程，采取對變電站工程建設的不利影響做出相應的防治方法及措施。因為變電站作為我國政治與經濟工程建設中尤為重要的一環，其能正常運行中能否保證順利，對我國的安全及穩定的發展起著至關重要的作用。
5.結論
綜上所述，城市建設的不斷發展，各種各樣的建筑物的興起，變電站給排水系統的水質量問題不僅僅影響工程建設的基礎，還會影響著工農業的各種設施，這些都是國家、社會及城市工程建設中不可避免的問題。工程建設中，綠色智能變電站給排水系統優化設計技術主要占有極其重要的地位，采用及時進行排水系統的防治方法，來保證我國經濟及工業的耐久性、安全性、穩定性、實用性、體積穩定性和經濟合理性。
參考文獻
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關鍵詞：高層建筑；給水排水；優化方案；方案設計；建筑工程
高層建筑給水排水的設計不同于多層建筑，設計者給出設計方案前，要充分考慮到高層建筑層高、實用、美觀等因素對給排水的影響，并且要對給排水的施工進行合理規劃，提高施工質量的同時要保證高層建筑的整體美觀效果。隨著國民經濟水平不斷提高，人們對居住環境和質量的要求也隨之不斷升高，因此建筑施工各單位不僅要適應社會發展需求，還要保證在高層建筑的實用性、功能性、美觀等多種性能。尤其在給排水的設計施工方面，由于高層建筑的主體結構、框架多采用框剪或筒形結構，所以給排水設計施工帶來極大不便，如何優化高層建筑給排水的設計施工是現階段施工單位亟待解決的問題，并針對難點積極探求優化方案。
1高層建筑給水排水工程的施工重點及特點
由于高層建筑給水排水工程分為給水系統、排水系統、熱水系統及消防系統四個部分，所以在高層建筑室內的給水、排水設備較多，穿插管線種類多種多樣，就現階段建筑行業的給水排水施工技術來說，并沒有具體的可行性指標和操作規范予以支持，因此在施工過程中，人為操作主觀意識較強，施工工序雜亂無章，無法保證施工質量。另外，現行的高層建筑給水排水技術與實際施工要求產生脫節現象，隨著國民經濟水平日新月異的變化，高層建筑的給水排水技術不再是單純地解決居民的供水和排水問題，而要結合消防安全技術和自動化技術，不斷更新設計理念，將節水、節能的建筑設計理念引入到高層建筑給水排水設計和施工中，在施工過程中加強施工管理，合理利用新型環保材料，嚴格規范施工技術操作，在提高施工質量和效率的基礎上，保證建筑的給水排水系統正常、安全運行。由于高層建筑本身具有的多層、多功能、多設備等特性，在給水排水工程的施工過程中具有以下五方面特點：第一，給水排水量相對較大。由于高層建筑的使用面積較大，容納的居住人數較多，所以居民所需的用水量和日常生活產生的污水量較大，一旦管道擁堵或是損壞，勢必會造成供水系統和排水系統發生故障，影響居民生活質量，甚至危及整棟建筑的供水系統和排水系統，導致大范圍的停水，給居民的生活帶來極大不便，因此建筑施工單位要尤其注意給水排水系統的日常維護工作；第二，施工單位為提高建筑的實用性，在施工過程中增設了多種使用功能，再加上繁多的管線穿插縱橫在建筑室內，居民使用家電時會使電壓過大而發生線路短路，給居民正常生活埋下安全隱患，稍有不慎就會發生火災，而且在高層建筑中人員疏通起來較為困難，后果不堪設想，所以建筑施工在進行給水排水施工時要結合消防給水技術和防火材料的使用，確保高層建筑的安全性能；第三，消防系統的技術壓力較大，以往設計的供水區域只有一個，易使管道和相關附件發生損壞，影響給水、排水系統的正常使用，因此設計人員在進行給水、排水系統的設計過程中，應采用豎向分區的方法，從而降低消防系統的靜水壓力，保證給水、排水系統安全、暢通運行；第四，由于高層建筑的給水排水量較大，施工單位通常會選用較多、較長的排水管道，增加管道水流壓力，并且壓力波動性較強，更容易造成給水、排水系統的不穩定，所以施工單位在選擇排水管道材料時，應盡量采用機械強度較大的、接口柔韌性較好的材料或是專用通氣管排水系統和新型單立管道，以減緩管道中的壓力波動，強化給水、排水系統的使用性能；第五，由于高層建筑的給水排水設備較多，運行時產生的噪音也會隨之增多，建筑施工單位必須要充分考慮到管道降噪問題，利用相關防震和降噪技術，在保證系統正常運行的同時為居民提供優質、舒適的居住環境。
2高層建筑中常見的給水排水方法
2.1氣壓罐式給水
氣壓罐式給水方法主要通過離心水泵和氣壓罐設備的協同工作來完成給水。氣壓罐的工作主要依靠罐內的空氣不斷壓縮進行儲水和調節供水量，一旦罐內的水壓達到一定高度，離心水泵就會軟啟動和循環啟動水泵機組，最終完成供水。這種給水方法無需水箱和水塔，不僅可以自動控制給水量，便于管理，并且由于氣壓罐的密封效果較好，可以防止罐內水資源不受污染，更能減少建筑工程的施工成本。但是在氣壓罐給水過程中，常常會出現因供水壓力過大而引起的壓力波動，而且它的儲水量有限，必須要頻繁啟動才能滿足供水需求量，所以勢必會增加設備維修成本，從而縮短設備的使用壽命。
2.2高位水箱式給水
高位水箱給水方法主要利用離心水泵和水箱兩個部分進行給水，根據以往的使用經驗大致可以分為并聯式給水、串聯式給水、減壓水箱式給水和減壓閥式給水四種方法。它的主要作用是調節供水區的儲水量、供水和水壓，相比氣壓罐式給水方法來講，雖然儲水量也有一定限制，其優勢是不需要頻繁啟動相關設備，因此建設成本和維修費用也相對較少，缺點也密封性較差，水質容易受到外界環境的影響而受到污染，且由于水箱占地面積較大，會增加建筑投資費用。
2.3減壓分區式給水
減壓分區式給水主要依靠減壓閥和各個供水區的減壓水箱的工作實現減壓給水的目標。在相關設備運行過程中，離心水泵會降水直接輸送到頂層供水區的水箱中，利用減壓閥將水由上至下的輸送到各個供水區的水箱中，且各水箱之間可以進行自動減壓，一方面減少了占地面積；另一方面給水相對穩定、可靠，但也存在一些問題，例如下層供水區的供水壓力較弱，增加了離心水泵的使用率。
2.4變頻水泵式給水
變頻水泵式給水是一種利用單片機、變頻技術和水泵機組相結合而構成的給水技術，其作用是可以自行調節水壓和水流量，并且不需要水箱。這種方法可以根據各個供水區的用水量自行調整相關設備的運行速度且占地面積較小，不僅延長了相關設備的使用壽命，更加有利于后期維修與管理工作。但是這種方法所使用的設備價格相對較高，大大增加了建設成本，特別是變頻器，不僅價格較貴，還容易受到外部環境的影響，造成變頻器的損壞，從而影響設備正常運行。由此可見，每一種方法都有各自的優勢和劣勢，需要設計人員在施工設計階段結合高層建筑特點和施工要求對給水排水方法進行調整，針對在施工過程中易出現的情況和問題，調節設計方案的優化措施，以全面保證給水排水系統的安全、暢通運行，從而優化居民的生活質量和居住環境。
3高層建筑給水排水的優化設計方案
通過對高層建筑給水排水方法及施工特點的分析，高層建筑的給水排水系統的設計必須要進行優化和改善，以切實保證高層建筑給水排水系統的安全、暢通運行，因此筆者建設性地提出了以下三點高層建筑給水排水設計方案的優化措施，具體包括：第一，在進行給水排水系統的設計過程中，要采用分建供水區，并且這些供水區要共用供水管道，以減少設備的占地面積，減少施工成本。在水污染問題上，可以通過分別設置生活供水區和消防供水區來盡量減少水質污染的問題，施工單位應特別注意管道網絡的鋪設，并且結合管道施工的特性，提高管道的質量和使用性能，合理規劃相關設備的設置；第二，針對建筑室內衛生間易出現滲水、漏水的問題，施工單位應加強建筑地面防水性能，合理設計廚具、洗臉池、淋浴器等家具家電的位置擺放，采用節能型附件和技術，例如充氣式水嘴、真空節水技術，不僅起到節約水資源的作用，還可以有效提高設備的排污功能。在施工過程中，設計人員應尤其注意相關設施的位置規劃要符合居民的基本生活需求以及排水管道的網絡化鋪設要盡量保證順暢、安全且科學合理，避免管道位置與室內生活器具的位置相互沖突，從而為居民提供既舒適又實用的居住環境；第三，在施工設計階段，設計人員要考慮到高層建筑整體的美觀效果，由于排水管道通常設置在建筑外墻內，很容易影響建筑的視覺美感效果，因此施工人員在進行室內施工時，應該盡量將衛生間的位置設置在建筑的低地勢處以及空調擺放處要設置排水管，并且要盡量保證建筑的室內和室外的整體美觀效果，這樣不僅可以便利居民的日常生活，更加滿足高層建筑的實用性、美觀、安全性等多方面性能的要求。
4結語
此外，合理設計給水排水系統和消防系統對高層建筑整體性能有著重要的意義。相對于多層建筑來講，高層建筑給水排水工程的施工難度較大，對供水量、排水量的要求較高，所以對施工單位來說，發現問題解決問題，不斷優化設計方案，才能有效提高給水排水系統的運行效率，從而實現高層建筑優化各方面性能的目的。隨著國家經濟飛速發展，建筑業的市場競爭越發激烈，在高層建筑給水排水工程的問題上，只有積極探索設計方案的優化措施，進行技術革新，才能在激烈的建筑業市場中立于不敗之地，從而促進建筑業長久、可持續性發展。
參考文獻
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[3]夏遠．高層建筑給水排水工程的設計優化研究[J]．城市建設理論研究（電子版），2015，5（12）.
關鍵詞：給水排水；排水工程；設計優化
1概述
目前，高層建筑的迅速發展已經成為我國建筑建設的主流方向。但是，在實際的建設過程中，給水排水設計表現出很多的困難。由于高層建筑的樓層較多，在管道設計、水壓安排等多個方面都亟需進行深度的優化，與此同時，加強整個建筑施工管理工作、保證施工工作的正常進行對優化高層建筑給排水工程的意義更加深遠，也能夠從某種角度上保證人們生活質量的不斷提升。
2建筑給排水工程在施工中存在的問題
2.1管道材料的質量問題
在給排水工程中，上水管作為給水的關鍵管道，其質量好壞直接關系到水源質量的好壞。我國以前采用的管材是鍍鋅管，現在已經逐步進行淘汰，代替其在施工過程中使用的是新型的管道材料，建筑上常用的管道材料大多數是以塑料作為原材料進行制作出的上水管道。現在，國家對上水管道的材料沒有進行明確的規定，在進行給水排水工程設計和施工的時候，進行施工的企業常常由于過度追求利益上的收獲，因此選用一些耐腐蝕性較強，但是抗壓性較差的管道。這種做法嚴重影響建筑管道的建設，非常容易發生嚴重的漏水或者滲水問題，可能引發建筑整體的質量問題，甚至危及人們的生命和財產安全。
2.2管道噪音的控制問題
由于目前的建筑下水管道中大部分空間是空氣，如果有水經過，便會引起不同程度的噪音，這種問題對于上水管道而言通常不會發生，因為上水管里基本沒有空氣，噪音就沒有出現。那么，只是下水管道中才會存在噪音問題，比如坐便器在下水的時候，存在水流和管壁相互撞擊而造成的噪音，管道中水流的攪動產生大量的氣泡上浮在整個管道中產生的噪音，當水流進一步流進垂直管道中后又產生了噪音，因此現在下水管道的噪音問題是一個非常嚴重的問題，究其原因有以下幾點：
2.2.1由于震動而形成的噪音。震動噪音就是指受到下水管水流撞擊而產生的噪音，這種噪聲的傳播范圍非常廣，給人們的實際生活帶來了很大的負面影響。再者，在現代高層建筑不斷建設的過程中，為了不斷提高業主的日常用水質量，滿足業主的用水需求，絕大多數高層建筑物里都安裝了水源加壓設備，該設備在工作的時候存在很大的震動，也會產生嚴重的噪音問題。
2.2.2由于不合理設計而導致的噪音。在進行住宅設計時，受到居住面積不同的影響，通常會設置不同的排水管道。對于較大的居住面積就會設計多個排水點，也要設計相應排水管道，于是造成排水管道實際的距離需要增加數倍以上，造成嚴重的浪費，同時形成了更多的管道噪音。過長的管道設計造成業主水源壓強的增加，從而形成噪音。對于一些嚴重缺水的地方，建筑給水排水設計中常常不考慮實際地域性特征，不僅浪費管道實際的設計面積，而且增加了噪音形成的渠道，更是嚴重偏離了建筑設計節能減排的發展目標。
2.2.3由于過濾物沖擊而形成的噪音。建筑內部，存在很多個排水口，由于沒有對過濾網進行合理的設計，導致很多固態的殘渣也流進了下水管道里，在水流的過程中，固態的殘渣也隨之流動，對管壁形成嚴重的沖擊而帶來噪音，并且固態殘渣還會嚴重損傷下水管道。
3優化設計建筑給排水工程的措施
3.1完善設計，優選材料
對于不同的建筑形態一定要采用不同的給水排水設計方案，根據不同的客觀條件進行合理的選擇管道材料，要選擇那些質量比較高并且環保效果好的管道材料，保證完成對建筑給排水的合理設計。結合實際的建筑下水管長度情況，設計標準的管道布局，決定建筑設計的管道基準，只有這樣才能夠保證建筑地下管道給水排水的暢通。
3.2施行全面管理
建立完善的給水排水管道施工安全制度，對需要細化的安全管理規范進行有效的規劃，嚴格按照國家規定的基本原則，結合各個部門的法律規定標準來實施。同時，給排水管道施工還需要一些細化具體的制度和安裝規范，同時落實施工質量和安全到安裝作業一線之中，讓參與施工的每一個人員在思想上都能樹立安全生產、質量保證的意識，學習相應的安裝規范安全作業，在開展安裝作業前一定對施工工人進行技術交接及相應的技術培訓，不斷提升管道安裝的質量和安全要求。規定工人嚴格按照安裝圖紙的要求進行作業，同時設計專業人員負責安裝現場情況，監理部門對施工過程中出現的一些問題一定要第一時間進行糾正，監督安裝過程全面的規范化。管道建設材料需要在監理部門的實時監督下購買，實現對建材質量的監管，嚴禁使用質量不達標的管道建材。
3.3降低管道噪音
管道材料在選擇的過程中，一定要嚴格按照國家相關規定的標準要求并結合具體的建筑情況進行準確的分析，選擇那些質量達到國家標準的建筑材料，從而控制管道的噪音污染問題。當前，兩豎管排水能夠有效地降低管道內的水流噪音，同時，其排水的效果在很大程度上優于傳統排水設計。所以這種兩豎管排水設計中存在大氣壓差，進而有效實現了降低噪音的功能，這種兩豎管排水的設計在建材選擇方面需要按照國內的要求嚴苛執行，同時要根據建筑的實際情況，來選擇質量最佳的管材。
3.4實現節能減排
建筑給水排水設計中需要重視節能減排的效果，按照設計標準合理對雨水進行收集并設計合理收集雨水的利用標準，結合建筑的實際情況，完成對生活用水和日常用水的合理管理。上述設計理念在實際建筑應用中常常需要一定的測試過程，根據實際的測試結果不斷進行方法上的改良，同時通過測試分析適合給水排水的實際節能減排的效果，在不久的將來進行實施和推廣，充分實現這種給排水系統的節能減排理念。
結束語
綜上所述，對于高層建筑給水排水工程進行合理、有效設計能夠優化建筑整體質量，具有非常重要的意義。筆者在本次研究中，對進行建筑給水排水設計施工的過程中需要對管道可能存在的常見問題進行詳細的分析和處理，降低管道噪音和管道污染，結合專業的設計標準，合理的規劃具體設計，保證給水排水設計的科學性。結合給水排水實際的施工標準進行設計優化，促進給水排水系統的建設發展，確保建筑給水排水設計的合理規劃和建設，同時推動建筑給水排水設計的優化性發展，讓我國建筑行業的整體水平有所提升。
參考文獻
[1]王偉.建筑給水排水工程的設計優化[J].住宅與房地產，2016，（18）：3-9.
關鍵詞:排水管道；優化設計；必要性；方法
中圖分類號：S276 文獻標識碼：A 文章編號：
排水系統是城市不可缺少的重要基礎設施，是城市水污染防治和城市防內澇的主體工程，直接關系到整個城市的正常運行、安全發展。然而城市排水管道系統仍存在很多問題，因此，為了保障城市排水設施安全正常運行，就要對城市排水管道系統進行優化設計，以確保其發揮出保護環境、促進經濟社會可持續發展和保障人民的健康安全的作用。
1 排水管道優化設計的必要性
市政排水管道是城市市政建設的重要組成部分，其投資比例占整個排水系統投資的一大部分。因此，對排水管道可行性優化意義重大。隨著城市經濟發展，城市道路修建，排水管道不斷普及，但是還存在許多問題。污水管網系統同時是現代化城市重要的基礎設施，是城市水污染防治的骨干工程。因此.設計時如何在滿足規定的各種約束條件下，優選污水管網的管徑、埋深等各個組成部分，盡量降低污水管網的投資費用，是污水管網優化設計的最終目的。
當今社會，隨著計算機技術的發展，計算機已滲透到人們生活和工作的各個方面。利用計算機，通過編制程序和軟件來對工程進行設計和優化，已被人們廣泛應用。
2 排水管道優化設計的內容
排水管渠的優化一般涉及4個方面的內容：
(1)一個城市最佳排水分區數量和集水范圍的確定；
(2)最佳管線布置形式的確定；
(3)管線布置形式給定條件下管系的優化設計；
(4)雨水徑流模型的建立。
排污水管網的優化設計包括2個方面的內容：①管線平面布置的優化選擇。②在管線平面布置已定的情況下進行管道參數，即管段管徑及埋深的優化設計。市政排水管道的優化設計主要是解決在確定平面布置方案下。排水管徑、埋深及提升泵站的優化設計以及排水鐐網平面布置方案的優化研究。近幾年來，我國的科研人員對污水管網系統的優化設計研究進行了大量的工作，取得了不菲的成果。
3 已定平面布置下的管道系統優化設計
排水管道優化設計主要是指：對于某一設計管段，當設計流量確定后，在滿足設計規范要求的管徑和坡度的多種組合中，取得管材費用與敷設費用的平衡。在排水管線平面布置已定的情況下，對于管段管徑―埋深的優化設計，國內外做了大量的工作。下面介紹幾種已定平面布置下的管道系統優化設計的方法。
3.1 兩相優化法
兩相優化法是在滿足關于流速的約束條件前提下，選取一個最經濟流速。當流量增加時，流速按0.01m/s的步長增加。然后，根據設計流量和確定的流速，選取一個最優充滿度和最優管徑，從而得到一個最優坡度，即盡可能小的坡度。
水力計算約束條件：在進行優化設計過程中需要綜合考慮各種約束條件，如：管徑、充滿度、流速、坡度、埋深等。表1中列出了管徑從200～1000mm的部分約束條件，如果設計過程中涉及到大于1000mm的管徑，可以自行列出相應的約束條件。
表1 部分水力計算約束條件
設計規范中還規定了如下約束條件：
(1)各種管徑的最小充滿度建議不宜小于0.25。
(2)街區或廠區內的最小管徑為200mm，街道下面的最小管徑為300mm。
(3)管道在坡度變陡處，其管徑可根據水力計算確定由大到小，但不得超過2級，并不得小于最小管徑。
(4)最大設計流速，金屬管為10m/s；非金屬管為5m/s。表1中列出了不同管徑的圓形鋼筋混凝土管在相應的最大充滿度下的最大流速。
(5)隨著設計流量的逐段增加，其流速也應相應增加；如設計流量不變，流速也不應減小，包括旁側管中的流速不應大于其接入的干管中的流速。只有當坡度大的管道接到坡度小的管道且下游管段的流速已大于等于1.2m/s的情況下，流速才允許減至1.2m/s。
(6)無保溫措施的生活污水管道或水溫與生活污水接近的工業廢水管道，管底可埋設在冰凍線以上0.15m。在車行道下管頂最小覆土厚度不宜小于0.7m。
(7)污水管道間一般宜采用水面或管頂平接的連接方式。無論采用哪種方式，下游管段起端的水面和管底標高都分別不得高于上游管段末端的水面和管底標高。
3.2 遺傳算法
遺傳算法作為今年迅速發展起來的一項優化技術，在許多的領域中得到了應用，顯示了巨大的優越性。是模擬生物學中的自然遺傳變異機制而提出的隨機優化算法。遺傳算法在解決中小型管道系統優化設計問題時可以求得最優設計方案，但解決大型管道系統問題時，只能求得趨近予最優解的設計方案。在排水管道系統優化設計中，不論采用何種方法，都以設計規范為基本要求。同時使費用達到最小。遺傳算法要求必須對所求參數進行編碼處理和對目標函數進行適應度函數轉換處理，并根據轉換后的適應度函數的大小模仿生物進化過程，通過對參數編碼的選擇、交叉、變異等操作，逐步達到目標函數的最小值。
標準遺傳算法的必須完成的工作內容和基本步驟如下：
(1)編碼：解空間中的解數據工，作為遺傳算法的表現形式。從表現型到基因型的映射稱為編碼。遺傳算法在進行搜索之前先將解空間的解數據表示成遺傳空間的基因型串結構數據，這些串結構數據的不同組合就構成了不同的點；
(2)初始群體的生成：隨機產生N個初始串結構數據，每個串結構數據稱為1個個體，N個個體構成了1個群體。遺傳算法以這N個串結構作為初始點開始迭代。設置進化代數計數器t0：設置最大進化代數T；隨機產生M個個體作為初始群體P(O)；
(3)適應度值評價檢測：適應度函數表明個體或解的優劣性。對于不同的問題，適應度函數的定義方式不同。根據具體問題，計算群體P(t)中各個個體的適應度；
(4)選擇：將選擇算子作用于群體；
(5)交叉：將交叉算子作用于群體；
(6)變異：將變異算子作用于群體；群體P(t)經過選擇、交叉、變異運算后得到下一代群體P(t+1)。
(7)終止條件判斷：若t《T，則tt+1，轉到步驟(2)；若t>T，則以進化過程中所得到的具有最大適應度的個體作為最優解輸出。終止運算。
4.3 線性規劃法和非規劃法
(1)線性規劃法.是針對排水管道設計計算中的約束條件和目標函數的非線性.分別用其一級泰勒公式展開式代替.用線性規劃的解作為問題的近似解.反復迭代。使迭代序列逼近非線性規劃的最優解。缺點是把管徑當作連續變量來處理。存在計算管經與市售管徑不一致的矛盾.且前期準備工作量大。以后發展的整數規劃法.雖然在一定程度上解決了線性規劃的缺點，但是其整型變量比較多.難以求解。
(2)非線性規劃法適應了計算模型中目標函數和變量的非線牲特征。可以優化選擇管道的直徑和埋深。但極大限制了目標函數和約束條件的形式。
3.4 動態規劃法
動態規劃法是目前國內外比較常用的一種方法，基本思想是把排水管道設計看作一個多階段的過程，通過對設計過程進行階段劃分來對管道進行優化設計。其應用主要分2個方面：
(1)以節點埋深為狀態變量，通過坡度決策進行全方位搜索。其優點是直接采用標準管徑，結果與初始管徑無關，且能控制計算深度，但要求狀態點之間的埋深間隔很小，使存儲量和時間間隔大為增加。因此在此基礎上引入縮小范圍的迭代過程，但應用有一定的局限性。
(2)以管徑為狀態變量，通過流速和充滿度決策。由于可使用的標準管徑數目有限，因此在計算速度和存儲量上都有很大優勢。以后又發展出了可行管徑法。此法使優化計算精度得到提高，并顯著減少了計算工作量和計算機存儲量。盡管動態規劃是解決多階段決策問題的一種有效的方法，但在排水管道系統設計計算時，前一段的設計結果將直接影響到后續管段設計參數的選用，因此利用動態規劃法求出的污水管道優化設計方案也并不一定是真正的最優方案。
3.5 直接優化法
直接優化法是直接對各種方案或可調參數的選擇設汁計算和比較來得到最優解，具有直觀和容易驗證的優點。主要方法有：
(1)電子表格法是一種啟發式的費用估算方法，允許用戶尋找最小費用設計。能得出比動態規劃法要好的結果而且更負荷設計規范的要求。
(2)兩相優化法是設計流量確定后.在滿足約束條件的前提下，選取最經濟流速和最大充滿度進而得到最優管徑和最小坡度，最大限度地降低管道埋深。直接優化法的算法與人工算法基本相同，但受設計人員的能力所限，所得結果不盡相同。所以所求結果不一定是最優解。
3.6 排水管道優化坡度設計
滿管流或水面平接非滿管流多管段排水管道中，各管段在交匯節點上的水位高程相等，可以歸納為能量連續的排水設計管段。以最小工程造價為目標函數，充分利用設計管網起端至終點之間可利用最大水位差為輸水能量，以設計規范規定為約束條件，建立排水管道優化設計坡度數學模型，求解各管段的經濟坡度和優化管徑。
4 管線平面優化布置
一般排水管道系統覆蓋面積較大，其設計除受地形地貌的約束外，還受到區域功能規劃、污水排放量等因素的約束。此外，由于排水管道屬于重力流系統，在許多地段需設置提升泵站來保證污水的排放。因此，排水管道系統的設計是一種多約束條件的尋優問題。目前國內外對排水管道的設計往往局限于在給定管網布線的情況下，對污水管線的管徑、埋深、坡度等參數進行研究，較少涉及排水管道系統的平面優化設計。對管道參數的研究為大城市已有排水管道的改造提供了參考，具有重要意義；但對于新興城鎮這種無排水管道的情況，其管網系統需從平面布置優化做起，使之布局最優、費用最省。
排水管道平面布置優化的目的就是在由給定節點構成的網狀圖及其他約束條件下，生成以污水廠為根節點的最小費用生成樹。由于瞎子爬山法的局限性，很難在約束條件十分復雜的城市排水管道優化中尋找得到最優解，更多的情況下尋得的是次優解。由于污水管網建設投資巨大，次優解和最優解間很小的差異反映在投資上都是一筆很大的費用，因此有必要尋找一種更好的方法，盡可能地尋找最優解。
5 結語
綜上所述，排水系統不僅是城市不可缺少的重要基礎設施，也是城市水污染防治和城市防內澇的主體工程，并且直接關系到整個城市的正常運行、安全發展。為了保障城市排水管道系統正常安全的運行，就要對其進行優化設計。然而，污水管網的優化設計是給排水工程優化設計的一個重要分支，隨著如今科學技術的發展，相信在不久以后，城市排水管道系統的優化設計將更加完善。
參考文獻
關鍵詞：高層建筑；給水排水；設計優化
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著經濟和建筑技術的發展，我國的建筑高度在逐漸的增加，在21世紀的今天，人們對于居住條件的要求也越來越高，因此，建筑中設備的完善和功能的齊全成為了建筑的全新發展方向。在高層建筑中對于用水的要求相對較高，排水量較大，因此在進行高層建筑中的給排水設計時就需要進一步的優化，保證其使用效果和使用質量。
在高層建筑中的給水排水系統主要包括給水系統、排水系統、熱水供應系統和消防系統，在高層建筑中具有排水設備較多和管線種類復雜等特點。在我國現有的建筑技術中，由于存在的技術要求缺乏統一性，各種施工標準同時存在，因此就要嚴格控制設計階段和施工階段的質量，對計算和設備的選擇使用進行嚴格把關。在現行的高層建筑給排水設計和施工中仍然存在不少的問題。例如不能夠滿足給排水的設備適用要求和后期的維護與管理條件，對于新型的材料不能進行有效的利用等。
一、高層建筑給排水的特點及存在問題
在高層建筑中，潛在的火點較多，因此發生火災的可能性較大，受外在條件的影響，火勢的蔓延速度較快，在進行火災撲救時的難度更大。因此在進行高層建筑的給排水設計時要進行嚴格的防火材料的選擇和給排水設計。在高層建筑中的排水量較大，所用排水管的數量較多、長度也較長，在使用中的管道波動性較大。使用新型的單立管系統或進行通氣管系統的設置能夠有效地提高建筑中給排水系統的質量，使管道中的壓力保持穩定。在進行管道材料的選擇時，要選擇耐用性較高和接口是柔性接口的材料。在高層建筑中，消防水的靜壓力較大，采用傳統的供水方法會使管道及消防配件受到影響，采用豎向分區的供水方法能夠有效減少靜水產生的壓力，使給排水工作能夠正常進行。在高層建筑中的震動和噪聲的污染源較多，因此就需要提高管道的防震和防噪音技術，延長使用壽命。
二、常見的給水排水方式
（一）氣壓罐給水
氣壓罐給水主要采用離心水泵和氣壓罐進行給水，由于在氣壓罐內的空氣具有良好的可壓縮性，因此能夠對水量進行有效調節，罐內的水以垂直的高度被送到建筑高層內，采用循環啟動和軟啟動的方式進行供水。采用這種供水方式能夠脫離水箱和水塔的使用，能夠實現自動控制和保證罐內水質。由于其質量較小，因此適用于地震帶內的高層建筑使用。但其缺點在于供水壓力的不穩定性，罐中的儲水量有限，在進行使用時就需要頻繁進行供水這樣就要增加設備的維護費用，同時也縮短了設備的使用壽命。
（二）高位水箱給水
采用高位水箱的給水方式主要依靠水泵和水箱的使用。高位水箱的方式可分為：串聯式供水、減壓水箱式供水和減壓閥供水。水箱中的水來源主要是在泵房內的水泵抽水。和氣壓罐給水方式相比較，啟動水泵的次數較少，儲水量較大、供水的壓力較穩定，設備的使用和運營成本較低。但在進行高位水箱給水的同時難以保證供水的水質，水箱的質量和面積較大，因此在進行設計時就需要更加復雜的結構和更高的投資費用。
（三）減壓分區給水
減壓分區給水是指利用減壓閥對水箱進行減壓，在給水的過程中，利用水泵將水輸送到頂層的水箱中，并設置相對應的分水箱，在分水箱中加入減壓閥，實現由上到下的供水方式。在進行供水的過程中，豎向可進行水壓自動調節，因此就不需要進行單獨水箱的設置，有效減少了水箱占用的建筑面積。采用這種方式的最重要特點在于供水的可靠性較高，使用的機器設備和管道的設置較簡單，在很大程度上降低了使用成本。在進行減壓閥的使用時也存在一定的缺點，由于下區的供水壓力較小，水泵的使用消耗率大大增加，因此在使用過程中可選用能夠進行有效調節的減壓閥。
三、高層建筑給水排水設計優化
在進行給排水管道的設計時，采用分建水池和進行吸水管的使用能夠實現建筑面積最大程度上的利用，減少成本的投入。將生活儲水和消防儲水進行分離能夠有效防止用水污染。消防泵進行試水運轉產生的排水能夠進行循環利用，實現節約用水。在進行設計的過程中，將貯水池進行分建能夠有效實現地下室面積的合理利用，減少造價支出。進行貯水池的分建要保證水池的總貯水容積不變，進行貯水池的合建時，使用的水箱必須要保證消防貯水不被使用，并且不能夠與地下室共用地板和側壁，以保證用水的清潔度。當水池的上方為潔凈用房時可以將樓板作為池頂，當上方為非潔凈用房時要進行獨立的池頂設定，保證生活用水的質量不受影響。在進行消防貯水的設計時，可以和地下室公用頂板和側壁，在室內不需要進行專門的導流墻設計，增加了有效水深，并在一定程度上減少了水池的占用面積，節約了建造成本。在進行生活用水和消防用水共用時，要對池頂上方的建筑物進行限制或加深水池的深度并加設獨立池頂，這樣就在一定程度上增加了造價的費用。將生活用水和消防用水池行分建并保證其上方的衛生條件，將剩余位置作為消防水池，大大提高了消防水池的使用有效性。合理利用占地面積，減少了工程造價。
在進行管道的鋪設時，要保證高層建筑中的排管道不能產生變形，采用最短的路徑進行污水的排出。設計中的管道和管道之間，管道和墻壁之間要保留一定的距離，立管與排水管之間要保證45°的夾角。在進行排水系統的設置時，要進行與之相應的通氣管的設置，保證管內的氣壓平衡。在通氣方式的采用中，通常有以下幾種：專用通氣管道、結合通氣管道、主通氣管道、副通氣管道、環形通氣管道等。
設計是施工的重要前提保障，由于在施工中要進行生活使用管線的鋪設，因此就會影響到給排水管道的鋪設，在進行高層建筑的施工中由于不能根據現有的情況進行調整，因此就需要在設計時進行多方面因素的考慮，將給排水管道和其他管道進行合理的間距設置，這就需要對管線的內外徑和尺寸進行嚴格的考察，保證其準確性，以免在施工過程中產生變動，對整體設計造成影響。在廚房的設計中需要進行廚房內用水設施的具體規劃，減少在施工中進行二次設計，為整體施工帶來不良影響。
結束語
建筑業的高速發展為給排水提出了更高的要求，因此就需要進行不斷的技術革新，滿足其設計和施工要求，為建筑整體的合理布置和生活條件的便利提供有力的條件，切實保證其使用的安全性和經濟性，提高工程的建設品質。
參考文獻：
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