发布时间：2023-05-23 17:12:19
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的给排水优化设计样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：给排水设计；存在问题；水表设置；安装材料；管道设计
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
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：
前言
随着我国人民生活水平的不断提高，居民小区、花园式小高层等越来越多的出现在各大城市、中小城市以及县城区域，政府部门对建筑的质量也比较重视，钢筋架构、住宅面积等把关的比较严格，这些宏观层面的东西把握的相对较好，为了能够更好的满足人民生活需求，必须在微观层面也加以关注，给排水的设计优化就直接影响着居民的日常生活质量。对于建筑给排水的设计人员来讲，高质量的生活要求，对他们提出了更高的挑战。
1、目前建筑工程给排水设计中存在的问题
作为建筑设备的重要部分，给排水设计至关重要。在具体的设计中，工作人员应该本着以人为本的原则，走可持续发展道路，尽量做到节能和环保。随着物质生活的不断提高，居民对建筑的给排水设计提出了更高的要求，不仅要舒适、方便，而且还有节能、外观美丽。在给排水的施工过程中，施工人员要加强对给排水设计中易出现问题的重视，寻找更加合理和人性化的设计方案。
1.1 管道问题
①给水管道。以往我国多数建筑工程中的给水管道设计进户管采用的都是DN20。随着建筑使用功能的不断完善，在较大面积的单位中，都会有两个卫生间，若是仍旧采用DN20作为进户管的话，因管线总体长度过长，其末端很容易出现噪音。同时，由于有些地区供水压力相对较高，致使底层住宅的管道压力较高，这样一来更容易引起管道振动，从而产生噪音。该现象会严重影响住户的日常生活和休息，严重时甚至会危害到人们的身体健康。此外，这种设计由于进户管径较窄，若是在集中用水的时段，还有可能影响到顶层的供水情况。
②排水管道。以往的建筑排水管基本采用的都是铸铁管材，这种材料本身很容易受潮锈蚀，进而使水质受到影响，有可能危害到用户的身体健康。为此，国家已经出台了相关规范，要求建筑排水管必须采用塑料管材。然而，由于一般的UPVC管的噪声要比铸铁管材高很多，若是管道与住宅的卧室或客厅靠得太近，会使用户收到噪音的影响，从而影响正常生活和休息。虽然这种情况大部分设计人员都了解，但是出于降低工程成本的角度考虑，又不得不选用这种材料。
1.2 地漏水封问题
通常情况下，建筑室内的卫生间中都需要设置地漏，其主要起到排水的作用。然而，很多住户却发现卫生间内经常会有臭味，导致这一问题的根本原因是地漏质量不达标。按照我国GB50015-2003中的有关规定，普通住宅建筑卫生间地漏水封的埋深深度不得小于50mm。然而，这一问题却经常被设计人员忽视，同时，有些开发商为了节约成本，会使用一些劣质地漏，据调查结果显示，这种质量不合格的地漏，其水封深度最大仅为30mm，与规范中要求的50mm相差甚远，正因如此，使得卫生间经常会出现异味，这样既污染了用户的居住环境，而且还有可能影响到用户的身体健康。
1.3 管道敷设问题
近年来，随着化工材料的不断发展和完善，诸多质优价廉的新型管道相继问世，如PP-R管、PEX管以及铝塑复合管等等。目前，许多建筑为了达到整体上的美观性，给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，若是设计人员忽视了这一点便会引发问题，如采用可热熔的PP-R管时，可将其接头部位暗敷于地面以下，若采用的是非热熔管材，按照有关规范要求接头应当明敷与地面之上。如果将不可暗敷的管线暗敷，那么必然会引起相应的问题。此外，给排水管道一般都安装在管道井内，而大部分管道井都设置在卫生间内，这样会造成卫生间面积变小，一旦管道出现问题，维修也不太方便。
2、水表的合理优化配置
从费用管理方面对给排水进行优化设计。当下我国的物业公司还处于起步阶段，大多不太正规，专业的物业管理人员缺乏，自来水公司对水表配置比较专业，而且其内部工作人员都具有专业知识和经验，小区住户水表基本采用一户一表方式进行配置，居民家中安装水表方便居民自己查看，另外再集中在一个区域配置水表方便物业人员管理。只有水表配置合理，方便小区居民的生活，才会对居民生活质量有所益处，水表优化设计配置本身的目的就是为了能够更好的方便群众生活。
3、给排水管道安装材料的优化选择
管道安装材料的质量和尺寸要标准化，对施工质量要进行严格管理。质量尺寸标准，给排水过程中承受的压力不至于让管道崩裂，安装完毕还要进行相应的灌水试验，确保排水顺畅。室内管道为了美观大多采取隐蔽的方式进行安装，室内的隐蔽管道质量更是要重视，由于其在室内而且又处于隐蔽状态，一旦发生漏水等事故对居民的生活影响不言而喻，而且事后修理也比较困难，容易破坏墙壁等室内设施，也就对室内的整体装修造成了破坏，如此重修的成本就大大增加。管道的监管验收工作至关重要，一定要确保管道衔接规范，管道排水顺畅。
4、给排水系统中的厨房排水、卫生间用水优化设计
对于居民来说，厨房用水可谓是家庭用水的一大项，厨房用水的设计必须合理优化，确保居民的“食为天”。厨房的面积相较整个房屋来说空间较小，但水池、碗柜等设置比较紧凑，水源基本是水池用水，盥洗盆下的排水支管直接在楼板上接入排水立管，厨房地面一般是没有水的，一般情况下在厨房就不设计地漏了，方便快捷又节约成本。卫生间内部一般分为洗澡间的地漏设置、冷热水管设计，洗漱给排水管设置，坐便器的排水口设置等，在实际施工设计过程中要以人为本选择合理的位置以尽量满足大多数住户的生活要求。
5、上水管、下水管、中水管的综合优化设计
既要方便居民生活用水，又要尽量减少水资源的浪费。上下水管的供水、排水优化设计是基本的用水设计，热水供应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热水，但有个现象就是在用热水前，热水管道得有几分钟的冷水流出，流完之后流出的才是热水，之前流出的冷水就白白浪费掉了，这些无效冷水几乎每天都得浪费，这可以通过管道预热设计让冷水回流进行控制，也可以让居民自己形成节约水资源意识，将这些无效冷水平时准备好器具容纳起来，然后可以进行厕所冲洗等，也就是通过技术手段和节水意识减少水资源的浪费。中水的设计是应环保的需求，将污水进行去污除油处理，通过中水管道输送用于冲厕所、洗车等用途，也就是非饮用水，如此冲厕、洗车等就可以不用再浪费清洁的自来水了。上、中、下水管的综合设计应用能够更好的提升居民生活品质。住宅建筑工程的给排水优化设计要同时考虑到方便居民用水和减少水资源浪费两个方面，本着以人为本、以群众实际生活需求为标准，科学配置、合理优化，技术手段、思想意识等多管齐下，让给排水项目能够更好的满足群众日常生活需求，提高生活质量、提升生活品质。
6、结束语
综上所述，建筑给排水设计是一项较为复杂且系统的工作，由于影响因素相对较多，很容易给设计人员造成各种问题。为了确保给排水的整体质量，并使其能够发挥出真正的作用，要求给排水设计人员必须了解并掌握优化设计方法，并通过不断的分析总结，丰富自身的设计经验，针对设计中可能出现的问题，采取行之有效地措施加以应对，以此来确保建筑给排水设计质量，进而满足群众需求、方便群众用水，提升生活品质以及减少水资源浪费。
参考文献：
[1] 李尚军，浅议建筑工程给排水设计施工[J]，中小企业管理与科技，2011（3）
[2] 黎胜，高层民用建筑给排水优化设计[J]，广东科技，2008（6）
关键词：建筑给排水；设计问题；优化
引言
由于我国现代化的飞速发展，城市化进程随之不断深入，因而人类的生产生活必然就离不开水的供给与排放。虽然建筑给排水工程在整个建筑工程中所占的比重不大，造新的节能、节水、安全可靠的给水排水系统方式和设计方法将会是大势所趋。这对保证整个建筑日常运行的安全性和经济性，提高整个建筑的使用效率及人类生产生活的质量都有着十分重要的现实意义。
1建筑给排水设计各个环节的作用
1.1给水设计
1）自动排气阀
自动排气阀通常作用于延时自闭阀蹲式大便器的供水系统，如办公楼、学校、酒店等，管道系统的顶层自动排气阀最好装置在管道的最高点。延时自闭阀能很好地控制流量，但无法控制气流。当系统停水，给水管内通常会积累大量的空气。恢复供水管道的空气将被压缩至水管道系统的顶部，形成一个压缩空气区。此时如果有人再按下延时自闭阀的按钮，则会将便器内的污物随气流带至地面或将污渍溅到使用者身上。
2）户外控制阀门
适当增设单体建筑户外控制阀门在住宅给水设计中立管底部的给水阀门是必不可少的，这一措施增加之后当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时，可及时关闭给水总阀，从而有效减少排污量。
3）室外阀门
注意室外阀门的安装形式，大部分室外安装的阀门口径都是7以上的，可以采用截止阀、闸板阀或蝶阀等。一般均是法兰安装，而且有国家标准图。值得注意的是，设计时在每一个法兰连接阀处设一个伸缩器则可以解决这一问题。
2.2排水设计
1）地漏与存水弯的配合
在建筑排水设计中虽然没有明确规定排水地漏一定要设置存水弯，但这确实在一定程度上能影响用户的使用。所以在设计时应正确处理好地漏与存水弯的配套问题。虽然全国通用给水排水标准图上对存水部分的高度作出了具体规定，但往往在安装时满足不了设计要求。因此，一般情况下，建筑排水系统的地漏存在于室内的，均应配套存水弯，这样可以有效的防止室内排水系统的串味问题。
2）室内排水管最小管径
通过实验论证可知，室内排水管最小管径宜为DN75，采用这样大小的排水管既不会增加成本。占用空间，也有利于后期维修对于楼房内底层排出横管，宜采用 Dg150的管径，这样既不会增加投资也能大幅度减少管道的堵塞风险，同时非常适合中国国情。通过合理的设置以达到实用与节省空间的双重效果。
2建筑给排水设计中出现的问题及其优化方案
我国城市的建筑都具有面积大、用电设备多、供电要求高、人员集中等特点，这些都给建筑给排水设计的安全性及可靠性提出了很高的要求。因此，如何解决建筑给排水设计中容易出现的问题，采取合理的方案优化设计十分重要。下面就对建筑给排水设计中出现的几个问题及其优化方案进行详实的探讨和研究，以供同行参考。
2.1建筑给水细节问题及改善方案
建筑给水设计问题是整个给排水设计中很关键的一部分下面就对建筑给水设计中管道降噪设计、管材选择、生活饮用水池的卫生防护、支管布置与敷设等细节问题提出有效的改善方案。
1）管道的降噪设计
随着人们生活水平的不断提高，很多住户都希望设计双卫，给水管道减压和减少噪声是越来越迫切。还有就是为了避免用水时末端出现噪声，建议厨卫距离较远管段较长时分户水管采用DN25。
2）给水管材的选择
传统给水管大多是镀锌钢管，易锈蚀，寿命短，国内水路运输不能满足水质卫生标准。因而为了满足标准要求，应选择最佳的、最优质的给水管材。与金属管相较之，塑料给水管的优势则更加明显，一般而言塑料给水管不仅重量轻、耐压强度好，而且安装方便，省钢节能，使用寿命又长。因此，建设部应大力推广使用塑料给水管。
3）生活饮用水池的卫生防护
在供水环节中，生活饮用水池是不容忽视的一个重要环节，因而做好水质的防污染工作刻不容缓。应针对水池的入孔、溢流管等制定出切实可行的措施，有效地防止昆虫爬入池内，并使用无毒的软质泡沫材料嵌入在接缝处。应针对呼吸管、溢流管制作出耐腐蚀材料的网罩，也可通过其他方式进行防护，比如通过空气隔断的方式，防止通过溢流管的脏气体返回到水池，从而避免水池受到污染。总之，在建筑给排水设计施工图中，应结合具体情况，针对生活饮用水的卫生情况制定出科学有效的防护措施。
4）给水支管布置与敷设
给水管道的敷设分明装和暗装 拿明装来说，即管道外露，主要有安装维修方便，造价低等优点，但同时也存在影响美观，表面易结露等一些不足之处。而暗装管道，既不影响室内美观，又可以保护管道不受外力破坏。在暗装管道过程中需注意，不要将管道接头直接埋入垫层或墙壁内，否则出现漏水情况就很难补救。此外，还值得注意的是，为了有效避免住户装修时破坏给水管道，施工完毕后还应在敷设管槽内的给水支管位置做好标记。
2.2建筑排水系统常见故障及应对策略
1）地漏的水封处理
《建筑给水排水设计规范》中对建筑排水系统的地漏水封深度做了明确规定：其深度不得小于50mm，目的就是为了防止有害气体窜入室内，从而使室内环境遭受污染。因此，建议采用高水封进行地漏处理，以更好地满足设计施工要求。
2）排水塑料管道的噪声
现如今，传统的排水铸铁管已不能满足要求，现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杂，住户可以明显感觉到水渠噪声。因此，排水立管应远离卧室和客厅，最好选择一些先进的。新型的管材产品，比如可选择芯层发泡UPVC管道和UPVC 螺旋管，采用这两种排水管道不仅能很好的达到降噪目的，还能提高住户的生活质量。
3）污水排水管道同层排放
厨房洗池引流管可以直接接入排水地板竖管，地漏不能位于厨房内。防水层设计的下沉式卫生间，排水横管布置在这一层，是为了下方管堵塞和泄漏在这一层解决。此外，也可以选用后排水坐便器及多通道地漏，以减少下沉空间。
2.3建筑给排水设计中的节水节能措施
当今社会，对于建筑给排水的专业技术人员来说，要实现节水节能，就应在满足住户使用要求且不影响给排水系统正常运行的前提下，采用先进有效的技术措施，提高资源利用率。从狭义角度考虑节水节能也可以运用到建筑给排水的设计中，其措施如下：
1）二次供水设备的选择。应用变频调速装置，其工作原理是利用变频器改变电机电源的频率，使用无级调速控制泵的软启动过程，根据用水量的大小循环。
2）热水系统和管道。应采用立管在建筑排水热水系统设计的循环或支管循环，并全面开展管道保温，以尽量减少非使用的浪费。
3）节水器具和器材的选用。推广使用各种节水水龙头，防止劣质水龙头进入市场a.为了保证使用后的节水效果，冲厕水箱可选用虹吸式马桶和拉虹吸水箱或双掣式冲厕节水水箱。c.推广使用恒温淋浴器，它可以通过调整形状记忆合金的冷热水，并立即恢复到原来的设定温度。
3结语
总之，在新世纪，构建经济节约型和环境友好型社会的主题不断的深入到社会各个行业及人们的生活，所以作为建筑给排水设计人员必须紧跟时代步伐与时俱进，正视新情况和新问题，并勇于挑战。具体而言，应从设计过程的各个细节严格把关，不断从工作实践中总结经验，不断研究新情况，解决新问题，不断完善设计技术，以更好的设计经验给现代建筑给排水设计提出的新要求，实现全面均衡、务实安全、可持续发展战略。
参考文献：
[1]庞建雄，对建筑给排水设计中几个常见问题的探讨[J].广东土木与建筑，20099（6）：91- 93
关键词：建筑给排水； 系统可靠性；给水；消防；优化设计
中图分类号： S276 文献标识码： A
1、系统可靠性的基本概念
所谓建筑给排水系统的可靠性是指建筑给排水包含的各个系统在规定的使用条件下，在规定的时间内完成其预定功能的能力。可靠性的目的就是尽可能设计与制造不发生故障的系统，而这又恰恰是系统工程方法的可靠性技术。可靠性研究的目的是实现可靠性工程优化。系统的可靠性设计本身就是系统的优化设计过程。除了对一个已经存在的工程系统用可靠度概念进行评估外，对可靠度追求和把握的另一个原因是人们需要结合可靠度和经济指标来进行系统的优化设计。 2、系统可靠性模型分析
2.1 串联系统可靠性模型分析
如果系统由两个或两个以上组分组成，其中任何一个组分发生故障就使系统失效，这样的系统的可靠性模型就是串联模型。假设一个系统有n个组分，每个组分对应的失效率是 、…，对于串联系统，各组分是相互独立事件，根据概率论知系统的可靠度应该是各组分可靠度之积。即系统可靠度R为
由于各单元的可靠度均小于 1，故整个系统的可靠度会小于各单元的可靠度，且串联的单元越多，系统的可靠度就越小。
2.2 并联系统可靠性模型分析
如果系统的各组分，其中任何一个失效都不影响系统工作，只有全部都失效时系统才失效。这样的系统，它的可靠性模型是并联模型，在并联模型中，由于每个组分都失效时系统才失效，所以系统的不可靠度 F 等于组分不可靠度的乘积，
系统可靠度
并联系统多半是一种带后备的情况。如两台水泵并联工作，其中一台失效，并不影响另一台的正常工作，不致影响系统运行。并联系统的可靠度大于各单元的可靠度。需注意的是，并联系统指的是逻辑图上的并联，与安装图上的并联有时并不一致。如串联的止回阀或闸阀在逻辑图上则是并联系统。
2.3 复合系统可靠性模型分析
给水系统各组分的可靠性的相互关系，也可以构成，先串联后并联的串并联模型，或者先并联后串联的并串联模型。当各组分的可靠度相同，全是R时，
串并联模型系统可靠度为：；二并串联模型系统的可靠度是：。其中 n 与 N 分别为串联与并联的组分数。
3、建筑给排水系统基于可靠性的优化设计分析
在此我们可以从以下这几个方面着手，探讨如何改进建筑给排水系统的可靠性，进行给排水系统的可靠性优化设计。
3.1 管材
在设计过程中，做到既保证系统的供水可靠度，又能控制管材的成本，或者在同样工程成本的前提下，提高系统的供水可靠性，如何进行管材的选用就成了摆在我们每个工程师面前的一个难题。
3.1.1选用原则
1）技术方面：①管材应有省级政府卫生部门颁发的生产许可证。②管材应有制造标准和设计规程。我国给水管材有不同等级的制造标准及技术规程。一般具有技术手册或其他形式的认证，提供给设计人员选用依据及设计参数。③管材及管件应规格齐全，可系统配套，亦可与不同材质的管材连接。④管材供货厂商有相应的技术支持能力，包括对管材各种技术参数的说明及澄清、指导安装、试水、验收、售后服务等。
2）经济方面：①价格性能比。②与建筑物档次相适应。③业主、设计、施工及监理单位对管材的认识及接受程度。成熟的设计师会根据工程及业主的需要综合考虑技术及经济各项因素来决定管材的设计选用。
除了上述两方面外，在选用管材时，我们还应根据综合考虑管材安装的难易程度以及就地取材的因素。
3.2 给水系统
给水系统是旨在提供优良服务的开放的复杂巨系统，人民生活水平的提高，水源的匮乏，也要求给水系统不断提高其功能作用水平并可以生发出新的功能，如水质保证、实时供水及降低能耗、漏耗等。给水系统的可靠性同样包含水力（水压、水量）和水质两个方面。
随着高层建筑的快速发展，二次供水系统日益增多，它给生活供水带来了方便，但同样带来了二次污染的潜在威胁，二次供水污染问题早已引起了社会各界的关注。在进行项目设计过程中，设计人员应该具备卫生意识，尽量避免出现水质污染问题，下面列出了常见的几个导致水质污染的原因：
a)生活水箱与消防水箱混用，使二次供水受到污染；b) 储水箱容积过大，水箱储水量超过正常生活用水量，水体停留时间过长，导致余氯耗尽，微生物生长繁殖。设计时要考虑储水箱的大小，不易使水在水箱中储存时间过长。c) 没有考虑生活水池与化粪池等污染场所的相对空间位置，也未作相应的防护措施，一旦出现渗漏，地下污水就会渗入水池污染水质。设计中要注意二次供水设施与周围环境的相对位置，防止潜在的污染源。d) 高位水箱的出水口设计不合理，高于池底，池中水不能排净，微生物繁殖，造成水质污染。e) 蓄水池的进水管、溢流管处理不当或防护措施差，进水管无盖或密闭不严，溢流管根本就无防护措施，容易造成别的生物进入水池污染水质。f) 防倒流污染措施未严格按照规范执行，水质污染的途径很多，因倒流而造成污染是最常见的原因。设计中应避免出现漏设或误设等现象，如将应设置倒流防止器的地方设置成止回阀。g) 二次供水系统缺乏必要的消毒设施。h) 生活饮用水管道与非饮用水管道标识不明或无标识。生活饮用水与非饮用水管道应有明确标识，及应有相应的防护措施。
3.3.消防系统
一般来讲，消防系统由消防水源、水泵阀门、管网、报警阀、灭火设备（喷头或消火栓）、屋顶水箱等部分组成， 这些组成部分构成一个串联系统，其可靠度为
这里的模型是可靠性的结构模型，并非部件连接的物理模型。只要其中一个部件发生故障，整个消防系统都不能正常工作。要提高整个系统的可靠度，优化消防系统设计，仅就消防供水及消防给水方式两个方面展开讨论。
⑴ 消防供水
能否确保消防给水水源直接影响火灾扑救效果，建筑消防供水的可靠性会影响建筑扑救火灾的成功率。需要指出的是，这里所指的消防水源，我们可以将其含义引申为接入室内消防管网前的消防供水，将从消防水源以及水泵接合器两个方面探讨。
①消防水源：消防给水水源可取自市政给水管网、天然水源和消防水池消防水源，
必须保证规定火灾延续时间内的用水量。如果消防设施出现设备故障或操作不当，整个消防供水设施就处于瘫痪，甚至连属于市政供水压力范围内的楼层都无法得到可靠的消防供水。为提高系统的可靠性，合理利用市政水压，可以考虑如下做法：在自动喷水灭火系统中，在喷淋泵后、湿式报警阀前将市政给水管道并联在喷淋泵的出水管上，同样在消火栓系统中，也将市政给水管道并联在消火栓泵的出水管道上，这样，无论是人为因素或设备故障，市政供水都能靠自身压力进入消防管网，直接扑灭属于市政供水压力可达楼层的火灾。但进水管道上要安装止回阀，防止喷淋泵启动后出水倒流到市政管网中，同时又起到防止污染生活饮用水的作用。
②水泵接合器的设置：按规范要求通常在消防车供水压力范围内的每个消防分区都设置水泵接合器。在实际设计中，许多设计人员往往将所有的水泵接合器集合起来，设在一处，这是很不合理的，应分开设置，水泵接合器之间的距离一般不宜小于 15m，以便于消防车在现场展开灭火工作。
此外，在连接水泵接合器时应注意，应将水泵接合器接在室内消防管网与消防环管相连接处的止回阀靠室内消防管网一侧。否则容易出现的一个问题是，当发生火灾时，消防车从室外消火栓吸水加压后，打入水泵接合器的消防水在室外消火栓和水泵接合器间循环，经加压后的消防水不能进入室内消防管网，导致室内消防系统水压和流量不能满足要求。
⑵ 消防给水方式
高层建筑的火灾扑救以自救为主，高层建筑消防以室内消防为主，室内消防管网要保证消防需要的水量和水压都时刻处于临战状态。因此室内消防给水系统采用常高压、稳高压或临时高压给水系统。火灾时消火栓系统一般考虑相关层消火栓同时工作，若在分区中界面发生火灾时就要求高低区消防水泵同时工作。整个设计的配电负荷应按高低区消防水泵同时工作配置，而高低区消防水泵均按室内消防用水量设计。故当分区中界面发生火灾时，实际消防流量比设计流量要大。为保证系统的安全性可靠性，应采取一定的技术措施。
在减压阀前后应安装压力监控装置，同时能将压力状况传送至消防控制中心以便及时察看减压阀的工作状况。当减压阀失灵后远传压力变送器将压力信号传至消防控制中心，中心接到报警后能及时派人检修。使用减压阀应采取保证水质的技术措施。一般做法是在阀前安装过滤器且对减压阀前管道的材质亦需相应提高要求。减压阀采取备用措施，即采取一用一备的减压阀组。消防给水方式的选择要根据工程具体情况由与之相关的各种因素综合评价。通过对高层建筑消防系统进行合理的竖向分区以及选择经济合理的给水方式，有利于系统的安全运行并可节约初期投资节约能源和减少运行费用。
【关键词】变电站；排水系统；优化设计；措施
1.前言
对于绿色智能变电站一般都是指节约能源、环保、效率高及和谐统一等理念，而这些理念全面的落实到变电站的规划、技术、施工、设计及安全运营等各个环节和每一个阶段，从而实现变电站的效率最大化、各种资源的节约化、环境的美好化及与社会的协调统一发展的智能变电站。给排水系统是绿色智能变电站的重要组成部分，同时它与绿色智能变电站的理念有着具体实践关系紧密相连，而做好绿色智能变电站给排水系统优化设计技术就显得尤为的重要。
2.变电站的排水系统的概念
变电站的排水系统主要是指排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成的总体。一般用以除洪涝、防渍、防盐的各级排水沟道及建筑物的总称。它主要由工业排水、各级排水管道、蓄涝湖泊、排水闸、抽排泵站和排水容泄区等组成。排水区域的多余水量首先汇入工业排水总管道中，然后经各级排水管道或经过湖泊滞蓄后再由排水闸或抽排站排至容泄区。
变电站排水系统的主要分类：变电站排水系统大致可分为工程污水、工程废水、施工废水、自然雨水。施工污水和废水、工业废水、雨水分别设置管道排放，称为分流制；将两类以上合并在同一种管道内排放，称为合流制；并采用各种形式应根据水质情况以及地方的不同要求并经过技术经济比较后进行确定。
3.绿色智能变电站给排水系统优化设计原则
我国经济的快速发展，对于在绿色智能变电站给排水系统优化设计的过程中，要求我们严格贯彻节约能源、绿色、智能、环保、经济、高效、实用及和谐统一的设计理念。
1）绿色智能变电站给排水系统优化设计的节水性能。一般的节水性能是指的是在给排水系统优化设计的过程中，要对变电站工程中的工业废水尽可能进行重复利用，并且对这些废水的回收利用，还可以节约清洁的水资源的使用。我国有很多的地区处于缺少水资源的巨大问题，因此节约使用水资源就成了我国的经济建设与工业建设的重要内容之一。而对于我国绿色智能变电站给排水系统优化设计的过程中，更要充分的体现体现节约水资源的功能，除了要结合实际情况，进行合理的规划水资源和选择优秀的节约水资源和节约能源的器具外，还要需要充分的考虑水资源的重复利用问题，从而减少水资源不必要的浪费。
2）绿色智能变电站给排水系统优化设计的减轻排放性能。在绿色智能变电站给排水系统优化设计的过程中，主要要以“绿色、环保”为重要的核心，更要确保变电站的施工所排放的废水不能超过国家相关规范标准技术指标的要求。从而减少废水的排放主要是实现绿色智能变电站的环保和减排的设计理念。我们也要考虑在变电站的排水系统整体优化设计中适当选择优越的污水处理设施，促使变电站排放污水能够达标排放或者用相关技术指标的要求。
3）绿色智能变电站给排水系统优化设计的适宜性能。在绿色智能变电站给排水系统优化设计选择材料的过程中，要适当根据变电站的工程当地的的地质、土壤的酸碱性等其他性能指标符合国家合理的选择适当的材料，并且，在选择，排水系统的优化材料时，必须要考虑其材料的性能、安全、绿色环保及卫生，同时要结合当地的天气、土壤及地形等性能，选择具有环保、实用及耗费的能量少等材料，主要是为了确保变电站给排水系统优化技术有着较高的功能质量。
4.绿色智能变电站给排水系统优化设计技术措施
绿色智能变电站给排水系统的作用是汇集地面的降雨积水、降低地下水位和防止洪涝、渍及土壤次生盐碱化。绿色智能变电站给排水系统分为明管道、暗管道、竖井等几种方式。明管道主要用以排除地表径流，当明管道有足够的深度和之间距离时，也可以发挥控制水资源的作用。明管道排水具有施工简单、投资较少、见效较快的优点，但施工的工程量较大、占地较多，而且存在坍坡、淤积、生长杂草等问题。暗管到排水主要用以控制水资源和降低污水的排放量。由于绿色智能变电站给排水系统优化设计技术，近代世界各国已广泛采用。一次在站区绿化设计技术的过程中，应尽量的选择少维护和维修、生存力较高的植被外，还应该考虑生产、生活污水要简单处理后进行绿化用水的植被。通过进行合理选择绿化植被和进行给排水系统优化设计降低管道的损耗，而变电站后期运行将会得到较大的社会、经济及环境的效益，促进变电站给排水系统优化设计技术的运行发展。
在各种的大量工程的实践经验中，变电站中排放的废水中主要包括工业的污水、生活的污水和各种的事故中废水，都会面临着变电站的火灾、爆炸等巨大事故出现，而这些绿色智能变电站给排水系统优化设计过程中，要仔细考虑工业污水和生活污水处理措施的优化设计。由于绿色智能变电站中含有很多的化合物，就要采取各种生物降解工业污水和生活污水进行处理，在对水资源的净化后，得到的水资源竟而可以满足变电站的绿色环保的功能。在各种的处理后，雨水的污染和生活的污水就能满足绿化和环保的用水要求，从而可以重复使用这些的水资源，同时还可以防止雨水排放和生活污水的排放直接的污染站区周围的环境，竟而达到节约水资源、减少排放及绿化和环保的目的。
对于在绿色智能变电站内给排水系统优化设计的过程中，就应该结合工程的实际情况，选择相应且符合国家标准的环保材料。同时在绿色智能变电站给排水系统优化设计的技术过程中，更要考虑选择优良的材料，从而达到节约水资源、降低耗量、绿色环保，经济可靠等性能。
总之，我国更要在今后的绿色智能变电站给排水系统优化设计技术的过程中，竟而给排水系统设计中引入较为先进的科学技术、各种设备、材料和优化设计技术理念，采用更多的节约能源、降耗、绿色环保、经济可靠的方法措施，促进绿色智能变电站给排水系统优化设计技术的安全可靠、节约经济的高效稳定的设计技术、工程建设、站区施工、顺利运营等。由于我国人口的不断增长、各个行业的不断发展，排水系统设计所引起土地的沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象，导致我国环境地质问题不断增加，对我国的工程建设产生了不利影响，还有对国家环境及建筑物的安全和稳定都产生了严重的影响。因此，为了保证工程建设的安全、稳定及顺利完成工程，采取对变电站工程建设的不利影响做出相应的防治方法及措施。因为变电站作为我国政治与经济工程建设中尤为重要的一环，其能正常运行中能否保证顺利，对我国的安全及稳定的发展起着至关重要的作用。
5.结论
综上所述，城市建设的不断发展，各种各样的建筑物的兴起，变电站给排水系统的水质量问题不仅仅影响工程建设的基础，还会影响着工农业的各种设施，这些都是国家、社会及城市工程建设中不可避免的问题。工程建设中，绿色智能变电站给排水系统优化设计技术主要占有极其重要的地位，采用及时进行排水系统的防治方法，来保证我国经济及工业的耐久性、安全性、稳定性、实用性、体积稳定性和经济合理性。
参考文献
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[2]石立.建筑排水系统优化设计思路研究[J].科技资讯，2013，10：96-97
关键词：高层建筑；给水排水；优化方案；方案设计；建筑工程
高层建筑给水排水的设计不同于多层建筑，设计者给出设计方案前，要充分考虑到高层建筑层高、实用、美观等因素对给排水的影响，并且要对给排水的施工进行合理规划，提高施工质量的同时要保证高层建筑的整体美观效果。随着国民经济水平不断提高，人们对居住环境和质量的要求也随之不断升高，因此建筑施工各单位不仅要适应社会发展需求，还要保证在高层建筑的实用性、功能性、美观等多种性能。尤其在给排水的设计施工方面，由于高层建筑的主体结构、框架多采用框剪或筒形结构，所以给排水设计施工带来极大不便，如何优化高层建筑给排水的设计施工是现阶段施工单位亟待解决的问题，并针对难点积极探求优化方案。
1高层建筑给水排水工程的施工重点及特点
由于高层建筑给水排水工程分为给水系统、排水系统、热水系统及消防系统四个部分，所以在高层建筑室内的给水、排水设备较多，穿插管线种类多种多样，就现阶段建筑行业的给水排水施工技术来说，并没有具体的可行性指标和操作规范予以支持，因此在施工过程中，人为操作主观意识较强，施工工序杂乱无章，无法保证施工质量。另外，现行的高层建筑给水排水技术与实际施工要求产生脱节现象，随着国民经济水平日新月异的变化，高层建筑的给水排水技术不再是单纯地解决居民的供水和排水问题，而要结合消防安全技术和自动化技术，不断更新设计理念，将节水、节能的建筑设计理念引入到高层建筑给水排水设计和施工中，在施工过程中加强施工管理，合理利用新型环保材料，严格规范施工技术操作，在提高施工质量和效率的基础上，保证建筑的给水排水系统正常、安全运行。由于高层建筑本身具有的多层、多功能、多设备等特性，在给水排水工程的施工过程中具有以下五方面特点：第一，给水排水量相对较大。由于高层建筑的使用面积较大，容纳的居住人数较多，所以居民所需的用水量和日常生活产生的污水量较大，一旦管道拥堵或是损坏，势必会造成供水系统和排水系统发生故障，影响居民生活质量，甚至危及整栋建筑的供水系统和排水系统，导致大范围的停水，给居民的生活带来极大不便，因此建筑施工单位要尤其注意给水排水系统的日常维护工作；第二，施工单位为提高建筑的实用性，在施工过程中增设了多种使用功能，再加上繁多的管线穿插纵横在建筑室内，居民使用家电时会使电压过大而发生线路短路，给居民正常生活埋下安全隐患，稍有不慎就会发生火灾，而且在高层建筑中人员疏通起来较为困难，后果不堪设想，所以建筑施工在进行给水排水施工时要结合消防给水技术和防火材料的使用，确保高层建筑的安全性能；第三，消防系统的技术压力较大，以往设计的供水区域只有一个，易使管道和相关附件发生损坏，影响给水、排水系统的正常使用，因此设计人员在进行给水、排水系统的设计过程中，应采用竖向分区的方法，从而降低消防系统的静水压力，保证给水、排水系统安全、畅通运行；第四，由于高层建筑的给水排水量较大，施工单位通常会选用较多、较长的排水管道，增加管道水流压力，并且压力波动性较强，更容易造成给水、排水系统的不稳定，所以施工单位在选择排水管道材料时，应尽量采用机械强度较大的、接口柔韧性较好的材料或是专用通气管排水系统和新型单立管道，以减缓管道中的压力波动，强化给水、排水系统的使用性能；第五，由于高层建筑的给水排水设备较多，运行时产生的噪音也会随之增多，建筑施工单位必须要充分考虑到管道降噪问题，利用相关防震和降噪技术，在保证系统正常运行的同时为居民提供优质、舒适的居住环境。
2高层建筑中常见的给水排水方法
2.1气压罐式给水
气压罐式给水方法主要通过离心水泵和气压罐设备的协同工作来完成给水。气压罐的工作主要依靠罐内的空气不断压缩进行储水和调节供水量，一旦罐内的水压达到一定高度，离心水泵就会软启动和循环启动水泵机组，最终完成供水。这种给水方法无需水箱和水塔，不仅可以自动控制给水量，便于管理，并且由于气压罐的密封效果较好，可以防止罐内水资源不受污染，更能减少建筑工程的施工成本。但是在气压罐给水过程中，常常会出现因供水压力过大而引起的压力波动，而且它的储水量有限，必须要频繁启动才能满足供水需求量，所以势必会增加设备维修成本，从而缩短设备的使用寿命。
2.2高位水箱式给水
高位水箱给水方法主要利用离心水泵和水箱两个部分进行给水，根据以往的使用经验大致可以分为并联式给水、串联式给水、减压水箱式给水和减压阀式给水四种方法。它的主要作用是调节供水区的储水量、供水和水压，相比气压罐式给水方法来讲，虽然储水量也有一定限制，其优势是不需要频繁启动相关设备，因此建设成本和维修费用也相对较少，缺点也密封性较差，水质容易受到外界环境的影响而受到污染，且由于水箱占地面积较大，会增加建筑投资费用。
2.3减压分区式给水
减压分区式给水主要依靠减压阀和各个供水区的减压水箱的工作实现减压给水的目标。在相关设备运行过程中，离心水泵会降水直接输送到顶层供水区的水箱中，利用减压阀将水由上至下的输送到各个供水区的水箱中，且各水箱之间可以进行自动减压，一方面减少了占地面积；另一方面给水相对稳定、可靠，但也存在一些问题，例如下层供水区的供水压力较弱，增加了离心水泵的使用率。
2.4变频水泵式给水
变频水泵式给水是一种利用单片机、变频技术和水泵机组相结合而构成的给水技术，其作用是可以自行调节水压和水流量，并且不需要水箱。这种方法可以根据各个供水区的用水量自行调整相关设备的运行速度且占地面积较小，不仅延长了相关设备的使用寿命，更加有利于后期维修与管理工作。但是这种方法所使用的设备价格相对较高，大大增加了建设成本，特别是变频器，不仅价格较贵，还容易受到外部环境的影响，造成变频器的损坏，从而影响设备正常运行。由此可见，每一种方法都有各自的优势和劣势，需要设计人员在施工设计阶段结合高层建筑特点和施工要求对给水排水方法进行调整，针对在施工过程中易出现的情况和问题，调节设计方案的优化措施，以全面保证给水排水系统的安全、畅通运行，从而优化居民的生活质量和居住环境。
3高层建筑给水排水的优化设计方案
通过对高层建筑给水排水方法及施工特点的分析，高层建筑的给水排水系统的设计必须要进行优化和改善，以切实保证高层建筑给水排水系统的安全、畅通运行，因此笔者建设性地提出了以下三点高层建筑给水排水设计方案的优化措施，具体包括：第一，在进行给水排水系统的设计过程中，要采用分建供水区，并且这些供水区要共用供水管道，以减少设备的占地面积，减少施工成本。在水污染问题上，可以通过分别设置生活供水区和消防供水区来尽量减少水质污染的问题，施工单位应特别注意管道网络的铺设，并且结合管道施工的特性，提高管道的质量和使用性能，合理规划相关设备的设置；第二，针对建筑室内卫生间易出现渗水、漏水的问题，施工单位应加强建筑地面防水性能，合理设计厨具、洗脸池、淋浴器等家具家电的位置摆放，采用节能型附件和技术，例如充气式水嘴、真空节水技术，不仅起到节约水资源的作用，还可以有效提高设备的排污功能。在施工过程中，设计人员应尤其注意相关设施的位置规划要符合居民的基本生活需求以及排水管道的网络化铺设要尽量保证顺畅、安全且科学合理，避免管道位置与室内生活器具的位置相互冲突，从而为居民提供既舒适又实用的居住环境；第三，在施工设计阶段，设计人员要考虑到高层建筑整体的美观效果，由于排水管道通常设置在建筑外墙内，很容易影响建筑的视觉美感效果，因此施工人员在进行室内施工时，应该尽量将卫生间的位置设置在建筑的低地势处以及空调摆放处要设置排水管，并且要尽量保证建筑的室内和室外的整体美观效果，这样不仅可以便利居民的日常生活，更加满足高层建筑的实用性、美观、安全性等多方面性能的要求。
4结语
此外，合理设计给水排水系统和消防系统对高层建筑整体性能有着重要的意义。相对于多层建筑来讲，高层建筑给水排水工程的施工难度较大，对供水量、排水量的要求较高，所以对施工单位来说，发现问题解决问题，不断优化设计方案，才能有效提高给水排水系统的运行效率，从而实现高层建筑优化各方面性能的目的。随着国家经济飞速发展，建筑业的市场竞争越发激烈，在高层建筑给水排水工程的问题上，只有积极探索设计方案的优化措施，进行技术革新，才能在激烈的建筑业市场中立于不败之地，从而促进建筑业长久、可持续性发展。
参考文献
[1]袁成华．试论高层建筑给水排水工程的优化设计[J]．城市建设理论研究（电子版），2014，（16）.
[2]周盼．试论高层建筑给水排水工程的优化设计[J]．城市建设理论研究（电子版），2013，（13）.
[3]夏远．高层建筑给水排水工程的设计优化研究[J]．城市建设理论研究（电子版），2015，5（12）.
关键词：给水排水；排水工程；设计优化
1概述
目前，高层建筑的迅速发展已经成为我国建筑建设的主流方向。但是，在实际的建设过程中，给水排水设计表现出很多的困难。由于高层建筑的楼层较多，在管道设计、水压安排等多个方面都亟需进行深度的优化，与此同时，加强整个建筑施工管理工作、保证施工工作的正常进行对优化高层建筑给排水工程的意义更加深远，也能够从某种角度上保证人们生活质量的不断提升。
2建筑给排水工程在施工中存在的问题
2.1管道材料的质量问题
在给排水工程中，上水管作为给水的关键管道，其质量好坏直接关系到水源质量的好坏。我国以前采用的管材是镀锌管，现在已经逐步进行淘汰，代替其在施工过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数是以塑料作为原材料进行制作出的上水管道。现在，国家对上水管道的材料没有进行明确的规定，在进行给水排水工程设计和施工的时候，进行施工的企业常常由于过度追求利益上的收获，因此选用一些耐腐蚀性较强，但是抗压性较差的管道。这种做法严重影响建筑管道的建设，非常容易发生严重的漏水或者渗水问题，可能引发建筑整体的质量问题，甚至危及人们的生命和财产安全。
2.2管道噪音的控制问题
由于目前的建筑下水管道中大部分空间是空气，如果有水经过，便会引起不同程度的噪音，这种问题对于上水管道而言通常不会发生，因为上水管里基本没有空气，噪音就没有出现。那么，只是下水管道中才会存在噪音问题，比如坐便器在下水的时候，存在水流和管壁相互撞击而造成的噪音，管道中水流的搅动产生大量的气泡上浮在整个管道中产生的噪音，当水流进一步流进垂直管道中后又产生了噪音，因此现在下水管道的噪音问题是一个非常严重的问题，究其原因有以下几点：
2.2.1由于震动而形成的噪音。震动噪音就是指受到下水管水流撞击而产生的噪音，这种噪声的传播范围非常广，给人们的实际生活带来了很大的负面影响。再者，在现代高层建筑不断建设的过程中，为了不断提高业主的日常用水质量，满足业主的用水需求，绝大多数高层建筑物里都安装了水源加压设备，该设备在工作的时候存在很大的震动，也会产生严重的噪音问题。
2.2.2由于不合理设计而导致的噪音。在进行住宅设计时，受到居住面积不同的影响，通常会设置不同的排水管道。对于较大的居住面积就会设计多个排水点，也要设计相应排水管道，于是造成排水管道实际的距离需要增加数倍以上，造成严重的浪费，同时形成了更多的管道噪音。过长的管道设计造成业主水源压强的增加，从而形成噪音。对于一些严重缺水的地方，建筑给水排水设计中常常不考虑实际地域性特征，不仅浪费管道实际的设计面积，而且增加了噪音形成的渠道，更是严重偏离了建筑设计节能减排的发展目标。
2.2.3由于过滤物冲击而形成的噪音。建筑内部，存在很多个排水口，由于没有对过滤网进行合理的设计，导致很多固态的残渣也流进了下水管道里，在水流的过程中，固态的残渣也随之流动，对管壁形成严重的冲击而带来噪音，并且固态残渣还会严重损伤下水管道。
3优化设计建筑给排水工程的措施
3.1完善设计，优选材料
对于不同的建筑形态一定要采用不同的给水排水设计方案，根据不同的客观条件进行合理的选择管道材料，要选择那些质量比较高并且环保效果好的管道材料，保证完成对建筑给排水的合理设计。结合实际的建筑下水管长度情况，设计标准的管道布局，决定建筑设计的管道基准，只有这样才能够保证建筑地下管道给水排水的畅通。
3.2施行全面管理
建立完善的给水排水管道施工安全制度，对需要细化的安全管理规范进行有效的规划，严格按照国家规定的基本原则，结合各个部门的法律规定标准来实施。同时，给排水管道施工还需要一些细化具体的制度和安装规范，同时落实施工质量和安全到安装作业一线之中，让参与施工的每一个人员在思想上都能树立安全生产、质量保证的意识，学习相应的安装规范安全作业，在开展安装作业前一定对施工工人进行技术交接及相应的技术培训，不断提升管道安装的质量和安全要求。规定工人严格按照安装图纸的要求进行作业，同时设计专业人员负责安装现场情况，监理部门对施工过程中出现的一些问题一定要第一时间进行纠正，监督安装过程全面的规范化。管道建设材料需要在监理部门的实时监督下购买，实现对建材质量的监管，严禁使用质量不达标的管道建材。
3.3降低管道噪音
管道材料在选择的过程中，一定要严格按照国家相关规定的标准要求并结合具体的建筑情况进行准确的分析，选择那些质量达到国家标准的建筑材料，从而控制管道的噪音污染问题。当前，两竖管排水能够有效地降低管道内的水流噪音，同时，其排水的效果在很大程度上优于传统排水设计。所以这种两竖管排水设计中存在大气压差，进而有效实现了降低噪音的功能，这种两竖管排水的设计在建材选择方面需要按照国内的要求严苛执行，同时要根据建筑的实际情况，来选择质量最佳的管材。
3.4实现节能减排
建筑给水排水设计中需要重视节能减排的效果，按照设计标准合理对雨水进行收集并设计合理收集雨水的利用标准，结合建筑的实际情况，完成对生活用水和日常用水的合理管理。上述设计理念在实际建筑应用中常常需要一定的测试过程，根据实际的测试结果不断进行方法上的改良，同时通过测试分析适合给水排水的实际节能减排的效果，在不久的将来进行实施和推广，充分实现这种给排水系统的节能减排理念。
结束语
综上所述，对于高层建筑给水排水工程进行合理、有效设计能够优化建筑整体质量，具有非常重要的意义。笔者在本次研究中，对进行建筑给水排水设计施工的过程中需要对管道可能存在的常见问题进行详细的分析和处理，降低管道噪音和管道污染，结合专业的设计标准，合理的规划具体设计，保证给水排水设计的科学性。结合给水排水实际的施工标准进行设计优化，促进给水排水系统的建设发展，确保建筑给水排水设计的合理规划和建设，同时推动建筑给水排水设计的优化性发展，让我国建筑行业的整体水平有所提升。
参考文献
[1]王伟.建筑给水排水工程的设计优化[J].住宅与房地产，2016，（18）：3-9.
关键词:排水管道；优化设计；必要性；方法
中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：
排水系统是城市不可缺少的重要基础设施，是城市水污染防治和城市防内涝的主体工程，直接关系到整个城市的正常运行、安全发展。然而城市排水管道系统仍存在很多问题，因此，为了保障城市排水设施安全正常运行，就要对城市排水管道系统进行优化设计，以确保其发挥出保护环境、促进经济社会可持续发展和保障人民的健康安全的作用。
1 排水管道优化设计的必要性
市政排水管道是城市市政建设的重要组成部分，其投资比例占整个排水系统投资的一大部分。因此，对排水管道可行性优化意义重大。随着城市经济发展，城市道路修建，排水管道不断普及，但是还存在许多问题。污水管网系统同时是现代化城市重要的基础设施，是城市水污染防治的骨干工程。因此.设计时如何在满足规定的各种约束条件下，优选污水管网的管径、埋深等各个组成部分，尽量降低污水管网的投资费用，是污水管网优化设计的最终目的。
当今社会，随着计算机技术的发展，计算机已渗透到人们生活和工作的各个方面。利用计算机，通过编制程序和软件来对工程进行设计和优化，已被人们广泛应用。
2 排水管道优化设计的内容
排水管渠的优化一般涉及4个方面的内容：
(1)一个城市最佳排水分区数量和集水范围的确定；
(2)最佳管线布置形式的确定；
(3)管线布置形式给定条件下管系的优化设计；
(4)雨水径流模型的建立。
排污水管网的优化设计包括2个方面的内容：①管线平面布置的优化选择。②在管线平面布置已定的情况下进行管道参数，即管段管径及埋深的优化设计。市政排水管道的优化设计主要是解决在确定平面布置方案下。排水管径、埋深及提升泵站的优化设计以及排水镣网平面布置方案的优化研究。近几年来，我国的科研人员对污水管网系统的优化设计研究进行了大量的工作，取得了不菲的成果。
3 已定平面布置下的管道系统优化设计
排水管道优化设计主要是指：对于某一设计管段，当设计流量确定后，在满足设计规范要求的管径和坡度的多种组合中，取得管材费用与敷设费用的平衡。在排水管线平面布置已定的情况下，对于管段管径―埋深的优化设计，国内外做了大量的工作。下面介绍几种已定平面布置下的管道系统优化设计的方法。
3.1 两相优化法
两相优化法是在满足关于流速的约束条件前提下，选取一个最经济流速。当流量增加时，流速按0.01m/s的步长增加。然后，根据设计流量和确定的流速，选取一个最优充满度和最优管径，从而得到一个最优坡度，即尽可能小的坡度。
水力计算约束条件：在进行优化设计过程中需要综合考虑各种约束条件，如：管径、充满度、流速、坡度、埋深等。表1中列出了管径从200～1000mm的部分约束条件，如果设计过程中涉及到大于1000mm的管径，可以自行列出相应的约束条件。
表1 部分水力计算约束条件
设计规范中还规定了如下约束条件：
(1)各种管径的最小充满度建议不宜小于0.25。
(2)街区或厂区内的最小管径为200mm，街道下面的最小管径为300mm。
(3)管道在坡度变陡处，其管径可根据水力计算确定由大到小，但不得超过2级，并不得小于最小管径。
(4)最大设计流速，金属管为10m/s；非金属管为5m/s。表1中列出了不同管径的圆形钢筋混凝土管在相应的最大充满度下的最大流速。
(5)随着设计流量的逐段增加，其流速也应相应增加；如设计流量不变，流速也不应减小，包括旁侧管中的流速不应大于其接入的干管中的流速。只有当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的情况下，流速才允许减至1.2m/s。
(6)无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m。在车行道下管顶最小覆土厚度不宜小于0.7m。
(7)污水管道间一般宜采用水面或管顶平接的连接方式。无论采用哪种方式，下游管段起端的水面和管底标高都分别不得高于上游管段末端的水面和管底标高。
3.2 遗传算法
遗传算法作为今年迅速发展起来的一项优化技术，在许多的领域中得到了应用，显示了巨大的优越性。是模拟生物学中的自然遗传变异机制而提出的随机优化算法。遗传算法在解决中小型管道系统优化设计问题时可以求得最优设计方案，但解决大型管道系统问题时，只能求得趋近予最优解的设计方案。在排水管道系统优化设计中，不论采用何种方法，都以设计规范为基本要求。同时使费用达到最小。遗传算法要求必须对所求参数进行编码处理和对目标函数进行适应度函数转换处理，并根据转换后的适应度函数的大小模仿生物进化过程，通过对参数编码的选择、交叉、变异等操作，逐步达到目标函数的最小值。
标准遗传算法的必须完成的工作内容和基本步骤如下：
(1)编码：解空间中的解数据工，作为遗传算法的表现形式。从表现型到基因型的映射称为编码。遗传算法在进行搜索之前先将解空间的解数据表示成遗传空间的基因型串结构数据，这些串结构数据的不同组合就构成了不同的点；
(2)初始群体的生成：随机产生N个初始串结构数据，每个串结构数据称为1个个体，N个个体构成了1个群体。遗传算法以这N个串结构作为初始点开始迭代。设置进化代数计数器t0：设置最大进化代数T；随机产生M个个体作为初始群体P(O)；
(3)适应度值评价检测：适应度函数表明个体或解的优劣性。对于不同的问题，适应度函数的定义方式不同。根据具体问题，计算群体P(t)中各个个体的适应度；
(4)选择：将选择算子作用于群体；
(5)交叉：将交叉算子作用于群体；
(6)变异：将变异算子作用于群体；群体P(t)经过选择、交叉、变异运算后得到下一代群体P(t+1)。
(7)终止条件判断：若t《T，则tt+1，转到步骤(2)；若t>T，则以进化过程中所得到的具有最大适应度的个体作为最优解输出。终止运算。
4.3 线性规划法和非规划法
(1)线性规划法.是针对排水管道设计计算中的约束条件和目标函数的非线性.分别用其一级泰勒公式展开式代替.用线性规划的解作为问题的近似解.反复迭代。使迭代序列逼近非线性规划的最优解。缺点是把管径当作连续变量来处理。存在计算管经与市售管径不一致的矛盾.且前期准备工作量大。以后发展的整数规划法.虽然在一定程度上解决了线性规划的缺点，但是其整型变量比较多.难以求解。
(2)非线性规划法适应了计算模型中目标函数和变量的非线牲特征。可以优化选择管道的直径和埋深。但极大限制了目标函数和约束条件的形式。
3.4 动态规划法
动态规划法是目前国内外比较常用的一种方法，基本思想是把排水管道设计看作一个多阶段的过程，通过对设计过程进行阶段划分来对管道进行优化设计。其应用主要分2个方面：
(1)以节点埋深为状态变量，通过坡度决策进行全方位搜索。其优点是直接采用标准管径，结果与初始管径无关，且能控制计算深度，但要求状态点之间的埋深间隔很小，使存储量和时间间隔大为增加。因此在此基础上引入缩小范围的迭代过程，但应用有一定的局限性。
(2)以管径为状态变量，通过流速和充满度决策。由于可使用的标准管径数目有限，因此在计算速度和存储量上都有很大优势。以后又发展出了可行管径法。此法使优化计算精度得到提高，并显著减少了计算工作量和计算机存储量。尽管动态规划是解决多阶段决策问题的一种有效的方法，但在排水管道系统设计计算时，前一段的设计结果将直接影响到后续管段设计参数的选用，因此利用动态规划法求出的污水管道优化设计方案也并不一定是真正的最优方案。
3.5 直接优化法
直接优化法是直接对各种方案或可调参数的选择设汁计算和比较来得到最优解，具有直观和容易验证的优点。主要方法有：
(1)电子表格法是一种启发式的费用估算方法，允许用户寻找最小费用设计。能得出比动态规划法要好的结果而且更负荷设计规范的要求。
(2)两相优化法是设计流量确定后.在满足约束条件的前提下，选取最经济流速和最大充满度进而得到最优管径和最小坡度，最大限度地降低管道埋深。直接优化法的算法与人工算法基本相同，但受设计人员的能力所限，所得结果不尽相同。所以所求结果不一定是最优解。
3.6 排水管道优化坡度设计
满管流或水面平接非满管流多管段排水管道中，各管段在交汇节点上的水位高程相等，可以归纳为能量连续的排水设计管段。以最小工程造价为目标函数，充分利用设计管网起端至终点之间可利用最大水位差为输水能量，以设计规范规定为约束条件，建立排水管道优化设计坡度数学模型，求解各管段的经济坡度和优化管径。
4 管线平面优化布置
一般排水管道系统覆盖面积较大，其设计除受地形地貌的约束外，还受到区域功能规划、污水排放量等因素的约束。此外，由于排水管道属于重力流系统，在许多地段需设置提升泵站来保证污水的排放。因此，排水管道系统的设计是一种多约束条件的寻优问题。目前国内外对排水管道的设计往往局限于在给定管网布线的情况下，对污水管线的管径、埋深、坡度等参数进行研究，较少涉及排水管道系统的平面优化设计。对管道参数的研究为大城市已有排水管道的改造提供了参考，具有重要意义；但对于新兴城镇这种无排水管道的情况，其管网系统需从平面布置优化做起，使之布局最优、费用最省。
排水管道平面布置优化的目的就是在由给定节点构成的网状图及其他约束条件下，生成以污水厂为根节点的最小费用生成树。由于瞎子爬山法的局限性，很难在约束条件十分复杂的城市排水管道优化中寻找得到最优解，更多的情况下寻得的是次优解。由于污水管网建设投资巨大，次优解和最优解间很小的差异反映在投资上都是一笔很大的费用，因此有必要寻找一种更好的方法，尽可能地寻找最优解。
5 结语
综上所述，排水系统不仅是城市不可缺少的重要基础设施，也是城市水污染防治和城市防内涝的主体工程，并且直接关系到整个城市的正常运行、安全发展。为了保障城市排水管道系统正常安全的运行，就要对其进行优化设计。然而，污水管网的优化设计是给排水工程优化设计的一个重要分支，随着如今科学技术的发展，相信在不久以后，城市排水管道系统的优化设计将更加完善。
参考文献
关键词：高层建筑；给水排水；设计优化
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
随着经济和建筑技术的发展，我国的建筑高度在逐渐的增加，在21世纪的今天，人们对于居住条件的要求也越来越高，因此，建筑中设备的完善和功能的齐全成为了建筑的全新发展方向。在高层建筑中对于用水的要求相对较高，排水量较大，因此在进行高层建筑中的给排水设计时就需要进一步的优化，保证其使用效果和使用质量。
在高层建筑中的给水排水系统主要包括给水系统、排水系统、热水供应系统和消防系统，在高层建筑中具有排水设备较多和管线种类复杂等特点。在我国现有的建筑技术中，由于存在的技术要求缺乏统一性，各种施工标准同时存在，因此就要严格控制设计阶段和施工阶段的质量，对计算和设备的选择使用进行严格把关。在现行的高层建筑给排水设计和施工中仍然存在不少的问题。例如不能够满足给排水的设备适用要求和后期的维护与管理条件，对于新型的材料不能进行有效的利用等。
一、高层建筑给排水的特点及存在问题
在高层建筑中，潜在的火点较多，因此发生火灾的可能性较大，受外在条件的影响，火势的蔓延速度较快，在进行火灾扑救时的难度更大。因此在进行高层建筑的给排水设计时要进行严格的防火材料的选择和给排水设计。在高层建筑中的排水量较大，所用排水管的数量较多、长度也较长，在使用中的管道波动性较大。使用新型的单立管系统或进行通气管系统的设置能够有效地提高建筑中给排水系统的质量，使管道中的压力保持稳定。在进行管道材料的选择时，要选择耐用性较高和接口是柔性接口的材料。在高层建筑中，消防水的静压力较大，采用传统的供水方法会使管道及消防配件受到影响，采用竖向分区的供水方法能够有效减少静水产生的压力，使给排水工作能够正常进行。在高层建筑中的震动和噪声的污染源较多，因此就需要提高管道的防震和防噪音技术，延长使用寿命。
二、常见的给水排水方式
（一）气压罐给水
气压罐给水主要采用离心水泵和气压罐进行给水，由于在气压罐内的空气具有良好的可压缩性，因此能够对水量进行有效调节，罐内的水以垂直的高度被送到建筑高层内，采用循环启动和软启动的方式进行供水。采用这种供水方式能够脱离水箱和水塔的使用，能够实现自动控制和保证罐内水质。由于其质量较小，因此适用于地震带内的高层建筑使用。但其缺点在于供水压力的不稳定性，罐中的储水量有限，在进行使用时就需要频繁进行供水这样就要增加设备的维护费用，同时也缩短了设备的使用寿命。
（二）高位水箱给水
采用高位水箱的给水方式主要依靠水泵和水箱的使用。高位水箱的方式可分为：串联式供水、减压水箱式供水和减压阀供水。水箱中的水来源主要是在泵房内的水泵抽水。和气压罐给水方式相比较，启动水泵的次数较少，储水量较大、供水的压力较稳定，设备的使用和运营成本较低。但在进行高位水箱给水的同时难以保证供水的水质，水箱的质量和面积较大，因此在进行设计时就需要更加复杂的结构和更高的投资费用。
（三）减压分区给水
减压分区给水是指利用减压阀对水箱进行减压，在给水的过程中，利用水泵将水输送到顶层的水箱中，并设置相对应的分水箱，在分水箱中加入减压阀，实现由上到下的供水方式。在进行供水的过程中，竖向可进行水压自动调节，因此就不需要进行单独水箱的设置，有效减少了水箱占用的建筑面积。采用这种方式的最重要特点在于供水的可靠性较高，使用的机器设备和管道的设置较简单，在很大程度上降低了使用成本。在进行减压阀的使用时也存在一定的缺点，由于下区的供水压力较小，水泵的使用消耗率大大增加，因此在使用过程中可选用能够进行有效调节的减压阀。
三、高层建筑给水排水设计优化
在进行给排水管道的设计时，采用分建水池和进行吸水管的使用能够实现建筑面积最大程度上的利用，减少成本的投入。将生活储水和消防储水进行分离能够有效防止用水污染。消防泵进行试水运转产生的排水能够进行循环利用，实现节约用水。在进行设计的过程中，将贮水池进行分建能够有效实现地下室面积的合理利用，减少造价支出。进行贮水池的分建要保证水池的总贮水容积不变，进行贮水池的合建时，使用的水箱必须要保证消防贮水不被使用，并且不能够与地下室共用地板和侧壁，以保证用水的清洁度。当水池的上方为洁净用房时可以将楼板作为池顶，当上方为非洁净用房时要进行独立的池顶设定，保证生活用水的质量不受影响。在进行消防贮水的设计时，可以和地下室公用顶板和侧壁，在室内不需要进行专门的导流墙设计，增加了有效水深，并在一定程度上减少了水池的占用面积，节约了建造成本。在进行生活用水和消防用水共用时，要对池顶上方的建筑物进行限制或加深水池的深度并加设独立池顶，这样就在一定程度上增加了造价的费用。将生活用水和消防用水池行分建并保证其上方的卫生条件，将剩余位置作为消防水池，大大提高了消防水池的使用有效性。合理利用占地面积，减少了工程造价。
在进行管道的铺设时，要保证高层建筑中的排管道不能产生变形，采用最短的路径进行污水的排出。设计中的管道和管道之间，管道和墙壁之间要保留一定的距离，立管与排水管之间要保证45°的夹角。在进行排水系统的设置时，要进行与之相应的通气管的设置，保证管内的气压平衡。在通气方式的采用中，通常有以下几种：专用通气管道、结合通气管道、主通气管道、副通气管道、环形通气管道等。
设计是施工的重要前提保障，由于在施工中要进行生活使用管线的铺设，因此就会影响到给排水管道的铺设，在进行高层建筑的施工中由于不能根据现有的情况进行调整，因此就需要在设计时进行多方面因素的考虑，将给排水管道和其他管道进行合理的间距设置，这就需要对管线的内外径和尺寸进行严格的考察，保证其准确性，以免在施工过程中产生变动，对整体设计造成影响。在厨房的设计中需要进行厨房内用水设施的具体规划，减少在施工中进行二次设计，为整体施工带来不良影响。
结束语
建筑业的高速发展为给排水提出了更高的要求，因此就需要进行不断的技术革新，满足其设计和施工要求，为建筑整体的合理布置和生活条件的便利提供有力的条件，切实保证其使用的安全性和经济性，提高工程的建设品质。
参考文献：
[1]冯月明，李宁宁．市政给排水工程施工管理探析[J].轻工设计，2011(5).
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