時間：2023-05-26 17:33:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇給排水優化設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：TL353+.2 文獻標識碼：A 文章編號：
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Dg7 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。
1． 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50 mm，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。a．推廣使用各種節水水龍頭，防止劣質水龍頭進入市場。b．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。
4)充分利用雨水。雨水的利用，就是將建筑的屋面雨水、小區的道路雨水等收集起來，經過凈化處理之后，滿足水資源再利用的水質標準。與中水回收類似，雨水經過凈化處理之后，也可廣泛應用于小區景觀、沖洗廁所或城市綠化。有關雨水的回收及凈化處理，應根據雨水的來源、水量、水質以及回收標準等來決定。在小區道路雨水中，初期的COD 濃度較大，處理工藝復雜；但是屋面雨水的水質良好，徑流量大，更符合利用標準，其應用價值高于道路雨水。建筑屋面雨水的收集步驟為：a．利用導管，將屋面雨水引入地下，進入雨水沉砂池中。b．將沉砂池中沉積的雨水引入蓄水池，利用水泵引入雜用水蓄水池。c．將雨水經過加氯消毒之后，流入中水管道系統中。經大量應用實踐表明，雨水降落初期的污染較為嚴重，因此前幾分鐘的降雨應作為棄流處理。
關鍵詞：建筑給排水 優化設計 策略
Abstract: In recent years, with the construction of our country city changes a process accelerate ceaselessly, promoting the development of construction industry, large construction projects increased. Water supply and drainage as one of an important part of building engineering, it has attracted more and more attention. Although the related design personnel in construction increased efforts in the design of water supply and drainage, but due to some reasons, the water supply and drainage design still exist many problems. Therefore, it is necessary to water supply and drainage construction optimization design.
Keywords: building water supply and drainage; optimization design; strategy;
中圖分類號：TU2文獻標識碼A 文章編號
引言
隨著人們生活水平的逐步提高，以及社會、自然環境的不斷變化，加之建筑給水排水能力關系到居民生活質量的好壞，使得建筑給排水設計受到人們廣泛青睞。在建筑給排水系統設計過程中，充分把握設計要素，抓住設計重點，進行優化設計，對解決和滿足居民給排水需要至關重要。
1.建筑給水系統設計要素與重點
建筑給水系統是通過管道或附屬設備將城鎮給水管網（或自備水源，如蓄水池）中的水引入一幢建筑或建筑群體供人們生產、生活之用。通常設計建筑給水系統要重點抓住給水水質、水量、水壓、加壓設備、管網及給水管道等要素的設計，只有牢固掌握設計要素抓住設計重點才能夠確保安全、經濟、合理地為住戶提供合格合情的用水。
1.1給水水質：通常對一般建筑而言，給水水質大多是由當地的自來水水廠或市政管網保證，設計時只需考慮符合國家有關生活飲用水衛生標準即可，但若遇對水質要求較高或當地水質不夠理想的狀況，就需要設計時作出特殊說明，可通過一系列附加工藝（如簡單砂濾、活性炭吸附、納濾或反滲透處理、二次消毒等）對水質進行適當提升以滿足建筑給水水質需求。
1.2水量：充足的水量的保證是給水設計的關鍵。最佳的供水模式是需要多少水量就能瞬時提供多少水量，而實際中用水量受時間和空間分布不勻的影響，勢必會給設計水量的確定帶來一定難度。所以實際中用水量的確定通常根據統計得來的不同用水部門的不同用水定額及變化系數來確定，需要注意的是這些水量不能簡單的疊加，而是應根據水量變化情況綜合確定，設計者要走出一個誤區，并不是設計水量的簡單放大就能保證供水系統隨時提高充足的水量，因為水量的加大會增加給水設備選型、管網的投資成本，同時也會增多無謂的能耗，得不償失。
1.3水壓：確保穩定的水壓是給水系統設計的一個難點。因為建筑不同的用水點所在的位置及標高不盡相同，不同的用水器具所需要的工作水壓范圍也不盡不同，所以要想確保穩定的水壓就要取一個特殊點位，并要求此點水壓能最大程度的滿足系統點位水壓。故設計中的水壓通常取管網最遠端或標高最高處的用水點處所需水壓來確定，它包括了此點所需的用水水壓、與供水處的標高差、沿程及局部損失等。對于高層建筑而言，因為建筑本身層數多，高度大，在豎向上必須分幾個區，即采用豎向分區的辦法來解決水壓問題，否則會因為低層管道中靜水壓力過大，而造成管道及附件漏水、低層出水流量大、噪聲干擾等不利影響，嚴重時會損壞閥門致使管道爆裂。所以設計豎向分區時應充分利用市政管網的壓力，對供水充足地區市政管網多層可考慮直供至六層，高層可供至五層；對于供水不足的地區則要根據市政壓力確定；當市政管網壓力無法到達時就要采用加壓措施，常用的設計加壓方式主要有變頻供水和水箱供水兩種，需要注意的是加壓供水應采用上行下給方式，分區最高點設自動排氣閥；每個加壓分區一般不宜小于四層，不宜多于十層；分戶水表前壓力一般在0.10MPa到0.20MPa之間，超壓樓層應設支管減壓閥等。
1.4加壓設備：有上述可知：當市政管網壓力無法到達時就要采用變頻供水或水箱供水的加壓系統來保證，而這兩種系統的實現都是由加壓設備來保障的，所以加壓設備是保證給水系統正常的前提，亦是整個給水系統的心臟。設計時從節能環保出發，應首選管網疊加變頻供水方式，其次在可能的情況下選擇屋頂水箱供水方式，不首選普通變頻供水是因為此供水系統通常按設計秒流量選型，而該流量出現的時間并不長，水泵大多可能不在高效區工作，所以總體而言并不一定節能。總之，設計設備選型時總體應選擇低噪高效的成熟產品。變頻水泵應選擇Q—H特性曲線無駝峰的高效水泵，其流量按設計秒流量選取，所選取的水泵調速工作范圍應在高效段內，且工況點應在水泵高效段的右側；還要保證一組變頻設備水泵不得小于兩臺，不宜多于四臺，并設小流量泵各一套；供水壓力超過1.0MPa的，還應設置泄壓閥。而對于給水泵房的設置，對于共同擁有同一地下室的不同建筑一般設一處給水泵房，但按組團分設地下室的大規模工程，則應根據實際情況酌情增設給水泵房；給水泵房通常置于用水量最大的建筑附近,不但可提高供水安全性，減少管網漏失水量，還能方便維護，既經濟又合理。
2.建筑給排水優化設計的具體策略
2.1建筑給水優化設計
1.增設立管控制閥。在建筑給水設計中，立管底部的給水閥是必不可少的部件，其最主要的作用是能夠在住戶發現水管漏水時，及時關閉給水總閥門，降低水的排出量，進而防止事態愈演愈烈。
2.增設室內控制閥。為了便于住戶更換衛生器具的需要，以及在實際使用中管道故障時便于維修，應當在廚衛給水管的上游部位增設一些控制閥。同時，必須選用優質的閥門，避免因閥門問題無法及時關閉，造成不必要的損失。
3.減壓降噪措施。為了進一步降低給水管的噪聲，應當合理設計減壓分區，同時還應確保每個分區中最低處用水器具的給水壓力均在0.35Mpa以內。
4.合理布設給水管。由于一般住宅建筑的給水系統沒有固定的形式，為此，在設計時應當按照用戶的使用要求，并充分結合室外給水系統的具體情況，確定最優的供水方式。簡單來講，一般住宅建筑的給水系統設計應當遵循節能和便于管理的原則優選設計方案。當一個單位有兩個以上衛生間，且給水管需要由房間中穿過時，橫管應當盡可能敷設在樓板墊層內，樓板可相應降低7-10cm左右，墊層應采用細石混凝土。若是采暖管道需要穿梁或緊貼樓板下部安裝時，給水管應當與采暖管并排，并將管道布置在客廳或餐廳等位置。
2.2排水優化設計
1.地漏水封優化設計。傳統的地漏水封非常容易揮發，這樣便會造成異味進入室內，從而污染室內空氣，危害人體健康。為此，在實際設計中，應當對這一問題加以注意，并嚴格按照《建筑給水排水設計規范》中的相關規定進行設計，具體如下：地漏的頂面標高應當低于地面5-10mm，水封深度不得小于50mm。同時應盡可能采用高水封或是新型防返溢地漏。此外，由于廚房地面濺水量相對較小，故此可不設置地漏。
2.優選排水管材。為了降低排水管的噪音，在管材選用時，可以考慮選用超靜音排水管。同時在排水立管的布設上應盡可能遠離客廳及臥室，這樣有利于減少對住戶的噪音污染。在搬運和安裝時，應避免管道被硬物劃傷，以免造成管道損壞。具體安裝中應避免污染物接觸管材及其配件，如油漆等等，若是在安裝過程中需要中斷，必須對敞開口進行封閉處理，防止雜物進入。
3.合理設置吸氣閥。對于現代建筑而言，在確保安全的同時還要考慮整體美觀，基于此點原因，建筑的排水立管一般都無法直接穿越樓層，為了保證所需的排水能力，常會采用增大排水管直徑的方法。但是，這樣一來，極有可能影響到排水效果，而且還很容易形成負壓，進而使水封被破壞。解決此類問題最佳的途徑是可在立管的頂部位置處設置吸氣閥。當吸氣閥負壓時，便會開啟吸氣，正壓時則關閉，這樣便能夠達到既滿足排水立管排水能力要求，又保證管內臭氣無法擴散到室內。
4.合理設計座便排水口位置。目前，由于市面上的座便規格比較繁雜，不同的規格型號所需的排水口位置也都不相同，為此，在設計中應當對此加以注意，以免影響座便及淋浴設施的安裝。根據大量的工程經驗表明，座便排水口的最佳位置應當在距離墻面40cm左右，這是在不考慮衛生間墻面裝修的最佳距離，通常衛生間的墻面裝修最大厚度約為10cm，除去這一厚度，排水口的最佳位置應當是距離墻面30cm左右。
3.結束語
總而言之，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，很容易造成設計人員造具體設計中出現問題。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。
參考文獻
1.李日群;淺議住宅建筑給排水設計要點[J];科學之友；2011年14期
關鍵詞:建筑；給排水工程；優化設計
1建筑給排水工程設計概述
在建筑給排水工程構建過程中，需要以相關工程建設標準作為依據及參考，并保證實際施工按照標準進行，以實現工程質量品控。從建筑給排水工程設計標準來看，目前我國具有相關標準超過200種以上，分為四級兩類。四級是指國家標準、行業標準、企業標準及地方標準，兩類是指推薦性標準與強制性標準［1］。除此之外，還有工程建設標準協會標準、設計參考手冊等。在實際設計工作開展過程中，由于設計標準繁多，易出現紊亂，使得相關設計人員難以把握。另外，在建筑給排水標準體系中內容重復現象較為嚴重，還存在內容交叉或矛盾的情況，給實際設計工作造成了較大的影響。為進一步完善建筑給排水工程設計，必須要對相關設計標準進行整合優化，以為設計工作提供良性基礎。由于建筑給排水工程是典型的系統性工程，所以在實際設計過程中要遵循一定的原則，如此才能保證設計質量，具體如下［2］:(1)整體性原則。系統性原則是建筑給排水工程設計的核心原則，要求在設計過程中做到“先看整體，再看局部”，將微觀問題上升至宏觀角度，并將部分與局部置于整體與全局之間進行考察，以保證局部設計與整體目標相符;(2)目標性原則。給排水工程設計強調了目標的重要性，設計必須跟隨目標進行，才能構建出具有預期效果的系統，并保證系統良性運轉;(3)適應性原則。給排水工程需要基于外界環境才能發揮作用，所以在設計期間，應保證工程系統能夠適應環境。即便外界環境發生變化時，給排水系統也能夠根據環境變化，進行自我調控，以適應這種變化;(4)優化性原則。工程設計無法一蹴而就，需要根據實際情況不斷優化，才能得到最優設計。總之，建筑給排水工程設計是一個綜合性的過程，需要從多個角度充分考慮，以保證設計質量，從而為工程施工創造基礎。
2建筑給排水工程設計優化整體流程分析
建筑給排水最優設計是通過系統分析原理及最優化技術設計出低能耗、高效率、低成本、高穩定性的給排水系統的綜合性過程。一方面，通過優化設計能夠讓系統結構得到完善;另一方面，優化設計保證了系統參數能夠達到相關要求［3］。從國內給排水系統優化設計環境來看，目前已經形成了大量系統性的優化方法，并在前人研究的基礎上獲取了大量經驗性數據，極大程度上簡化了設計過程，提升了設計效率。合理應用優化設計，能夠得到更為滿意的參數、結構，促使整體效能達到最佳，并可讓系統實現自動化運行及管理。另外，優化設計是一個不斷發掘、尋找、獲取更優良系統的過程，可促進新系統形成。通常情況下，給排水工程優化設計流程包括以下幾個環節:根據給排水系統要求確定問題篩選目標尋找綜合性方案構建分析模型求解最優值決策與評價落實設計。在優化設計過程中，往往遇到的都是工程實際問題，涵蓋了較多的復雜因素，導致無法完全確認結構及功能性是否能滿足要求。將給排水工程項目由一個工程簡化成一個能實現功能需求、能反映主要問題并可定量表達和模擬優化的切實可行的替代系統，是系統設計首要環節，也是最為關鍵的環節，它會對最終的優化結果產生直接影響。通過上述系統化處理，可確認各要素對系統功能目標的影響，并可根據分析結果，確定主要影響因子及次要影響因子，讓優化設計能做到“有的放矢”，這與上文中所提到的目標性原則也是相契合的。然后，再根據問題分析結果，確定實際目標，主要涉及內容包括水量、水壓、水質、供水安全性及供水經濟性。在建筑供水管網方案確定后，以其中某一項內容作為目標函數，其他內容則視為約束條件，構建出約束條件與目標函數的表達式，以獲取最優設計方案，并結合以上分析結果進行建模。建模時要扣住主要影響因子，盡可能保證模型簡潔化，以便于分析計算。同時，要求所設計的模型能夠與其他模型有效銜接。再通過模型優化求解及檢驗，獲取模型的最優值，讓系統能夠保持最理想的工作狀態。最后對優化設計進行有效評價，并對其中存在的瑕疵進行修正，讓優化設計產生最佳效果，并嚴格按照設計方案實現產品。
3建筑給排水工程優化設計具體環節分析
3．1給排水系統整體構建
由上文可知，給排水工程是一個系統化的工程，在進行優化設計時，也需要將其視為一個系統。為保證系統具有健全的功能，就必須保證系統功能模塊之間的平衡性。給排水系統構建方法較多，最常見的包括以下幾種［4］:(1)論證法。該方法適用于系統發展較為成熟，但存在新系統或方法或多種方案可以采用的情況;(2)規范化方法。該方法適用于一些較為成熟的系統，以前人經驗為基礎構建模型，并加入實際數據信息，便可獲取系整體結構，該方法適用性較好且較為便捷;(3)試探法。對于一些較為復雜或新型的系統，可采取試探法構建。這種方法顧名思義，設計人員只能通過自身經驗及創造力摸索系統構建方法，對相關人員具有較高要求，屬于典型的創新性方法。當獲得設計方案后，需進行針對性的調研及論證，以保證方案的可行性。
3．2給水系統設計優化
給水系統的主要作用是為用戶提供可靠、穩定的生活、生產或消防用水點。通過優化設計，可讓給水系統具備更好的節水、節能性能，并為相關維護工作提供便捷。隨著建筑給排水工程優化設計的不斷深入，產生了一些新的系統優化模型，其中“市政水源二次供水前置設備全流量高效變頻調速給水設備(帶氣壓罐)用戶”模型具有較好適用性與經濟性［5］。此模型中，變頻調速給水設備的加入讓系統具備了更好的節能性，并降低了系統復雜程度及二次污染，提升了系統運行效率。同時，利用二次供水前置設備科充分利用市政管網余壓，保證供水的穩定性。當然，構建上述系統初期投入成本較高，但從長遠角度來看，其節能性較為理想，所節約的電能遠超過初期投資。
3．3排水系統設計優化
排水系統優化方法較多，但需要注意兩處關鍵點。首先，要對通氣管進行合理設置。根據實際要求，采取有效的通氣技術促使排水氣體散逸，避免排水系統出現水封的負壓虹吸及正壓噴濺現象，使管道內空氣保持良性循環。其次，要合理篩選排水管材。目前，大多數排水管均采用塑料管(塑料管具有成本低、重量輕、安裝方便、水流阻力低的特征)但水流噪聲較大，且容易老化。因此，在對噪聲要求較高的地方應選用柔性接口離心鑄造的鑄鐵管進行排水，以滿足實際要求。雨水排放系統也是排水系統的重要構成部分，在篩選雨水排放系統時，要優先選擇安全、經濟性的雨水系統，以保證地面不會出現冒水，屋面不會出現溢水，且管道能滿足正負壓要求，不會出現漏水。
4結語
建筑給排水工程優化設計是一項系統化的工作，需要從多個角度并結合實際需求進行全面性分析，通過分析建模、最優值求解等一系列措施，獲取最佳方案，讓給排水系統質量得以保證。
作者:韓松 單位:杭州信達投資咨詢估價監理有限公司
參考文獻:
［1］丁隴云．關于建筑給排水工程施工組織優化的分析［J］．江西建材，2016(01):68－69．
［2］寇昭．淺談高層建筑給排水工程優化設計［J］．經營管理者，2013(09):289．
［3］廖小敏．淺談高層建筑給排水的優化設計［J］．中小企業管理與科技(上旬刊)，2013(10):88．
【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】市政給排水管網優化配置管理
中圖分類號： TU821.3 文獻標識碼： A 文章編號：
本文對市政供水管網布置和優化設計要點分析，主要做到充分保證市政給排水管網的正常運行和市政建設發展需要，優化管網設計不但可以減少管網建設費用，同時發揮了給排水工程的經濟效益和環境效益，從比較大的范圍而言，所謂“優化”就是從完成某一任務的所有可能方案中選出最好的方案。因此，對各種事物，只要存在不同的解決辦法，就存在優化問題。用優化設計方法進行管網設計，一般可節省投資5％～20％左右。因此，很有必要研究和推廣優化設計方法。
城市給排水管網是保證城市供水安全和雨污廢水排除的重要基礎設施。給排水管網的正常運行是經濟發展的重要支撐，管網的建設費用在城市基礎設施建設中占有重要比重，所以對于市政的給排水官網不知問題也不例外。因此，在保證管網正常運用和市民生活的同時應進一步減少管網建設費用。在給排水工程方案比較中，要主要考慮非數量化社會效益的因素，節約水泥鋼材、節約勞動力以及合理利用國家資源和原有設備的利用。
目前，我國的城市基礎建設發展迅速，給排水系統在快速建立和完善，給排水管網在迅速延伸，而市政的給排水設施的安全、可靠、完善是經濟發展的有力保證。在進行城市給排水設計時應根據各個工程的復雜性、特殊性、具體情況具體分析，在保證安全可靠、合理的前提下提倡選擇更經濟的給排水方案。特別是在城市新區的建立、舊城區的改擴建過程中、城市道路的修建，越來越多地涉及到給排水管網的科學規劃設計問題。在管網設計中抓住主要矛盾，克服設計缺陷，結合實際情況，主動適應城市建設發展需要，優化管網設計，發揮給排水工程的最大經濟效益與環境效益。所以對于市政給排水管網的優化配置及管理都要重視。
一般來說，許多城市的供水管網建設都滯后于城市水廠建設，存在管徑過小、布局凌亂、管網老化、管材較差等諸多問題，從而造成管道漏損嚴重，用戶的供水壓力和供水安全得不到保證。
一般在定線所用圖至少是本市最近的實測1：500地形圖，并且有必要時通過現場的踏勘來確定或修正。如果是改造工程，注意最理想的管位是和老管道的凈距1．5m。在實際操作中，有些管道之間影響比較小，凈距可酌情減少。如規范中規定熱力管與給水管的水平凈距為1．5m，而如今管材的質量提高后，根據實際情況也可以酌情減少兩管道水平凈距，而并不影響管道正常運行。設計人員應加強對管道基礎、預留預埋、管徑、標高等的標注和說明，給出盡可能多的標準圖或詳圖，以避免不必要的損失。在豎向設計時，要按照以下原則進行合理布置，保證管線在荷載作用下不被壓壞；在天氣寒冷地區或是冬季，要保證管道介質不凍結，滿足豎向規劃要求，按照規范要求布置各個管線之間的垂直間距。值得注意的是，各個管材對壓力的承受力是不一樣的，設計最小覆土要根據所選擇的管材實際情況而定。 當工程管線豎向之間發生矛盾時應遵行如下原則：支管避讓干管：可彎曲管避讓不可彎曲管；規劃管線讓現狀管線；壓力管避讓重力管；管徑小的管線避讓管徑大的管線。在設計過程中，這些原則也不是固定的，主要是根據實際情況而定，盡量減少不必要的損失和麻煩。在住宅區給水設計應注意：系統設計應充分結合物業管理需要；設計應考慮當地施工水平的因素：運用新產品應慎重，要深入了解其原理性能，掌握其優缺點，明確安裝使用的注意事項等；注意其它專業對給排水設計的要求，如建筑構造、結構構件對管徑、標高的限制。
接下來時市政給排水管網的優化問題。 給水管網優化設計是在已定線下尋求管徑與水力參數的最優化組合的解。在已定管線中，合理分配管網流量，采用優化算法，優化管道設計管徑，根據城市地形特點，優化組合和分布供水區域，采用不同壓力范圍供水，使整個系統的運行費用最低。目前在給排水中常用的優化算法有如下幾類：純屬規劃法、非線性規劃法、動態規劃法和遺傳算法。 一般在解決中小型管道系統優化設計時，可以選擇遺傳算法求得最優化設計方案。綜合地運用直接式管網疊壓供水技術和無負壓管網增壓穩流給水設備，當市政供水管網水量充分，供水壓力相對穩定時，可采用無負壓管網增壓穩流給水設備。用水非常集中、瞬時用水量過大的地方，則應使用直接式管網疊壓供水，以減少峰值流量對管網造成的影響，保證無負壓設備的正常工作。
給水管網優化設計是在已定線下尋求管徑與水力參數的最優化組合的解，目標是降低管網年費用折算值。城市輸配水系統的合理設計、改建或擴建、運行，對于節約投資、節省電能，具有重要的經濟意義。目前，輸配水系統的合理改造、改建和調度、運行，以及它對降低成本、節省節能的顯著經濟效益，越來越受到重視。對給水管網優化設計的指導思想是，在已定的管網中，合理分配管網流量，或在分配流量的管網基礎上，采用優化算法，優化管網(道)設計管徑(尺寸)，或根據城市地形特點，優化組合和分布供水區域，采用不同壓力范圍供水，使整個系統的運行費用(動力費用)最低。在已有管網中進行合理調度，在滿足用戶用水量的基礎上使供水壓力滿足較小服務水頭，并使運行費用達到較低。
排水管網的優化設計主要可分為排水管網的平面布置與已定線下管網參數優化。目前，排水管網優化設計主要是后者，排水管網系統已定線下的優化設計主要是解決管徑和埋深(坡度)以及不同管段間的設計參數優化問題。對于某一設計管段，當流量確定后，滿足設計規范要求的管徑與其他水力參數有多種組合，但總存在一組管徑和其他水力參數的組合，使其投資最小。對于由若干根管段組成的排水管網系統，上游管段的設計計算結果將直接影響到下游管段的設計參數，這就說明系統中每根管段設計最優的組合，并不能保證整個系統的設計最優。因此，為了使整個工程系統設計最優，就必須以整個排水系統為整體，從全局出發進行優化設計。在排水管網優化設計中，雖然排水管網計算采用的水力計算公示很簡單，但是由于管徑的可選擇尺寸不是連續變化的，不能任意選擇管徑；同時最大充滿度的限制與管徑大小有關，關于最小設計流速、流速變化(隨設計流量增加而增大)及其與管徑之間關系的約束條件等都很復雜，也不能用數學公示來描述。因此，很難建立一個完整的求解最優化問題的數學模型來用間接化法求解。用直接優化法來解決這些問題，具有直接、直觀和容易驗證等特點。
結語：綜上所述，隨科研人員在這一領域的不懈努力以及計算機的飛速發展，給水管網優化設計計算的方法越來越豐富，涉及的問題的也越來越深入。具體地說，如何對復雜的給排水管網在多種情況下，考慮管網的可靠性情況下，利用原有的各種不同的方法，或者采用遺傳算法之類的新方法進行優化設計，使結果更接近城市供水管網的工程實際，并進一步開發相應的軟件，是值得關注和研究的課題。所以對市政給排水管網的優化配置及管理問題需要重視。
參考文獻：
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關鍵詞：市政；給排水管線；設計
結合不同城市的具體情況，從多方面進行給排水管線設計，嚴格把關各個環節，科學、合理地進行施工設計，確保市政給排水系統的穩定性和安全性，滿足現代化城市發展需求。
1 市政給排水管線設計現狀
目前，隨著城市人口數量大幅度上漲，對于水資源的需求也越來越多，很多城市的給排水管線規模不斷擴大，但是卻出現很多問題，特別是給排水管線和其它市政管線之間出現交叉、重疊等情況，不僅影響了給排水系統的安全、正常運行，而且增加了施工設計難度，并且很多城市忽視給排水管線的管理維護，不重視地下設施的定期檢查和維護，造成一些給排水管線出現銹蝕、破損等情況，發生滲水、漏水問題，造成水資源的浪費。同時，大多數城市的雨洪設施發展比較緩慢，缺少健全的雨洪資源利用設備，排水管網無法承受較大的雨水量，一旦短時間內降雨量較大，排水系統無法及時、快速地將雨水排出，就會造成城市內澇，給人們的生活和交通出行帶來極大不便，并且一些城市仍然采用雨污合流模式，大量雨水和城市污水一起排放，浪費了大量的雨水資源，不利于現代化城市的可持續發展。
2 市政給排水管線優化設計策略
2.1 防洪排澇設計
防洪排澇是市政給排水管線設計的重要內容，在具體設計中應特別注意兩方面內容：內洪和外洪，針對外洪要做好防控，針對內洪應做好排蓄，如修建防洪堤、水庫等，強化人們對于防洪排澇的認識，做好城市的防外洪和排內澇規劃設計，采取科學、有效的排洪措施，采用地面抬高、設置滯洪區和雨水泵，山區城市在地形地勢方面有一定優勢，內洪消長速度較快，最好采用地面抬高方案，盡量避免設置水泵站，還可在合適位置布置抽排設施。同時，結合排洪標準和排水標準，城市排水的目的在于解決短時間內城市小匯流暴雨排水，暴雨控制時段為5min～120min，根據年超大值法，科學選擇暴雨樣本。由于排洪過程中匯水面積往往較大，這時刻利用暴雨推力公式，參考重現期降雨量，結合城市排洪流域實際面積，確定排洪防洪重現期，排洪匯水面積和重現期選擇標準成正比關系。
2.2 管道連接和流速設計
若住宅小區的具體規劃設計還沒有確定，污水管道規劃布置時，無法確定各個排水點位置，實際設計過程中，每間隔一段距離接出連接管，確保干管和支管有效、科學地銜接，根據具體的使用要求，確定合理的連接管間隔距離，避免市政其它管線和連接管發生矛盾或者沖突，合理調節跌水井，增大局部斷面，優化排水管線設計，避免減少過水斷面，為了確保良好的排水效果，可采用倒吸虹管。同時，污水管道最小流速不能低于0.6m/s，根據污水管道設計要求，污水管段流速過慢，應優化污水管道設計坡度，選擇合適直徑的污水管道，并采取科學、有效的清淤、防淤措施。
2.3 污水設計處理
在處理城市污水時，可采用集中和分散相結合的處理方法，當前很多城市處理污水考慮到污水廠對于污水的處理效率和質量較高，運營成本較低，所以主要采用集中處理方法，然而隨著現代化城市的快速發展，城市規模不斷擴大，這種集中處理污水的辦法已經無法滿足城市發展需求，各種缺點和問題越來越突出，例如，不能就近對部分中水進行利用，下游區域必須采用直徑較大的管網，這使得管網投資成本較高，在日常運營中，各區域有很多提升泵站，能耗較大。為了更好地解決這些問題，城市污水廠修建時刻采用BOT形式，這種模式可分散處理城市各個區域的污水，極大地降低污水處理成本，并且在未來發展過程中，城市污水處理應推廣集中處理和分散處理相結合的方式，不斷提高污水處理水平。
2.4 給水管網優化
給水管網設計時，基于確定的線下，使用管徑和水力參數的最佳組合解，合理分配給水管網流量，采用優化算法，優化給水管道設計管徑，結合城市規劃設計情況，科學管理供水區域，為了降低給水系統運行費用，在不同壓力范圍對不同區域供水，采用動態規劃法、遺傳算法、純屬規劃法、非線性規劃法優化給水系統設計。城市給水系統規劃設計時，應注意優化水資源配置，科學預測當地的需水量，綜合考慮畜牧業、漁業、農業灌溉、工業、城市和村鎮生活等方面的用水，還要結合江河流域的生態流量。對于工業用水量的預測，采用用地指標法和工業產值法，科學進行規劃設計，由于信息產業的不斷發展，傳統行業的設備更新越來越快，通過使用這些方法，嚴格控制工業用水量預測結果偏差，提高區域供水質量，改良水質，控制地下水量的開采和開發，置換水源，實現集約化的供水管理，提高環境效益和經濟效益。
2.5 給水管線優化設計
城市給水管線優化設計中應重點做好以下幾個方面：其一，相關設計人員要在給水管線設計圖中明確標注標高、預埋預留、管道基礎、管徑等內容，提供詳細、準確的設計圖，豎向設計中，應確保在外部荷載影響下管線仍然保持完整，避免發生損壞，在寒冷冬季應防止給水管道發生凍結，結合不同管材的壓力承受能力，確定最小覆土；其二，使用1：500地形圖對給排水系統規劃設計地形圖定線，實際操作過程中，降低給水管道的凈距離，例如，熱水管和給水管之間應保持1.5m以上的水平距離，若采用優質的管材，可適當縮短兩根管道之間的水平距離；其三，住宅小區的給水系統規劃設計時，結合小區物業的管理要求，結合實際的施工水平，深入了解供水產品的原理和性能，明確標注各種注意事項；其四，當城市給排水管線在豎向出現矛盾，主干管應避開支管，嚴禁將管線彎曲，重力管應避開壓力管，直徑較大的管線應避開直徑小的管線，結合城市給排水規劃設計要求，具體情況具體分析；其五，優化管材和接口設計，盡量采用柔性管材，消防管和給水管最好選擇HDPE管，排水管選擇UPVC管，所有管材都設置柔性接口，使用多個短管連接管道接口和檢查井，然后再按照給排水設計要求，優化給排水管線設計。
3 結語
目前，大多數城市的給排水管線設計對于當地的地質情況了解不全面、給排水系統管網布置不合理、規劃設計不科學，為了推動現代化城市的不斷發展，應詳細了解當前城市給排水管線存在的各種問題，應特別注意市政給排水管線設計，結合城市實際的規劃設計要求，具體情況具體問題，科學預測給排水管線設計存在的問題，不斷提高市政給排水管線設計水平。
參考文獻
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1．1建筑給水排水的特點
與低層建筑相比，高層建筑發生火災的概率更大［2］。這是因為樓層越高，其中存在的著火點越多，而若發生火災后，高層建筑中的火焰會迅速蔓延，若沒有及時進行滅火，將直接威脅到高層住戶的人身與財產安全。近年來，我國出現越來越多的高層建筑，而高層建筑對建筑給水排水施工也有很高的技術要求。這樣在進行建筑給水排水施工時，應該嚴格依據規范操作，嚴格控制施工進度，并需要制定必要的技術規范。同時合理選擇防火材料，并根據需要合理設計逃生通道［3］。高層建筑的給水排水量相比低層建筑更大，這就需要更大的壓力，一般可以通過設立單立管系統來提高供水壓力。而在選擇管材時，首先需要保障管道接口有較好的柔性，其次就是需要了解材料的機械強度是否符合標準。
1．2建筑給水排水設計時需注意的問題
在設計建筑給水排水系統時，設計人員首先需要做好各方面的協調工作。例如，在設計衛生技術標準時，設計人員應該向建筑人員講解具體的施工要求，并讓他們掌握必要的施工技能。而在設計室內排水時，應該根據排水設計的相關標準，詳細列出排水設備的具體應用流程。我國城市化建設的推進與建筑行業的發展，也帶動了建筑給水排水設計與施工技術的提高，出現了智能化的設計系統，并且對于高層建筑防火的設計要求更為嚴格。設計人員在設計時應該保障每個環節的銜接性，保障設計出健全的給水排水系統，并且重視防火部分的設計，例如可以根據需要設置防火套管等。此外，設計人員也應該根據住戶的需求，設計好室內衛生間與陽臺的地漏，以保障排水系統的嚴密性。
2建筑給水排水的優化設計措施探究
城市建筑具有人員集中、給排水量大以及規模較大等特點，這就需要在給水排水設計時注重可行性并提高安全性。要想避免并解決建筑給水排水設計中存在的問題，就需要進一步進行優化設計，以為后續使用的可靠性提供保障。
2．1確定合理的管徑和流速
在設計給水排水系統時應該充分考慮工程造價，保障所選的給排水管道經濟合理［4］。給排水管道的管徑與流速有直接關系，在流量相同的同一個工程中若設計的流速越大，則所需的管徑越小，而相應的工程造價也更低。但是過大的流速很容易導致管道受損，并消耗更多的電能，這樣也將相應增加成本。因此，設計人員應該根據系統需求與自身經驗，合理確定給排水的管徑與流速，避免對系統管理與工程造價帶來較大的影響。具體設計方法為結合系統的材料費用、運行與施工費用等，然后根據相關公式計算出每種管徑相對應的流速。由于每個城市的給排水管道材料費用、建設費用、試壓情況以及運行費用等存在差異，因此所確定的流速也不盡相同。
2．2改善給排水中的細節問題
在設計建筑給水排水系統時，經常會遇到噪聲處理、飲用水衛生等方面的問題，要想切實解決這些細節問題，具體方法包括以下幾點。(1)處理管道噪聲。當前很多高層建筑住戶均會選擇雙衛，而這就迫切需要設計人員通過優化設計，做好管道噪聲處理工作。一般來講，可以選擇DN25這種材質的分戶水管，以避免管道末端出現噪聲。(2)選擇優質的給水管道，替換傳統使用壽面短的鍍鋅管［5］。塑料管與金屬管道相比重量更輕，且具有很強的抗壓力，且使用方便，因此可以選擇多使用塑料管。(3)給排水管道的安裝分為明裝與暗裝兩種，采用暗裝的方式可以讓室內更加美觀，并避免管道外露時受到破壞。而明裝的優勢為安裝與維修方便，且成本較低。設計人員應該根據住戶的不同需求合理設計安裝方式，并且在敷設完畢給排水管道后，在相應的支管處做好標記，避免住戶裝修時不小心損壞管道。(4)飲用水供給是給排水系統的重要職能之一，設計人員在設計時應該注意做好飲用水的衛生防護工作。對于飲用水池的溢流管等應該制定必要的防護措施，避免昆蟲等爬入，在管道接縫處使用軟質泡沫材料填充，并利用合適的隔斷方式避免臟污溢入水池中。
2．3根據需要設置控制閥門
設計人員對給水排水系統進行優化的一個重要步驟，就是在建筑底層設置控制閥門，進一步提升整體給排水能力。常規的設計方法是設計者會在每個排水管道末端設置單獨的閥門，這樣不僅操作簡便，發生異常時只需要切斷相應的閥門，就可以控制給排水的正常運行。這種方法雖然使用范圍較廣，但是在遇到連續陰雨天氣時，設置這樣的閥門很難及時排除建筑內的積水。要避免這一情況，設計人員可以在建筑底層設置控制閥門，改變單獨在排水管末端設計閥門的方式。這樣一個閥門可以對整個建筑進行控制，提高了建筑的整體給排水功能［6］。這種閥門設置的方式由于使用方便，且能夠提高技術人員的工作效率，因此得到了很多小區居民的認可，且應用范圍逐漸擴大。在遇到連續陰雨或下雪天時，由于建筑物內管道堵塞或積水過多等問題，導致積水無法排出的情況，這時候可以及時利用底層的控制閥門，以避免由于污水無法排出對建筑物的影響，并有效保障了建筑物內的環境。此外，這種方式減少了閥門的數量，技術人員只需要在底層操作就可以控制系統的整體運行，避免了對住戶的干擾。
3結語
關鍵詞：污水網管，排水管道，系統優化
1.對污水管網系統實施優化的意義
污水管網就是由污水管道，污水檢查井等組成的管網系統，其基本任務就是及時、安全、通暢地收集、輸送污水到污水處理設施，避免環境受到污染，保障人民的健康和正常生活，促進工農業生產的順利進行。
完善的污水管網系統是一個城市現代化的標志。我國多數城市污水管道沒有形成完善的系統，有的利用街道，河道排水，有的污水隨意排放，影響環境衛生。有的雖有管道，但排水能力低，極不適應日益發展的城市建設，對人民的生活、生產帶來很大的影響。
近幾年來。論文參考網。我國在城市基礎建設方面投入了巨大的物力和財力，我國大多城市的污水管網系統也得以提升和改善，但是，與發達國家相比，仍有很大的差距。因此，大力進行污水管網建設，形成完善、通暢的污水管網系統，可大大提高一個城市的人居環境和城市文明，加快城市發展，縮小我國和發達國家的差距。
2.污水管網系統優化的方法
就管線平面布置已定情況下的污水管網各個參數的優化設計，主要有以下幾種方法：
2.1線性規劃法
線性規劃法是優化技術中最常用的一種方法。它對于污水管網設計計算模型中的約束條件和目標函數的非線性，分別用它們的一級泰勒展開式代替，將之化為線性規劃問題，用線性規劃的解作為問題的近似解，反復迭代，使迭代點序列逼近非線性規劃的最優解。它的缺點是把管徑當作連續變量來處理，存在計算管徑與市售規格管徑相矛盾的問題。把非線性函樹轉為線性函數，前期準備工作量大，且難以保證結果的計算精度。
混合整數規劃法，作為線性規劃法發展形式，克服了線性規劃的部分缺點，可以解出離散的標準管徑，但由于整形變量過多，往往難以求解，從而應用受到限制。
2.2非線性規劃法
非線性規劃法是為了適應排水管道系統優化設計計算模型中目標函數和約束條件的非線性特征而提出來的。它可以優化選擇排水管道的直徑和埋深，以及中途泵站的位置。其假定管徑是離散的，易于對目標函數和約束條件進行敏感性分析。但是該方法極大地限制了目標函數和約束條件的形式。論文參考網。
罰函數離散優化法將排水工程的特點與罰函數離散思想相聯系，可以排除不合理的設計方案，以管系末端管底標高為全局控制因素，建立與目標函數的可行解對應關系，并通過同時進行整體控制與局部控制的水力計算方法，遍歷目標函數的可行解及局部最優解，從而得到管系的全局最優設計方案。該方法由于對管道系統的各種可行解進行遍歷，在解決大型管網問題時，必然存在運行時間長和內存占用量大的缺點。
2.3直接優化法
直接優化法是根據排水管道系統性能指標的變化，通過直接對各種方案或可調參數的選擇、計算和比較，來得到最優解或滿意解，它具有直接、直觀和容易驗證的優點。直接優化法主要包括電子表格法和兩相優化法。電子表格法是利用“電子表格”統計數據和分析數據的功能進行管網優化的。它提供了一種啟發式費用估算方法，利用這種方法，用戶可尋找最小費用的設計。它并不涉及太復雜的算法，在動態規劃中的許多簡化假設顯得不太必要。能夠得出比動態規劃法要好的結果，并能更加符合設計規范的要求。
一般在直接優化算法中，注重設計人員對管網計算的宏觀控制和局部干預，所設計的最優方案將因人而異，所求結果一般是滿意解而不一定是最優解。
3.污水管網系統優化的程序
在實際工作中常用數值方法來解決給水排水系統優化問題，一般需經過下列程序，其基本內容是：
3.1構成問題
大多數給排水工程的實際問題，包含著很多復雜的因素，往往是一個多變量、多目標、多層次的復雜系統。如何把一個實際的給排水系統，科學地簡化為一個能反映其關鍵要素及其基本特征，又便于進行定量表達和模擬優化的替代系統，這是優化過程首要和關鍵的一步，它將在很大程度上影響優化結果的合理性。構成問題的過程，也可稱為“系統的概念化”，簡稱“系統化”。
3.2確定目標
目標的確定是給排水工程系統化的重要內容，也是系統優化的評價依據。主要是探明該系統所涉及的各種目標和綜合目標：識別各目標的重要性。并表達其中值得追求目標的屬性指標：建立目標隨基本變量(或所考慮的關鍵因素)變化的函數關系。
最常遇到的給排水優化問題，是在給定的技術與社會條件下，尋求系統經濟性最佳時的設計、運行方案、總費用現值等。
3.3建立數學模型
在上述階段工作的基礎上，建立定量表達給排水系統的數學模型。優化設計的數學模型是設計問題抽象化了的數學形式的表現，它反映了設計問題中各主要因素間內在聯系的一種數學關系。數學模型通常需引入設計變量、約束條件和目標函數三個基本要素。
（1）設計變量：通常一個設計方案可以用一組基本參數的數值來表示。選取哪些參數，因各設計問題而定。在設計時，有些參數可以根據工藝、運行和使用要求預先給定；而另一些則需要在設計過程中進行選擇，這部分參數可看做變量，稱為設計變量。這種變量是一種相互獨立的基本參數。
當設計變量不是連續變化時稱為離散設計變量。然而，由于按離散變量進行優化設計比較困難，因此，目前的工程優化設計中大多數還是按連續設計變量來處理。
（2）約束條件：在設計空間中，所有設計方案并不是工程實際都能接受的。因此，在優化設計中，必須根據實際設計要求，對設計變量的取值加以種種的限制。這種限制稱為約束條件(或約束)。設計約束一般表達為設計變量的不等式約束函數和等式約束函數。
（3）目標函數：設計變量選定之后，設計所要達到的指標，如經濟指標、效率指標等，可以表示成設計變量的函數，這個函數就稱為目標函數，即
在工程優化設計中，被優化的目標函數有兩種表述方式：目標函數的極小化和目標函數的極大化，即或
3.4優化模型的求解與檢驗
實際工作中求最優解(或滿意解)可能有以下幾種情況：
（1）評價目標只是一個定量指標(通常是費用)，且可變的方案很多又無法簡單一一列舉時，則要運用最優化方法求出其最優解。
（2）評價目標只是一個定量指標，而備選的方案不多，則可以較方便地逐一對備選方案進行模擬計算，并從中擇優選定。
（3）評價目標不只一個，多種目標之間彼此又有矛盾，這時需要運用多目標最優化方法，通過各目標之間的權衡和協調加以優選。
最優化方法可根據數學模型中的函數性質，選用合適的數值計算優化法，并作出相應的程序設計，然后利用計算機的快速分析與計算，得出最優值。
優化數學模型的晟優解，只是對所有模型來說為最優。而對現實問題來說，則還可能是不完全合乎理想。優化的實際目的在于追求“滿意解”而不是“最優解”。因此。論文參考網。采用試算法得到一連串的解，并通過靈敏度分析來確定影響求解的關鍵要素和參數，以找到一個較為合乎理想的滿意解。
4.結束語
污水管網系統的優化是給排水工程優化的一個重要分支，近年來，國內科研人員在污水管網優化方面進行了大量的研究工作，得出了不少關于污水管網優化設計的方法。本文在此基礎上，經過系統研究污水管網設計的理論和方法，以期在實踐中達到減小污水管網的埋設深度，降低工程造價的目的。
【參考文獻】
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關鍵詞：地鐵工程 給排水 消防
中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0030-01
1 地鐵工程消火栓給水體系規劃設計
地鐵工程消火栓規劃設計階段中，應針對其給排水系統特征，遵循科學設計原則。通常來講，地鐵工程生活、工作、消防給水來源多由城市管網體系提供，同時需要引進雙水源。這樣一來對市區地鐵工程來講，雖然雙水源可以實現，而城郊地鐵，則會基于市政管網的欠缺、不完整，而令雙水源布設存在困難。因此應進行消防水池的額外布設，其具體空間則應依據地鐵站滅火階段中，總體消防用水需求進行規劃設計，還應進行加壓泵房的科學配設。同民用建筑工程消火栓體系應用有所不同，地鐵工程消火栓承擔的服務范疇為車站以及鄰近區域中的消防用水。為符合雙水源標準，應實施體系水壓驗證，進行該站室給水系統壓力的計算，倘若無法滿足相關服務標準要求，則應進行必要的加壓處理，并實施加壓泵房的科學布設。基于地鐵工程建設于地下，具有空間緊張的現實特征，為此應將加壓泵房合理設置于地鐵車站之中。其內部消火栓應配備兩臺主泵、兩臺穩壓增壓裝置、一臺氣壓罐，不必與民用建筑相同，進行消防高位水箱的配設。同時對能夠達到雙水源標準的地鐵工程，倘若獲取市政給水機構的認可，則無需進行消防水池的規劃布設。
2 地鐵工程給排水消防系統科學設計
2.1 地鐵工程密閉污水提升裝置應用設計
密閉污水提升裝置在水泵產品中是一項一體化、引入先進技術的新型設備，體現了良好的集成性，其涵蓋液位計量、污水儲備、控制箱、排水裝置與控制閥門等部件，可科學引入地鐵工程給排水系統設計中，體現優勢應用價值。實踐應用中，應注重密閉污水提升裝置的布設高度，倘若地鐵工程允許其在80cm之下，那么污水泵房便無需在底板進行降板處置，進而可有效節約了土建工程經濟投入。同時，在北方寒冷地域，應進行必要的防凍處理，為節約電能投入，可不進行電保溫系統設計，而應用夜間泄水處置模式實現防凍目標。在污水箱實際容積較排水管道低時，便會令泄水處置引發水泵開啟，進而無法令管道實現泄空。為此，可通過降低污水泵出水的實際管徑令水容積下降。同時為避免雜質長期附著管壁，形成對過水流量的不良影響，應控制管徑設計在DN80以上。為令地鐵工程控制室實現對污水泵系統的遠程監督與實時控制，可令密閉污水提升裝置增設液位信號，對啟停泵與系統低液位狀況進行實時信號警示，進而實現良好的污水系統監控處理。同時，為避免雜質附著于密閉污水提升裝置浮球閥之上，對信號反映造成弊端影響，可通過引入投入壓力傳感裝置方式有效解決。
2.2 地鐵廢水、雨水系統設計
地鐵工程中還應科學設計廢水系統，可選擇良好的層位進行廢水處理泵房以及集水池的科學布設。工程結構滲水、沖洗應用廢水以及消防排水則通過地漏進行集中匯總，并通過排水立管送入地鐵工程排水溝之中，匯集至集水池。集水池容積設置應依據地鐵工程日常廢水總量與消防用量進行科學規劃。同時應位于集水池之中布設潛污泵裝置，做好備用處理，確保工作效率，在消防救援階段中則可同步應用。最終總體廢水通過潛污泵可上升到地面，經消能處理后流入市政污水體系。雨水系統的規劃設計，應位于風亭以及機坑下方進行集水井科學配設，引入淺污排水裝置兩臺，做好備用安排。同時應依據相關工程給排水科學設計要求、操作規范，對于集水池的布設，令其容積大于雨水泵5min出水量，同時，1h之中，啟動水泵頻率應按小于六次進行計算。
2.3 自動噴水滅火系統優化設計
地鐵項目是一項龐大、系統的復雜工程，基于其地下施工特征，導致了結構體系復雜性、施工環境密閉性、工作人員相對密集，一旦發生火災事故將難于救援，因此，應科學實施自動滅火噴水系統的優化設計。
地鐵工程僅包含風井、人員疏導入口同地面環境連接，同時其內部人員流動復雜密集，各個站臺公共區域設有通行樓梯、電梯等連通部位，倘若引發了火災，則會令其承受較大的疏散人員壓力，且其空間結構會加劇火災災情蔓延，給消防救援工作增加了一定難度，處置不當則會引發較大的經濟財產與人員傷亡損失。為此，地鐵工程應對火災事故做好自救準備，位于電氣設備核心裝置位置進行滅火體系的優化設計。同時不應僅僅在地鐵車站站臺與大廳設置消火栓體系，應引入良好的自主救援消防體系。在滅火救援中，自動噴水救援滅火系統體現出了顯著的優勢，可在火災發生時快速自啟動，也可通過報警體系裝置聯動開啟，而無需現場的人為機械操作。同時該自主救援系統體現了敏銳的應對速度，對于各類功能建筑工程均體現了良好的滅火、控制災情效果。實踐設計階段中，應依據相關規范科學布設，對于設備管理區域，可不進行該系統設計。對于密集人流區域、站廳連接位置，則應進行自動滅火噴水體系的科學布設。同時應做好良好清晰的危險等級劃分，基于地鐵工程車站的服務公共區域內，建設裝飾階段中會引入一些可燃物材料，因此應將其危險等級設置為二類。對于地下工程應科學引入濕式滅火模式。在明確加壓系統規劃階段中，倘若市政給排水管網體系壓力無法符合自動滅火噴水體系要求，則應引入加壓水泵裝置，引入兩臺主泵、穩壓泵以及一臺氣壓罐，同時還應科學設置預防污染回流的相應設備。消火栓與自動滅火噴水體系應各自獨立，倘若應用相同消防泵裝置，則應位于濕式報警閥門之前予以分離。管網系統的規劃階段中，其體系給水管道以及消火栓給水裝置可應用相同的引入管道，前者給水管道與加壓泵吸水體系管道連接，水泵體系出水管道則同噴水自動滅火體系管網進行相連。同時噴水管道主體以枝狀模式設計，并位于地鐵公共車站與廳層進行規劃。設置噴頭階段中，對工程密閉吊頂可引入吊頂形式噴頭，而通透頂端工程則可利用直立噴頭進行布設，同時無需進行集熱罩的規劃。位于風管位置則可引入下垂噴頭。再者應核查管網系統中壓力狀況水平，確保其始終處于良好的平衡狀態。消火栓與自動滅火體系應進行水泵結合裝置的單獨布設，倘若地鐵工程還包括地下停車工程與商場項目，則同樣應進行良好的自動滅火噴水體系設計。
3 結語
總之，基于地鐵工程給排水消防設計科學重要性，依據工程建設特征，我們只有制定科學的實踐設計規劃策略，做好結構安排、細化控制，優質設計，才能提升地鐵工程給排水系統、消防體系綜合安全效能，發揮良好的服務應用價值，并促進地鐵工程建設的持續健康發展。
參考文獻
關鍵詞：建筑機電；設備節能；遵循的原則；設計措施
一、建筑機電設備的節能現狀分析
隨著節能理念的深入人心，人們對于建筑節能的要求越來越嚴格，節能型建筑已經成為今后發展的一個大趨勢，并且始終貫穿在建筑設計、施工以及使用的全過程中。在幾次國際性的能源危機過后，各國對于溫室效應對環境產生的負面影響以及礦物能源的不可回復性有了更深層次的認知。但是人們不得不面對的是日益增長的能源需求，從而使得兩者之間產生了極為復雜的矛盾關系，為了有效地解決這一問題，節能減排、低碳環保的理念被提出。建筑機電設備作為我國能源消耗大戶之一，現已受到人們越來越多的關注。機電設備涉及的領域既廣且雜，在一般建筑內包括空調、暖通、給排水、消防等等，智能建筑中的機電設備更多。據有關調查結果顯示，建筑機電設備有很大一部分處于滿負荷狀態及高限狀態運行，這不僅使能耗有所增大，而且還使運行質量有所下降，這樣一來難免會造成末端設備與管道的承載壓力增高，從而嚴重影響了設備與管道的使用壽命。此外，建筑內一般采用的都是單相電感性負荷，由于其功率因數相對較低，致使電網中滯后無功功率的比重較大，這不僅嚴重影響了設備的使用效率，而且進一步增大了設備能耗。正因如此，對機電設備進行節能已經勢在必行。
二、建筑機電設備節能應遵循的原則
隨著我國經濟的不斷發展，我國建筑機電節能工程技術也隨之發展。面對世界性能源緊張的問題，只有對能源進行節約，才可以有效的實現我國社會與經濟的可持續發展。想要進一步實現建筑機電設備節能就必須在工程設計時遵循以下原則：其一，科學合理設計供配電，以促進電能有效利用。通常情況下，建筑機電設備在設計時優先考慮的主要是其經濟性和適用性，簡單來講就是設備必須能夠為建筑提供所需的動力和必要的能源，并且可確保機電設備對控制方式的要求，使其發揮出最大的功效和作用。同時機電設備安全性也是必須考慮的因素之一，機電線路之間應當具備足夠的距離和絕緣強度，還應具備相應的動穩定和熱穩定裕度，這樣有利于確保供配電及各個用電設備的安全性。此外，還必須有可靠的防雷措施，對于一些特殊的場合還應具有防浪涌及防靜電保護措施；其二，應進一步提高機電設備的運行效率，借此來降低電能的直接或間接損耗。如果機電設備的運行效率過低，那么必然會消耗大量的能源，這與節能要求嚴重不符，為此，應當在滿足建筑物各方面使用功能要求的基礎上，將能源消耗降至最低，盡可能做到以下幾點：優選節能設備、采取無功補償、降低線損、均衡負荷，最大限度地提高能源利用效率；其三，優選設計參數。在具體設計過程中，應當對設計參數進行優選，若有特殊的用電要求，應當采取合理的節能措施，以達到最佳的節能效果。
三、建筑機電設備節能減排的優化設計措施應用
1變壓器節能
1.1選配變壓器容量。就理論層面而言，為了發揮變壓器的最大功率，應當保證平均負荷率是額定容量的50%～75%。但是，由于變壓器自身功率因素和負載是變化的，并且有可能存在超載運行的情況，所以不能按照最大功率這一原則選配變壓器容量。變壓器容量選擇一定要適當，符合實際情況需求，切忌過大或過小。容量過大會出現空載現象，增加損耗；容量過小，會使變壓器負載過大，增大負載損耗。
1.2.優化選擇變壓器類型。應當遵循以下兩個原則優化選擇變壓器類型，確定變壓器數量。①選擇效率高、能耗低的節能型變壓器，減少空載狀態下產生的鐵損和漏磁損耗，降低負載時在變壓器線圈電阻上產生的損耗；②若在絕大部分負荷為三級負荷的情況下，可選擇一臺變壓器。若在一、二級負荷比重過大，需兩個電源供電的情況下，應選擇兩臺變壓器。特殊情況下，也可選擇多臺小容量變壓器。
1.3.提高變壓器功率因數。用電設備不僅要消耗有功功率，還要消耗一定的無功功率。所以，應在該種設備系統中裝設移相電容器，改善負載功率因數，降低變壓器線路損耗和銅損耗，達到抑制無功功率消耗的目的。 （二）空調系統的節能優化設計。商用建筑中空調系統占據較大的份額，空調系統的能源消耗也是機電設備中消耗最重的組成，其能源損耗來自于兩個方面：即制冷和制熱源的能耗、空調輔助設施如風機、水泵等的能耗。對空調系統的節能優化設計主要體現在：室內的溫度參數是設計的重要指標，要利用室外的自然風力資源，合理調節室內外的溫度，降低室內外的傳熱溫差；要化自然資源為動力，減少空調系統的動力損耗，動態地控制好空調系統的參數指標，杜絕熱量的不足與過剩，在排風的過程中優化熱量的回收功能。
2 照明系統的節能優化設計。在建筑機電設備的照明系統中，按使用區域的不同劃分為：公共區域和室內區域以及泛光照明，為了更好地進行建筑機電設備的照明優化功能，需要進行合理優化的照明設計：自然光線是建筑設計中要開發和利用的資源，需要在機電設備使用中加以合理開發與利用；其次，不同區域的照明系統也要根據不同的照明標準進行設計；再次，在不同的區域也要選用不同的燈具，用高效的光源控制裝置進行照明的優化與調節，如：照明采用低壓LED燈具，手機充電采用36V低壓充電器等。
3.給排水系統的節能優化設計。水資源的合理開發利用具有重大功效，在建筑機電設備中的水資源利用中，主要體現在給排水系統的節能優化方面，由于建筑設備中采用高位、直接和恒壓的給排水裝置，尤其是在興起的高層建筑設計給排水系統中，主要采取以下節能措施：運用新技術推廣和普及節水設備，同時應用高效的變頻水泵，對水供應系統進行優化；并且開發可適用、可控的第二水源，在水資源匱乏的環境下延續長遠的發展規劃。
4.供配電系統的優化節能設計。在建筑的機電設備中，其供配電系統要依循簡明而適用的原則，通過環式、放射式和樹干式的電路設計，運用科學系統的供電線路布置，有效實現安全供電，并杜絕重疊供電的發生。
四、結束語
建筑機電設備是建筑中的重要設施，其涵蓋的內容、領域非常廣泛，是一項復雜的系統工程。為了保證建筑機電設備的節能優化功能，更好地為建筑行業服務，就必須對機電設備的各個環節進行逐一規范，通過對建筑機電設備中的空調系統、變壓器設計、電梯系統和給排水系統的優化設計，以節能減排的環保理念，實踐各環節的優化措施，用切實可行的優化措施貫穿于建筑施工中的每一環節，真正實現全方位的機電設備節能減排工作。
參考文獻：
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關鍵詞：建筑工程；給排水設計；節能減排
引言：
隨著我國可持續發展戰略的實施，直接推動了我國社會經濟的發展，但在發展過程中忽略了對資源的浪費，目前我國大力提倡節能減排，在發展中減少對資源的浪費，從而實現科學發展。在我國建筑行業中，由于不重視對水資源的保護，水資源的浪費已愈加的嚴重，目前已引起廣泛的關注。在建筑給排水設計中實現節能減排主要是為了降低水資源的浪費，從而能夠提高能源的使用效率。建筑工程中為了提高經濟收益和社會效益，就要本著節能減排原則，合理規劃能源的利用。
1、 建筑給排水中設計不合理造成水資源的浪費
由于目前我國在建筑給排水設計中對節能減排工作沒有足夠的重視，在設計過程中忽視由于給排水設計不合理而造成水資源的浪費。其主要表現在排水系統中供水管道內以及各處配件的泄露與給水系統中是水系統的超壓，另外在用戶使用過程中使用密封性較差的、陳舊的衛生器具從而出現各處發生滴水、漏水現象也會造成水資源的浪費。由于在給水系統和排水系統中的水滲漏問題不容易被工程人員發現，因此這就要求在建筑給排水設計過程中要嚴格按照國家標準，規范使用建筑工程中所需的各個工件，同時增加用戶對新型衛生器具的使用也可以有效的節約水資源。
2、 建筑給排水設計中的節能減排設計
2.1 在給水過程中注意控制水壓，減少水資源浪費
目前我國的建筑給排水工程中，在給水系統內經常發生的就是水系統的超壓，由于水系統中的壓力超出配件所能承受的范圍之內，則會造成沖壓出流的現象還會對水配件造成損壞。因此在建筑給排水設計中應該嚴格按照我國建筑給排水設計的規范，設定能夠讓水配件正常使用的合適水壓，為了控制單位時間內的水的流量還應注意在給水過程中注意設置減壓閥，同時合理的減壓措施也會在一定范圍之內起到穩定水壓的作用。在排水系統中經常出現的就是供水管道以及配件等處的滲漏，為了最大限度的避免排水系統中所造成的水資源的浪費，這就要求在建筑給排水設計中嚴格按照國家規范，控制選擇材料以及優化施工方案。應為供水管道的水滲漏主要是由于材料選擇不合理以及在施工過程中的疏忽，因此為了能夠最大限度的避免排水系統中水資源的滲漏，這就要求在建筑給排水系統施工之前，能夠合理的選擇管道材質、改善設計的方案。
2.2充分利用新能源
熱水供應系統也是在建筑給排水設計中需要考慮的重要因素，熱水的供應也會防治水資源的無效浪費，在熱水的供應過程中，由于要經過長距離的運輸而會導致熱能的浪費，因此在輸送熱水的過程中應注意對熱水采取保溫措施，最大限度的降低能量的浪費。除了降低熱水的能量消耗外，還可以開發新的能源應用于熱水供應系統，而太陽能作為一種取之不盡用之不竭的資源，能夠直接吸收太陽能為自身加熱無疑是最好的選擇，同時還直接符合了國家的可持續發展戰略。利用太陽能的主要優點便是不受環境的影響，同時使用效率高，吸收方便并且可以全年使用，因此在熱水供應系統中越來越廣泛的使用太陽能資源。在對太陽能熱水供應系統的設計過程中還應注意集熱器的抗凍抗熱性能以及承壓能力，在寒冷地區，由于太陽照射熱度達不到所需溫度，還需要采取一些方式進行輔助加熱。
2.3 提高水資源的使用率
水資源的重復利用、提高水資源的使用率可以有效地減少水資源的浪費，因此在建筑給排水設計中應注意對一些生活用水以及雨水的利用。對建筑中的污水和生活用水進行處理然后實現對其的再使用，同時注意雨水資源的蓄存，既可以提高水資源的使用率，緩解水資源不足所帶來的壓力，還可以對防治水污染起到一定的效果，起到保護環境的重要作用，從而實現水資源的可持續利用。
3、 防治二次供水污染的設計
由于我國人口較多，因此在城市建筑過程中往往會建造一些較高的樓層，為了保證上面樓層的供水水壓，很多建筑給排水設計中都會增加二次供水設計。由于二次供水設計中的一些設備會增加供水資源的污染，這就要求建筑給排水設計過程中優化設計供水方案，盡可能的減少中間供水環節。
在我國很多城市建筑都會建立水箱來實現二次供水的設計，由于水箱大多數是由鋼筋混凝土堆砌或者是鋼板水箱，因此其產生微生物、細菌或鋼材的生銹極易造成水箱中的水污染，同時水在水箱中若存在過長的時間其水質會發生惡化，為了降低水箱中的水污染就要注意對水進行規定的消毒。為了保證整個建筑的用戶都能夠供應倒水，就需要利用一些管材的輸送，由于自來水中的水質有腐蝕傾向，因此極易造成管材的生銹、腐蝕，為了保證生活用水在輸送過程中不被污染，就要求在建筑給排水設計中注意推廣使用一些衛生性能較好的新型管材，禁止使用鍍鋅等容易腐蝕的管材。
結語：
在建筑給排水設計中，首先注意對環境的保護，在設計的各個環節中避免污染環境方案的出現。為了能夠在建筑過程中做到節能減排、減少水資源浪費以及增加經濟收益的目標就要求在設計過程中不斷使用新技術優化設計方案；在建筑施工過程中增強節能減排意識，最大限度的減少水資源的浪費。本文主要闡述了建筑工程中水資源的浪費以及對建筑給排水中的節能減排設計提供一些建議和意見，希望會對今后這一方面的研究有一定的參考價值和借鑒作用。
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Abstract
In this paper the basic concept of the Genetic Algorithm (GA) and the procedure of the Simple Genetic Algorithm (SGA) were introduced。 Through the analysis of the mathematical principle of GA， the mathematical essence of the GA was discovered。 Then the developments of the modified GA were showed。 At last， the application of GA in the design of water and wastewater distribution networks was introduced briefly in combination with the characteristic of GA。
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
至從改革開放以來，我國經濟不斷發展，城市化發展速度驚人，大中城市擴建，中小城市升級，建制鎮增多。城市化發展必然帶來給水系統的變化和發展，而給排水系統設施的建設也是制約城市化發展的因素之一。伴隨著改革開放，我國城鎮給排水事業有了長足的發展，為國家的高速經濟發展和人民生活水平不斷提高提供了重要的基礎設施保障條件。作為給水設施的重要組成部分，給水管網建設和運行管理科學技術的發展，已經成為我國城鎮給排水科學技術進步的重要標志之一。由于給水管網建設投資巨大，管網設計的復雜性，傳統的設計方法主要依據經驗，缺乏合理性，同時為堅持可持續發展的理念，響應國家有關節能減排的號召，有必要對給排水管網進行優化，以降低能耗、節省費用。隨著系統工程、最優化理論的不斷發展，很多新的優化方法和算法不斷被引入管網優化設計中。[3]
1 遺傳算法
1.1 遺傳算法概要
遺傳算法( Genetic Algorithms 簡稱GA)研究的歷史比較短，20世紀60年代末期到70年代初期，主要由美國Michigan大學的John Holland 教授與其同事、學生們研究形成了一個較完整的理論和方法。[2]它是一種通過模擬自然進化過程搜索最優解的隨機尋優的數學規劃方法。該算法是基于自然遺傳和自然優選機理的尋優方法，所謂自然遺傳和自然優選來自于達爾文的進化論學說，該學說認為在生物進化過程中，任一動植物經過若干代的遺傳和變革，使之能夠適應新的環境，是優勝劣汰的結果，這種自然遺傳思想也同樣適用于求解最優化問題。
遺傳算法用一串數據或數組作為優化問題解的代碼，這一串數據或數組稱為染色體，這一表示過程稱為編碼。它的求解過程是首先產生一定數量的染色體形成一個種群，通過一個與目標函數相關的函數評價各染色體，即各方案的優劣，優劣的程度稱為染色體的適應度。 然后進行選擇過程，染色體被選擇的概率與其適應度有關，適應度大的染色體被選擇的概率大，反之亦然。被選擇的染色體再進行交叉操作和變異操作，交叉操作和變異操作保持了種群中個體特性的多樣性，防止陷入局部最優解，經過上述運算后產生新一代的種群。然后，如此迭代一定的次數后，產生的最優的染色體即為優化問題的最優解。[1]
2 遺傳算法在給排水管網中的應用
2.1 遺傳算法給水管網優化問題中的應用
給水管網是城市供水系統的重要組成部分，它占整個給水工程投資的70 %～80 %。隨著城市規模的擴大，管網也不斷向著大型化、復雜化的方向發展，這使得優化設計在給水管網設計中變得尤為重要。給水管網的優化問題涉及因素眾多，是一個混合離散變量的非線性多目標優化問題。將目標函數集中在經濟最優目標上，同時為保證供水可靠性，設定最小管徑約束，以防單純經濟考慮導致樹狀網的出現。這樣給水管網的優化問題就轉化為在給定管線布置及可供管徑規格等條件下求解最優管徑和最優水源流量問題。[4]近年來，遺傳算法已經有了一些分配系統規劃和設計的應用研究，并顯示了較大的優越性。[3]
一、遺傳算法進行給水管網優化問題的主要步驟
（1）編碼。考慮到計算處理的方便性，常用二進制編碼與市面可用管徑一一對應。如果市面可用管徑有8種，則用三位二進制編碼可以將其表示為一個基因型。每一組管網設計的組合對應著每一組基因型的組合，即一個染色體。多個帶有染色體的個體就組成一個種群。[3]在進行優化調度時，針對泵站中存在定速泵和變速泵兩類情形，分別以二進制和實數編碼表達定速泵和變泵的轉速比，并以編碼串組合來表達管網中所有水泵的運行狀態，形成用以表達某種調度方案的染色體個體，再由一定量染色體個體組合形成種群。這種編碼方式的優點類于既能保證決策變量與編碼結構在形式上的統一，也避免了用多位二進制編碼映射實數值時的額外計算開銷，從而提高了算法的搜索效率。[6]
（2）產生一定規模的初始種群。正如前面所述，產生初始種群的方法有兩種，一種是隨機產生，另一種是某些先驗可轉變為必須滿足的一組要求，然后在滿足這些要求的解中再隨機地選取樣本。后者的做法可以極大地提高算法的效率，以便得到更好的結果。
種群個數的選取不能過大或小，這樣會影響算法的效率，現有的辦法是通過試驗尋求最佳N值。
（3）定義適應度函數。遺傳算法的遺傳操作是通過適應度來實現的，而目前采用的目標函數多為管網經濟目標函數，如：
式中：為每年扣除的折舊和大修費；為利率；為投資回收年限；、、為管網造價系數；為管徑；為管段長度；供水能量變化系數；為電費；為水的密度；為重力加速度；為輸入管網的總流量；為二級泵站揚程；為泵站效率。
式中除了、等一系列常系數外，定線時已經確定，和是根據提交管徑后水力計算的結果確定的。因此，管網優化實際是求一個拓撲結構已經（管網走向和各段管長定）的網絡結構各管段管徑的最優組合，使得目標函數值最小化的最優化問題。
除了能量平衡和流量平衡已通過水力計算部分納入目標函數之外，上述經濟目標函數還就滿足最小允許流速、最小服務水頭等約束條件，以罰函數形式納入目標函數中：
(10)
其中，為各個約束變量；為懲罰因子，其功能是根據情況放大或縮小懲罰函數的值，以避免懲罰項與造價項的師級不匹配。在實際計算適應度時，將上式取倒數得適應度的評價函數為：
然后分析計算遺傳種群中每個個體的水力特性、管網費用及個體的適應度。
（4）對遺傳群體執行選擇，交叉和變異算子，產生新一代遺傳種群。
交叉率一般取值為0。4~0。9，交叉方式可以采用上述的單點交叉、多點交叉或均勻交叉，一般來說多點交叉和均勻交叉的效果要好；變異率通常取值很小，一般取0。001~0。1。對于具體問題而言，衡量參數設置恰當與否，要依據多次運行的收斂情況和解的質量來判斷。
（5）重復步驟（3）和（4），直至達到算法終止條件。模擬終止條件是設定最大進化代數，一般視具體情況而定，取100~500代。
（6）從最終的遺傳群體中選擇若干個最優個體作為管徑優化設計方案。[3]
在面對具體問題時，靈活的編碼方式、適應度函數選擇和參數選取是非常重要的，如果在此基礎上還不能得到滿意的解，則往往需要對基本遺傳算法的改進，采用改進的遺傳算法進行求解，如偽并行遺傳算法、用遺傳表達混亂遺傳算法等。
三、遺傳算法解決給水管網優化設計問題的優點：
(1) 遺傳算法的尋優過程是一種隨機尋優過程，最優解不會在狹窄的區域內收斂，不至于形成局部最優解；
(2) 易于處理離散變量函數的優化問題，避免了管徑調整；
(3) 應用遺傳算法進行環狀管網優化設計時，無需預先分配流量模式，而是通過遺傳進化過程尋找能滿足管網水力特性和管網造價低的管徑組合方案。[2]
與此同時，在實際工程中采用遺傳算法作為優化手段是不夠的，在對較復雜管網進行應用時，得到的管網方案主要流向形成了供水管網的枝狀優化樹，其他位置往往都是由滿足約束條件的臨界管徑聯接成環。管網優化設計的目標應當是經濟性、可靠性和供水水質安全性的全面優化。但是由于水質安全性不易量化，管網運行正常時和故障時用水量會發生變化，以及管網拓撲結構的復雜性，使得至今還沒有成熟的理論來分析管網的安全性，因而也無法將可靠性因素很好地量化以納入適應度函數中。現在常用的方法是以經濟性為目標函數，而將其他因素作為約束條件，據此建立適應度函數，來評價個體的適應度，這樣處理的結果使得最終方案在供水安全性上不夠完善。事實上，現有很多研究成果表明，對環狀管網來說，流量優化分配是個凹規劃問題，即它的解往往現出在約束區域的邊界上。如果沒有與供水水質和供水安全性相關的下限約束條件，則優化的結果會使某些管段的流量為零，成為樹狀網。應當依據實際情況對遺傳算法獲取的優化結果加以修正，在經濟和安全上尋求一個最佳的平衡點，才能真正達到優化設計的目的。[3]
3 結論與建議
遺傳算法提供了一種求解復雜系統優化問題的通用框架，它不依賴于問題的具體領域，對問題的種類有很強的魯棒性。通過眾多學者的研究證明，遺傳算法在給排水管網優化問題的應用是可行的。
在應用改進的遺傳算法解決給水管網優化問題時，應從其收斂性出發，通過對編碼方式、遺傳操作和適應度函數設計等方面的研究，來提高其計算效率，獲得更優的結果。
眾多學者研究證明，通過先驗知識產生的初始種群有助于提高遺傳算法的計算效率，并能夠得到更優的結果。因此，把遺傳算法極強搜索尋優能力和其它算法的高效求可行解的能力相結合也是非常有前景的。如有學者提出利用細胞自動機算法(CAs)的高效求可行解能力，來為遺傳算法提供初始種群[8]，證明可以提高遺傳算法的效率，并取得良好的結果。
遺傳算法的終止策略主要靠設定進化代數決定，考慮用其它的方法來增加算法終止的可能性。如有學者提出應用平均歐幾里德距離對下一代種群的適應度進行概率性的評估，來決定是否終止算法。[7]
參考文獻：
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[3]朱家松,龔健雅,鄭皓.遺傳算法在管網優化設計中的應用.武漢大學學報信息科學版.2003,28(3):363~367.
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