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探討建筑給水排水管網規(guī)劃設計
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摘要：經濟發(fā)展和社會的進步，推進人們的生活水平和質量不斷的提高，所以人們對于住宅的要求更加高，而在住宅建筑中，給水排水方面的設計以及管道的規(guī)劃和設計都是十分重要的問題，對于人們的正行生活都有較大的影響。針對住宅建筑中的給水和排水的問題，本文對管道的規(guī)劃設計進行了總結和分析。
關鍵詞：給水排水;優(yōu)化
一、引言
最近幾年，建筑給排水系統的施工技術和質量越來越受到人們的重視，這不僅是由于給排水直接關系到人們的生活，城市化迅速發(fā)展，城市污水排放系統壓力過大也是重要的原因。經過多年的建筑工程給排水管道的施工研究，必須十分重視管道施工的質量，這是保證人們生活中供水和排水問題的主要措施，同時也能不斷的改善人們的生活質量。
二、針對住宅建筑給水設計問題的思考
在建筑中給水系統是很重要的，要完善給水系統，首要的要選擇給水管材，隨著經濟的發(fā)展，人們對環(huán)保和節(jié)能的意識增強，因此目前管材的選擇更多的是采用非金屬管材。另外，在管材選擇中，禁止使用 PVC 系列管材，這是因為該材料的主要成分是聚氯乙烯，而聚氯乙烯材料已經被明確的限制使用。而塑料管PP-R(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、鋁塑復合管系列的管材，到目前為止尚未發(fā)現對人體有副作用。另外， PEX 管具是最近出現的新型環(huán)保材料，具有金屬管材和塑料管材不具備的性能，被廣泛的引入到管道設計中。
在給水支管的設計中，如何進行敷設是很重要的，敷設的方式對日后的住房使用舒適程度有很大的影響。如何實現實用和美觀兩方面的要求對于設計人員是很大的考驗，因為給水系統并沒有固定的形式，設計的過程中需要根據用戶的要求同時結合實際的室外給水情況來設計，在設計的過程中必須充分的考慮到技術和經濟情況，設計的原則是節(jié)能同時便于管理。
如果住宅中存在兩個及以上的衛(wèi)生間，而管道的線路是需要穿過房間的，那么對橫管的敷設就最好安排在樓板墊層中，樓板降低7～10cm，樓板墊層使用渣或細石混凝土。
當前，很多住宅中都安排了一個廚房和兩個衛(wèi)生間，甚至有的住宅中有三個或者四個衛(wèi)生間，而且廚房和衛(wèi)生間以及陽臺的用水為止很分散。分戶支管至用水點的管道如果是從室內樓板走，那么就需要在室內進行吊頂，同時管壁還需要進行防結露處理，這樣就給住戶在房屋裝修過程中帶來很多都的不方便，因為很少有住戶愿意設置吊頂。所以給水支管最好設置在樓(地)面的找平層或沿墻敷設在管槽內，而且給水支管的外徑要小于25 mm。實際上，如果將兩個或者多個用水點的管道串聯，那么外徑必然會超過25 mm，所以要滿足施工中的相關規(guī)范要求，在水支管入施工之后就要連接分水器，分水器安裝在衛(wèi)生間或者是廚房的墻內，那么管外徑均可控制在 25mm 以下。但是也要注意，在分水器的位置處應該進行明顯的標記，防止裝修破壞管道。
在所有的施工結束之前，必須考慮水表的安裝位置，當前實行一戶一表是節(jié)約用水的手段，所以現在的住宅設計中在樓梯間管道內有專門的水表管道，居民的冷熱水表都安裝在這里面，這樣方便管理，同時也可以根據用戶實際的用水量收費，促進居民節(jié)約用水，因此在設計的過程中，設計人員也應該堅持經濟合理和適用懂得原則設計計量方式，從而滿足業(yè)主的需求。如果住宅建筑位處北方相對寒冷的地區(qū)，那么水表井就不能安裝在外墻中，而是應該安裝在內墻中，而且井內管道都要實施50 mm 的超細玻璃棉保溫處理，避免凍結和凍裂。很多住宅的廚房與衛(wèi)生間是相鄰的，如果是住宅有二個衛(wèi)生間，那么對于衛(wèi)生間之間和廚房與衛(wèi)生間之間的管道連接就要進行科學的設計，設計人員要很好的考慮用戶的需求，讓管道更多的從公用走道以及墻邊進行敷設，防止橫穿臥室等房間，方便業(yè)主以后的裝修何維修工作。
三、給水排水管網優(yōu)化措施
通常來說，管道的優(yōu)化和設計更多的是對某一段管道的設計和優(yōu)化，因此當確定了流量之后，就必須在滿足設計要求和相關規(guī)范的基礎上對管徑和坡度的組合進行選擇，最終獲得的方案應該是管材費用與數設費用的平衡。但是這些都是設計流量過程中的優(yōu)化，在全部的排水給水管網中，優(yōu)化設計的舉措必須是全方位多角度的進行。
1. Dijkstra算法改進優(yōu)化設計。事實上，要優(yōu)化給水排水管網，就是找到一個污水廠作為節(jié)點的最小費用，讓后在此基礎上形成樹，Dijkstra算法是最有效的構成樹的方式。由于給水排水優(yōu)化過程中會形成很多的樹的權值，這些數值與管道的流量、管道的深度、以及管道的長度都有十分密切的聯系，隨著這些因素的變化而發(fā)展，所以在應用的過程中就要通過變權值Dijkstra算法來計算�，F在的管網平面布局的優(yōu)化方式通常是采用有向圖的方法,這一方法就是在進行優(yōu)化之前將網絡各個方向的網絡進行指定，但是水流的方向開始并不是確定的，所以樹的生長方向并不一定代表水流的方向，所以通過這種方法進行優(yōu)化管網的準確性有待提高。也正是因為這些原因，在無向圖的變權值Dijkstra算法基礎上進行管網的優(yōu)化需要不斷的改進Dijkstra算法，在改進的過程中對樹的生長過程進行了綜合的考察，對樹的權值變化進行了研究，通過各種條件的約束，最終獲得最準確的答案。實際上，算法的根本是最小費用樹的深度優(yōu)化算法，俗稱瞎子爬山法。這種算法在計算的過程中不需要太多的數據和信息，計算過程中速度更快，對于單因素、單極值的情況非常有效。
2.2 管線平面優(yōu)化設計。對于給水排水管網的布置，需要遵守最小化工程量的原則，這一原則要求水流保持通暢的同時最大程度的節(jié)約能量�？梢哉f對于這種優(yōu)化，要達到最終合理和經濟的目的，最重要的就是正確的定線。而在定線的過程中需要嚴格遵守下列原則：干管支管的設計要盡可能的設計成為直線，避免拐彎，同時在定線中利用好地勢，讓污水的排放受到重力的影響而進入污水廠;管網設計要降低管道埋藏深度;管道設置途中最大化減少提升泵站的設置。
2.3 環(huán)剛度的優(yōu)化選擇。在管網規(guī)劃優(yōu)化過程中，環(huán)剛度負責體現塑料埋地排水管對于外部荷載的承受能力，是保證塑料埋地排水管受到外壓負載影響的情況下，仍然能夠安全的進行工作，這其中就離不開環(huán)剛度的設計。如果剛度太小，那么管材就容易出現變形或者因為壓屈失穩(wěn)而受到破壞。但是如果剛度太高，那么就需要采用過大的截面慣性矩,這樣就會導致材料使用量增加，提高了成本。而且外壓負載比較復雜,主要是由土壤重量和地面產生的靜負載,以及運輸車輛經過時產生的動負載組成，同時，塑料埋地排水管在承受荷載重壓的時候原理也很復雜，這是由于塑料管過于柔軟的，很容易受到外壓負載下管材以及外部土壤的影響的原因。因此，環(huán)剛度的選擇不只是要根據外壓負載來決定，也要根據周圍的土壤情況來決定。
四、結束語
給排水系統是整個建筑系統的關鍵構造，建筑排水雖然看似很容易，但是與建筑物的使用密不可分，如果在給排水系統中出現問題和紕漏，那么就會給建筑工程造成影響，因此，在施工中，要重視給排水管道施工技術。同時住宅給水排水系統關系到人們的生活質量，必須加以重視，因此，在給水排水系統的設計中，設計人員應該更多的從技術、安全和經濟各個方面進行考慮，在實踐中尋求最佳的方案，推進住宅設計水平的不斷提高。
參考文獻
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