建筑给水排水工程的设计优化研究
建筑是支撑城市的发展的重要环节，越来越多的高层建筑、系统规划的楼宇已成为城市的重要名片。时下，建筑业遍地开花，给水排水工程作为建筑建设使用中必不可少的关键工作，应当引起足够的重视。我国目前的给水排水工程发展至今，包含三大体系：城镇给水排水工程、工业给水排水工程、建筑给水排水工程。建筑给水排水工程因建筑越来越多、越来越高，也呈现出多样化、复杂化的特点，需要进一步的优化设计，适应建筑行业的变化需求。
一、建筑给水排水概述
建筑给水排水是给水排水工程的重要组成部分，是建筑中水循环的系统工程，给水工程主要包括室内给水系统和室外给水系统。室内给水系统是指供水管道的水在满足用户需求的情况下输送到用户室内，由引入管、水表节点、管道系统及附件构成；室外给水系统是指从水源处取水，按相应需求将水输送到用水区，通常情况下由取水构筑物、水处理构筑物、泵站、管网等组成。排水是对水进行管道输离，与给水共同组成水循环系统。近年来，随着建筑高度的增加，给水排水量的增量较大，管道铺设长度增加的同时数量也不断增多，给管道铺设提出了更高的要求；高度增加后，火点也随之增加，在人员短时间内无法有效撤离的情况下，消防用水的建设维护显得更加重要。
二、建筑给水排水工程中存在的问题
（一）给水配件阀压力过大
在给水系统中，为保障水量的充足供给，通常会提供较大供水压，若是给水配件阀的压力过大，在某一时间段内，给水配件的实际出水量会远远超过配件额定的出水量，造成水资源的浪费，影响给水系统的正常运转。此外，在给水配件阀压力过大的情况下，用户水龙头的出水过于急湍，会引起管道的震动，造成配件阀门、水龙头等配件的磨损，降低配件的使用寿命，长期如此，管道之间闭合不紧实，也会引起管道的漏水，浪费水资源。
（二）排出水资源的浪费
目前，各类建筑设施的排水量很大，在没有合理有效的废水利用情况下，造成一定程度的废水污染，影响了正常的生态环境。给水排水是一项系统循环工程，而不是单纯以水的排出为结束，现阶段生活废水对环境的影响越来越大，该问题也得到了社会各界的广泛关注，但由于废水处理工程费用较高，废水的利用率一直不高。如果在给水排水工程中充分考虑废水的去向及开发价值，通过一定的措施提高利用率，可以有效节省水资源的浪费，提高循环水平。
（三）管道噪音
建筑中管道数量的增加，在水量加大的情况下造成了一定的噪音影响。在住宅用户中，静水的压力一般不宜超过0.35Mpa，水泵直接供水的高层建筑更应当充分考虑水泵的扬程，进行合理规划控制，避免管道噪音的扩散影响。
三、建筑给水排水工程优化设计措施
（一）合理设计管道管径
近些年，一遇强雨水天气，城市道路都会出现严重的积水，排水管道无法发挥其应有的排水作用是一大弊端。在建筑给水排水工程设计中，同样需要考虑类似问题，排水量增加后，管道需要高负荷运转，进一步优化相关设计，提升给水排水的及时性是必须重视的问题。建筑给水排水系统中，废水管道的外径应当大于32mm，粪便污水排水管的外径至少应当是100mm，对不同管道应当采用不同的管径标准，同时满足使用实际需求，保障排水系统的运转正常。
（二）高层建筑消防给水优化设计
高层建筑消防系统不可缺少，如果发生火灾必须确保消防系统满足住户逃生需求，尽可能降低财物损失。高层建筑消防设计时，设计供水方式为分区分水箱串联加压供水，这种方法可以避免维护时造成其他区域不能正常运转，有利于系统维护管理。为了保障火灾发生后10min内的用水，每一级可设计两个消防水箱，当一个水箱出现故障时，另外一个水箱可以继续工作。在高层建筑给水设计时，不管是喷洒系统还是室内消防系统，都要设计系统水泵接合器的接力泵，确保使用安全性。各级泵站设计为固定供水设备，利用低频自动巡检装置，采用盘车巡检方式，提高运行稳定可靠度。
（三）排水系统优化设计
在进行建筑排水系统优化设计时，主要是针对雨水排放进行优化，要改变传统的尽快将雨水排放的观念，倡导运用LID LowImpactDevelopment（低影响开发）理念，LID是实现城市雨水收集利用的生态技术体系，改变以往尽快将雨水排放的设计方式，设计时建筑雨水管道设计，可采取以渗为主，贮蓄排相结合的排放系统，有利于回补地下水。在小区或者校园建筑排水系统设计时，可以将雨水纳入LID系统，充分利用，储蓄雨水后用于地面冲洗以及绿化灌溉等。在设计排水系统规划时，设计师需要发挥全局性思维，全面考虑所在区域的污水排放系统、雨水排放系统、中水系统，做到人工循环系统和自然循环系统结合，控制径流污染，减少污染排放，因此LID理念可以作为排水系统优化设计的目标。
（四）给水系统优化设计
在给水系统优化设计时，首先要考虑的因素是节能节水，同时兼顾建筑物特点、用水特点等因素综合考虑。现主要分析高层建筑的给水系统优化设计思路，高层建筑设计时以二次供水前置设备+常速泵组+高位水箱的方式进行供水，利用高层建筑的设备层，设置适当容积的高位水箱，低区由重力作用供应，高区通过加压供应，水泵房采用二次供水前置设备，主要靠市政余压供水。如一高层建筑，高100m，市政水压0.25MPa。给水系统竖向分为四个区：低区（负3层-地上3层），中Ⅰ区（塔楼的4-11层，裙楼的3-5层），中Ⅱ区（12-18层），高区（19-25层），其中14层为设备层。在设备层设置一高位水箱，将二次供水前置设备放置在生活水泵房，高位水箱利用常速泵加压供给中Ⅱ区和高区，中Ⅰ区给水靠重力作用，10层至14层高度差为14m，无需设置增压泵即可供应中Ⅰ区的用水需求。该建筑单体加压部分水量为1000m3/天，因二次供水前置设备利用了市政余压，仅二次供水前置设备节省的电量每天就达120.6度，一年就可节约44019度，每年节省电费37279.69元。因此，供水安全、稳定、节水、节能，是给水系统优化设计的目标。 （五）因地制宜优化设计
建筑设计师要对建筑地周围的地形地貌详细考察，结合建筑物的高度和地面情况进行设计。例如，目前新建建筑大多为高层建筑，必须要考虑高层供水问题，建筑物越高，需要的水压就越高。常见的给水排水设计为将排水管埋在地下，用供水泵进行供水，但是这种方法难以满足高层建筑需求，不仅低层水压不稳且高层无水。因此，设计师要优化设计，因地制宜，采用楼顶水箱、二次加压、分区供水等方式，满足高层用水需求。
四、结语
建筑给水排水工程是建筑工程的重要工作内容，需要充分严谨、科学的规划，在管路铺设时加强对施工质量的要求，积极利用新型的技术及管材，多措并举，保证水系统的流畅运转。同时要加强对废水的再处理利用，节省水资源，提高使用率，使水可以在整个给水排水系统中真正循环运转，更好地服务于用户，促进水资源的可持续利用。建筑给水排水系统是必不可少的建筑设计环节，在实际设计时要充分考虑建筑地的特点，因地制宜合理设计。在设计时要充分考虑到给水排水系统安装过程中遇到的问题，包括噪音、地漏、消防等方面，这些问题都为设计提出了具体要求。设计人员应该从实际问题中吸取教训，优化设计方案。目前，随着城市的发展，出现了很多新建高层建筑，这就对设计提出了更高要求。高层建筑必须在施工前设计要排水管道路径，包括管线的内外径、管卡、配件尺寸等。在给水排水设计时要注重实用性、可行性和安全性有机结合。本文关于建筑给水排水设计优化的研究，只是进行了初步探讨，大部分为定性分析，仅有少部分定量分析，还有很多工作需要完善和补充，比如建立建筑给水排水系统等。另一方面，目前建筑工程越来越复杂，因此建筑给水排水系统在设计时要考虑的问题和细节也更多，设计方案亟待优化。目前关于建筑给水排水系统优化设计理论研究的并不多，而设计优化的迫切性要求已经提出，仍然需要我们进一步的努力。
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