□ 呂德玉 宿遷市新筑藝建筑設計有限公司

建筑給水排水系統(tǒng)優(yōu)化設計淺析

□ 呂德玉 宿遷市新筑藝建筑設計有限公司

［導讀］本文對建筑給排水系統(tǒng)設計過程中的給水、排水、消防、熱水的優(yōu)化措施展開了分析，僅供參考。

建筑給排水工程設計是一項繁復的系統(tǒng)工作，不論是對就項目的改造還是對新建工程的設計，都需要對整個工程進行系統(tǒng)的分析，以得出各項數(shù)據(jù)和方案供建設單位選擇，提高決策的科學性和可行性。

1 對建筑給排水系統(tǒng)環(huán)境的分析

進行工程設計前期，對給排水系統(tǒng)環(huán)境的分析，有助于方案的確定和順利實現(xiàn)，如建設方的想法、各個管理部門的批文、水文地質、降雨等資料。給水資料應包含市政給水接入點位置、給水壓值、標高、管徑等，排水資料應包含市政給水接入點位置、排向、標高、管徑、流制、化糞池等，其中雨水管道應考慮江河水位影響。

2 進行建筑給排水系統(tǒng)的構建

排水系統(tǒng)的構件不僅要設計系統(tǒng)方案，還要對系統(tǒng)方案進行優(yōu)化，使排水系統(tǒng)能夠與整個系統(tǒng)達到統(tǒng)一。下面是構建排水系統(tǒng)的常用方法：（1）規(guī)范化方法。這種方法比較適合較為成熟的系統(tǒng)，目前建筑給排水已經(jīng)比較完善了，對于那些常見的建筑類型存在了規(guī)律性的做法，只要按照流程進行，將數(shù)據(jù)加入到模型中就可以形成系統(tǒng)的總體結構。（2）論證法。相比規(guī)范化方法，論證法適合發(fā)展成熟并出現(xiàn)新方法或是多種方案的系統(tǒng)。這種方法需要搜集數(shù)據(jù)進行論證，并多人參與討論，其優(yōu)點是集思廣益，會有更好的新方案出現(xiàn)。（3）試探法。試探法適合大型的、復雜的新系統(tǒng)，方案設計主要決定于工程師的經(jīng)驗和專業(yè)素質。對多種方案進行研究和論證，選出最佳方案。

3 對給水系統(tǒng)設計的優(yōu)化

對給水系統(tǒng)技術、管理、節(jié)能等方面進行優(yōu)化，以達到高節(jié)能、經(jīng)濟合理、方便管理的設計要求。在優(yōu)化給水系統(tǒng)設計的過程中，最重要的是確定給水系統(tǒng)和給水方式，目前國內常用的多層和高層給水系統(tǒng)有：（a）市政水源→水池→加壓泵→高位水箱→用戶；（b）市政水源→水池→加壓泵→氣壓罐→用戶；（c）市政水源→水池→變頻調速加壓泵→用戶；（d）市政水源→無負壓供水設備（疊壓供水設備）→用戶?，F(xiàn)在新發(fā)展的系統(tǒng)有兩種：（e）市政水源→水池→全流量高效變頻調速給水設備（帶氣壓罐）→用戶；（f）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。

優(yōu)化設計中，應考慮建筑的使用功能和需求，在選擇適合本工程給水系統(tǒng)的基礎上，選擇更為新型給水方式。

4 對排水系統(tǒng)設計的優(yōu)化

4.1 污水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)優(yōu)化的目的，是穩(wěn)定排水管道內的氣壓、方便維修、維護室內衛(wèi)生、經(jīng)濟性較高。室內生活排水系統(tǒng)一般采取污、廢分流制或是污、廢合流制。實際上，污、廢分流的污水處理效果更好些，并且對節(jié)約水資源具有顯著的效果。

優(yōu)化污水排水系統(tǒng)設計的關鍵在于：1）通氣管的設置。根據(jù)通氣方式不同，建筑排水系統(tǒng)可分為伸頂通氣排水系統(tǒng)、雙立管排水系統(tǒng)、環(huán)形通氣排水系統(tǒng)和器具通氣排水系統(tǒng)四種。一般情況下，雙立管排水系統(tǒng)更成熟些，其排水能力強，噪聲小；2）排水管材的選擇。塑料管雖然價格低、水流阻力小，但是水流噪聲大。對于環(huán)境要求較高的場所，要采用柔性接口離心鑄造的排水鑄鐵管。

4.2 雨水系統(tǒng)

根據(jù)設計流態(tài)，雨水排放系統(tǒng)可以分為重力流雨水系統(tǒng)和虹吸式雨水排放系統(tǒng)。選擇何種雨水排放系統(tǒng)，要結合建筑的類型、生產(chǎn)生活需求等條件進行綜合篩選。

優(yōu)化設計中，在重現(xiàn)期取值上，兩種雨水系統(tǒng)存在差別。重力流排水系統(tǒng)可以增大雨水重現(xiàn)期，但是虹吸雨水系統(tǒng)不一定，要決定于在設計中采用大重現(xiàn)期值的大??；在雨水排放系統(tǒng)設計過程中，主要考慮雨水滲透問題，將貯蓄排相結合，將存儲的雨水進行再利用，以人工的方式，將系統(tǒng)循環(huán)和自然循環(huán)結合起來，以符合“零排放”的概念。

4.3 消防系統(tǒng)

消防系統(tǒng)設計的重點在于突出滅火性能，設計的原則要符合安全性、實用性、可靠性以及經(jīng)濟性。在給水方式上，底層建筑的消防系統(tǒng)采用一次供水方式。當建筑高度小于100m時，對建筑采取不分區(qū)給水方式或分區(qū)并聯(lián)加壓給水方式，當建筑高度超出100m時，則要采用并聯(lián)加壓給水方式。1）一次加壓減壓給水方式。當消防水泵的壓力小于2.5MPa時，豎向分區(qū)可采用一次加壓減壓閥減壓的供水方式。水泵根據(jù)高區(qū)所需的消防工況選型，低區(qū)由減壓閥減壓至所需工作壓力。種供水方式具有經(jīng)濟性高、管理方便、系統(tǒng)簡單等優(yōu)點；2）高位水箱重力給水方式。除最高幾層消火栓系統(tǒng)和自噴系統(tǒng)，其他樓層都采用屋頂水箱重力供水。為了確保消防用水量充足，可采用兩路供水系統(tǒng)。

設計優(yōu)化應考慮到：1）減壓水箱、轉輸水箱的容積問題。通常是選取18m3規(guī)格的高位消防水箱。但是減壓水箱、轉輸水箱與18m3的屋頂水箱在性質上存在很大的差異，前者是必備設施，而后者是加強系統(tǒng)的措施。減壓水箱的儲存量要以10min的消防用水量為準，轉輸水箱作為接力水箱，其容積由其在滅火系統(tǒng)中的作用和地位而定；2）報警閥的設置。在自動噴水滅火系統(tǒng)中，報警閥是必不可少的。不同類型的報警閥具有不同的作用：第一，濕式與干式報警閥，其作用是報警水流驅動水力警鈴和壓力開關進行報警；第二，雨淋報警閥，其作用是接通或關斷向配水管道的供水。

4.4 熱水系統(tǒng)

對于熱水系統(tǒng)的設計，最主要的是保證水溫、水壓以及水量能夠穩(wěn)定，以符合舒適性和供水可靠性的要求。目前運用最廣泛的熱水系統(tǒng)是太陽能熱水系統(tǒng)和熱泵熱水系統(tǒng)。太陽能系統(tǒng)需要設置輔助熱源，可以是電熱水器、天然氣等。熱泵熱水工作原理和空調機的采暖原理相似。

設計優(yōu)化應注意：1）熱源的選擇。熱源在熱水系統(tǒng)中占有重要的地位，其對系統(tǒng)的節(jié)能效果有直接的影響作用，因為生活熱水系統(tǒng)的供熱和空調系統(tǒng)制冷機的大量散熱都可以作為熱源的選擇；2）設計參數(shù)的選取。太陽能集熱系統(tǒng)和熱水供應系統(tǒng)要選擇不同的熱水定額，前者的熱水定額根據(jù)平均日用水量而定，后者則要按照最高日用水量而定；3）冷熱水壓力平衡。熱水系統(tǒng)和冷水系統(tǒng)的分區(qū)一致才能保證冷熱水壓力平衡，這樣才能達到節(jié)能節(jié)水的效果；4）管網(wǎng)熱損失的控制。導致集中熱水系統(tǒng)運行費用較高的主要原因是熱水管網(wǎng)的散熱量大，為了縮短供回水管道長度，可以對供水管網(wǎng)進行優(yōu)化設置。

5 結語

建筑給排水系統(tǒng)設計優(yōu)化是一項繁復的系統(tǒng)工作，其中涉及各個系統(tǒng)的各方面，需要工程設計人員對整個系統(tǒng)進行具體、科學地分析，使系統(tǒng)設計達到最優(yōu)化。

［1］李漢川.談建筑給排水的優(yōu)化設計［J］.山西建筑，2012-07.

［2］周學桃.淺談建筑給排水設計存在的問題與優(yōu)化對策［J］.中國新技術新產(chǎn)品，2013-03.