建筑给排水系统优化设计分析

建筑给排水系统优化设计分析

陈仕林

身份证号码：510922198808226699

摘要：给排水设计在城市规划中占有非常重要的地位，对满足城市居民基本生活和工商业生产给排水系统建设具有重要意义。现有设计经过长期发展仍存在许多问题，目前，众多研究人员都在积极研究人工智能与现实物理工程的结合，以提高工程的便利性、可行性和准确性。

关键词：建筑给排水；系统优化；设计分析

1建筑给排水系统存在的主要问题

1.1水压问题

按照楼层高度的不同,建筑的给排水系统可以垂直划分为低区给排水系统和高区给排水系统。其中,低区给排水系统可以直接使用市政给排水系统；而高区给排水系统对应的楼层相对较高,其给排水需求无法仅靠市政给排水系统来满足,还需通过二次加压系统来提供给排水压力。

1.2水质污染

水质安全与居民健康有着紧密联系。然而,在施工人员维修供水管道时,泥沙与各种杂质容易流入管道内,或金属管道本身因使用时间过长而产生锈蚀,导致水中出现大量铁锈,造成水质污染,对居民健康造成严重威胁。此外,雨水与污水合流排放也会导致水质污染。因此,设计人员可以设计雨污分流系统,将雨水和城市污水分开收集、分开处理、分开排放。

1.3管道渗漏

管道渗漏是建筑中较为常见的问题,其主要原因包括以下几个方面。第一,建筑给排水系统的管道质量较差,没有使用PE管（聚乙烯塑料管）、ABS管（苯乙烯管）等耐用性较强的管材代替铸铁管道。此外,如果管道不具备基本的承载能力,就会在使用中出现渗漏问题。第二,施工人员在给排水系统施工中没有仔细检查管道是否存在砂眼或组件缺失等问题,一旦出现工作疏漏,就会导致管道渗漏。第三,管道连接松动或密封不严极易引发渗漏问题。因此,施工人员应采用抗腐蚀性与耐久性强的管材以及先进的管道连接技术。

2建筑给排水系统的优化设计策略

2.1科学确定管径和流速

管道直径与排水速度具有直接联系,在供水量或排水量保持不变的前提下,两者成反比。管道的直径越大,流速越慢,相应的工程成本就会越高；管道的直径越小,流速越快,相应的电能损耗和运营成本越高,管道的使用寿命就越短。因此,在选择给排水管道时,设计人员应根据建筑工程的具体需求,遵循经济合理的原则,综合考虑材料成本、运营成本和维护成本等因素,选择最合适的管径,以实现工程质量与造价的平衡。

2.2优化管道设计

设计人员应根据建筑的具体要求选择管道材料及安装方式。在管道材料的选择上,设计人员应选用质量轻、耐化学腐蚀性的塑料复合管。在安装方式的选择上,管道暗装可以增加建筑外观的美观度,消除管道外露带来的不利影响；管道明装则便于施工人员安装,且安装成本与维修成本较小。设计人员应结合工程施工要求合理选择管道安装方式。需要注意的是,管道噪声也是设计人员在建筑给排水系统的设计过程中需要重点考虑的问题。

2.3变频水泵设计

为了满足居民的日常用水需求,设计人员只有确定建筑的最大时平均秒流量和最大日瞬时用水量,才能合理地确定给水流量。在平衡给水与排水的过程中,设计人员应优先采用变频水泵设计。变频水泵设计能通过调节水泵的运行频率来控制供水系统的压力,以实现精确的水压管理。变频水泵设计不仅能根据实际用水需求自动调整运行状态,从而达到节能减排的目的,还能显著提高给排水系统的响应速度和稳定性。例如,某住宅小区在给排水系统中采用变频水泵设计后,实现了用水高峰时段和低谷时段的精细化给排水管理,使该小区的给排水系统能耗降低了约15%,在保证供水压力稳定的同时极大地提升了居民的用水体验。

2.4合理安装控制阀门

在建筑给排水系统的优化设计中,合理安装控制阀门也是优化给排水系统、提高其工作效率的重要举措。安装控制阀门的目的是,在给排水系统出现问题时,居民能通过关闭相应的阀门来缩小影响范围和降低经济损失。例如,设计人员可以在建筑的底部安装控制阀门,以便管理人员在极端天气下能够快速、及时地排除排水管道内的大量积水,避免造成水体污染。

2.5采用分区分工施工技术

分区分工施工技术是建筑供水和排水施工中的一项关键技术,有助于管理人员有效协调各项工作,从而提高工作效率与施工质量。设计人员需要根据建筑使用功能和结构特性,将整个项目划分为供水系统、排水系统、通风系统等多个系统,并针对每个系统制订设计方案。

2.6科学设计雨水处理系统

在建筑给排水系统的优化设计中,雨水系统的规划至关重要。设计人员可以在住宅小区的广场和道路之间应用透水性较高的材料,以降低地面雨水的径流率；还可以对住宅小区中的花园、绿地等区域进行下沉式雨水花园改造,收集周边硬质铺装上的雨水,以进一步提高雨水的收集效率与循环利用率。此外,设计人员还应利用好屋顶,在屋顶设计一个内部排水系统,通过屋顶雨水斗将雨水收集到排水管道内,再通过管道将雨水输送至室外。

3建筑工程中给排水系统优化设计的发展趋势

3.1融入绿色建筑理念

随着建筑行业的数字化、自动化转型,绿色建筑理念已经被广泛应用于建筑工程领域,推动建筑行业的可持续发展。绿色建筑理念要求提高给排水系统的水资源利用效率,增强建筑的安全性与环境友好性,降低建筑施工和运行对周边环境的影响。为了在给排水系统设计中融入绿色建筑理念,设计人员需要了解和分析建筑的供水需求,严格控制用水量,为居民提供更好的供水服务。

3.2应用智能化技术

智能化技术的应用正在彻底改变给排水系统的运行方式。物联网、人工智能和大数据技术的引入,能够帮助管理人员自动、实时监测水质和水量,及时调整给排水系统的运行策略,从而极大地提高水资源的利用效率和系统运行的稳定性。例如,深圳某住宅项目通过在给排水系统中部署传感器和智能仪表,实现了对整个水网的实时监控与数据收集,使该智能化给排水系统能够自动识别漏水、渗水等异常情况,并及时提醒维修人员进行处理,极大地减少了水资源浪费；南京水务局借助大数据分析技术对全市的用水数据进行分析,通过识别水资源消耗过高的企业来制定差异化的水价政策及有针对性的节水措施,促进了全市水资源的合理分配与高效利用。

3.3综合性解决方案的探索

未来,给排水系统优化设计将更加注重运用综合性解决方案,通过融合跨学科技术和全生命周期管理,实现给排水系统的高效、可持续运行。跨学科技术的融合为给排水系统的发展提供了更多可能。例如,杭州某项目整合了环境科学、信息技术和材料科学等多个领域的先进技术,不仅实现了雨水收集、废水处理和再利用,还借助智能化管理系统优化了整个水网的运行效率。给排水系统的全生命周期管理则是确保给排水系统长期稳定运行的关键。例如,广州某住宅项目从设计阶段就采用了节水型设备与材料,建成后又采用智能监控系统来实时监测水质及水量,并及时采取维护措施,确保给排水系统长期、高效、稳定运行。

4结语

一个高效、可靠的给排水系统可以保证建筑的正常运行,满足居民的用水需求,同时也是实现城市水资源高质量管理和节约用水的重要设施。随着建筑高度的不断增加,设计人员需要对给排水系统进行优化设计,以提高给排水系统的效率和可靠性,从而推动城市建筑的可持续发展。

参考文献

[1]陆小峰.基于绿色建筑理念的建筑给排水系统优化设计分析[J].工程技术研究,2023,8(23):188-190.

[2]张锦华.建筑给排水系统优化设计研究[J].江西建材,2022,(01):108-109+116.

[3]黄铸颖.建筑给排水系统节能优化设计在智能住宅小区的应用[J].智能建筑与智慧城市,2021,(03):106-107.

[4]艾宏庆.关于智能住宅小区建筑给排水系统的节能优化设计分析[J].建材与装饰,2019,(21):113-114.