建築給排水工程最佳化設計的論文
建築給排水工程最佳化設計的論文
摘要：我國建築給排水工程已經經歷了將近30年的發展，由早期的房屋衛生裝置設計階段到室內給排水階段，再到如今的建築給排水階段，已經形成了一個較為成熟的體系。在建築業不斷髮展的過程中，建築給排水所容納的範圍愈來愈廣，涵蓋的系統也變得愈來愈多，這使得相關設計工作的複雜程度愈來愈高。基於此，本文對建築給排水工程進行了綜合性闡述，並對工程最佳化設計進行了著重分析，提出了相關觀點，以供參考。
關鍵詞：建築；給排水工程；最佳化設計
1建築給排水工程設計概述
在建築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，並保證實際施工按照標準進行，以實現工程質量品控。從建築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，由於設計標準繁多，易出現紊亂，使得相關設計人員難以把握。另外，在建築給排水標準體系中內容重複現象較為嚴重，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。為進一步完善建築給排水工程設計，必須要對相關設計標準進行整合最佳化，以為設計工作提供良性基礎。由於建築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。系統性原則是建築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，再看區域性”，將微觀問題上升至宏觀角度，並將部分與區域性置於整體與全域性之間進行考察，以保證區域性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，並保證系統良性運轉;(3)適應性原則。給排水工程需要基於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)最佳化性原則。工程設計無法一蹴而就，需要根據實際情況不斷最佳化，才能得到最優設計。總之，建築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建築給排水工程設計最佳化整體流程分析
建築給排水最優設計是透過系統分析原理及最最佳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，透過最佳化設計能夠讓系統結構得到完善;另一方面，最佳化設計保證了系統引數能夠達到相關要求［3］。從國內給排水系統最佳化設計環境來看，目前已經形成了大量系統性的最佳化方法，並在前人研究的'基礎上獲取了大量經驗性資料，極大程度上簡化了設計過程，提升了設計效率。合理應用最佳化設計，能夠得到更為滿意的引數、結構，促使整體效能達到最佳，並可讓系統實現自動化執行及管理。另外，最佳化設計是一個不斷髮掘、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，給排水工程最佳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。在最佳化設計過程中，往往遇到的都是工程實際問題，涵蓋了較多的複雜因素，導致無法完全確認結構及功能性是否能滿足要求。將給排水工程專案由一個工程簡化成一個能實現功能需求、能反映主要問題並可定量表達和模擬最佳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，它會對最終的最佳化結果產生直接影響。透過上述系統化處理，可確認各要素對系統功能目標的影響，並可根據分析結果，確定主要影響因子及次要影響因子，讓最佳化設計能做到“有的放矢”，這與上文中所提到的目標性原則也是相契合的。然後，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。在建築供水管網方案確定後，以其中某一項內容作為目標函式，其他內容則視為約束條件，構建出約束條件與目標函式的表示式，以獲取最優設計方案，並結合以上分析結果進行建模。建模時要扣住主要影響因子，儘可能保證模型簡潔化，以便於分析計算。同時，要求所設計的模型能夠與其他模型有效銜接。再透過模型最佳化求解及檢驗，獲取模型的最優值，讓系統能夠保持最理想的工作狀態。最後對最佳化設計進行有效評價，並對其中存在的瑕疵進行修正，讓最佳化設計產生最佳效果，並嚴格按照設計方案實現產品。
3建築給排水工程最佳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，在進行最佳化設計時，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組之間的平衡性。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。該方法適用於系統發展較為成熟，但存在新系統或方法或多種方案可以採用的情況;(2)規範化方法。該方法適用於一些較為成熟的系統，以前人經驗為基礎構建模型，並加入實際資料資訊，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。對於一些較為複雜或新型的系統，可採取試探法構建。這種方法顧名思義，設計人員只能透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，屬於典型的創新性方法。當獲得設計方案後，需進行針對性的調研及論證，以保證方案的可行性。
3．2給水系統設計最佳化
給水系統的主要作用是為使用者提供可靠、穩定的生活、生產或消防用水點。透過最佳化設計，可讓給水系統具備更好的節水、節能效能，併為相關維護工作提供便捷。隨著建築給排水工程最佳化設計的不斷深入，產生了一些新的系統最佳化模型，其中“市政水源→二次供水前置裝置→全流量高效變頻調速給水裝置(帶氣壓罐)→使用者”模型具有較好適用性與經濟性［5］。此模型中，變頻調速給水裝置的加入讓系統具備了更好的節能性，並降低了系統複雜程度及二次汙染，提升了系統執行效率。同時，利用二次供水前置裝置科充分利用市政管網餘壓，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排水系統設計最佳化
排水系統最佳化方法較多，但需要注意兩處關鍵點。首先，要對通氣管進行合理設定。根據實際要求，採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迴圈。其次，要合理篩選排水管材。目前，大多數排水管均採用塑膠管(塑膠管具有成本低、重量輕、安裝方便、水流阻力低的特徵)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介面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
建築給排水工程最佳化設計是一項系統化的工作，需要從多個角度並結合實際需求進行全面性分析，透過分析建模、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。
參考文獻:
［1］丁隴雲．關於建築給排水工程施工組織最佳化的分析［J］．江西建材，2016(01):68－69．
［2］寇昭．淺談高層建築給排水工程最佳化設計［J］．經營管理者，2013(09):289．
［3］廖小敏．淺談高層建築給排水的最佳化設計［J］．中小企業管理與科技(上旬刊)，2013(10):88．
［4］陳銳．淺議住宅建築工程給排水設計與最佳化［J］．中國新技術新產品，2012(13):211．
［5］邸衛猛．建築給排水工程設計研究［J］．科技致富嚮導，2010(26):160+197．