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中圖分類號：TL353+.2 文獻標識碼：A 文章編號：
1 建筑給排水設計各個環節的作用
1． 1 給水設計
1) 自動排氣閥。自動排氣閥通常作用于延時自閉閥蹲式大便器的供水系統，如辦公樓、學校、酒店等，管道系統的頂層自動排氣閥最好裝置在管道的最高點。延時自閉閥能很好地控制流量，但無法控制氣流。當系統停水，給水管內通常會積累大量的空氣。恢復供水管道的空氣將被壓縮至水管道系統的頂部，形成一個壓縮空氣區。此時如果有人再按下延時自閉閥的按鈕，則會將便器內的污物隨氣流帶至地面或將污漬濺到使用者身上。
2) 戶外控制閥門。適當增設單體建筑戶外控制閥門在住宅給水設計中立管底部的給水閥門是必不可少的，這一措施增加之后當底層住戶發現下水管堵塞引起地面冒水時，可及時關閉給水總閥，從而有效減少排污量。
3) 室外閥門。注意室外閥門的安裝形式，大部分室外安裝的閥門口徑都是Dg7 以上的，可以采用截止閥、閘板閥或蝶閥等。一般均是法蘭安裝，而且有國家標準圖。值得注意的是，設計時在每一個法蘭連接閥處設一個伸縮器則可以解決這一問題。
1． 2 排水設計
1) 地漏與存水彎的配合。在建筑排水設計中雖然沒有明確規定排水地漏一定要設置存水彎，但這確實在一定程度上能影響用戶的使用。所以在設計時應正確處理好地漏與存水彎的配套問題。雖然全國通用給水排水標準圖上對存水部分的高度作出了具體規定，但往往在安裝時滿足不了設計要求。因此，一般情況下，建筑排水系統的地漏存在于室內的，均應配套存水彎，這樣可以有效的防止室內排水系統的串味問題。
2) 室內排水管最小管徑。通過實驗論證可知，室內排水管最小管徑宜為DN75，采用這樣大小的排水管既不會增加成本、占用空間，也有利于后期維修。對于樓房內底層排出橫管，宜采用Dg150 的管徑，這樣既不會增加投資也能大幅度減少管道的堵塞風險，同時非常適合中國國情。通過合理的設置以達到實用與節省空間的雙重效果。
2 建筑給排水設計中出現的問題及其優化方案
我國城市的建筑都具有面積大、用電設備多、供電要求高、人員集中等特點，這些都給建筑給排水設計的安全性及可靠性提出了很高的要求。因此，如何解決建筑給排水設計中容易出現的問題，采取合理的方案優化設計十分重要。下面就對建筑給排水設計中出現的幾個問題及其優化方案進行詳實的探討和研究，以供同行參考。
2． 1 建筑給水細節問題及改善方案
建筑給水設計問題是整個給排水設計中很關鍵的一部分。下面就對建筑給水設計中管道降噪設計、管材選擇、生活飲用水池的衛生防護、支管布置與敷設等細節問題提出有效的改善方案。
1) 管道的降噪設計。隨著人們生活水平的不斷提高，很多住戶都希望設計雙衛，給水管道減壓和減少噪聲是越來越迫切。還有就是為了避免用水時末端出現噪聲，建議廚衛距離較遠管段較長時分戶水管采用DN25。
2) 給水管材的選擇。傳統給水管大多是鍍鋅鋼管，易銹蝕，壽命短，國內水路運輸不能滿足水質衛生標準。因而為了滿足標準要求，應選擇最佳的、最優質的給水管材。與金屬管相較之，塑料給水管的優勢則更加明顯，一般而言塑料給水管不僅重量輕、耐壓強度好，而且安裝方便，省鋼節能，使用壽命又長。因此，建設部應大力推廣使用塑料給水管。
3) 生活飲用水池的衛生防護。在供水環節中，生活飲用水池是不容忽視的一個重要環節，因而做好水質的防污染工作刻不容緩。應針對水池的入孔、溢流管等制定出切實可行的措施，有效地防止昆蟲爬入池內，并使用無毒的軟質泡沫材料嵌入在接縫處。應針對呼吸管、溢流管制作出耐腐蝕材料的網罩，也可通過其他方式進行防護，比如通過空氣隔斷的方式，防止通過溢流管的臟氣體返回到水池，從而避免水池受到污染。總之，在建筑給排水設計施工圖中，應結合具體情況，針對生活飲用水的衛生情況制定出科學有效的防護措施。
4) 給水支管布置與敷設。給水管道的敷設分明裝和暗裝。拿明裝來說，即管道外露，主要有安裝維修方便，造價低等優點，但同時也存在影響美觀，表面易結露等一些不足之處。而暗裝管道，既不影響室內美觀，又可以保護管道不受外力破壞。在暗裝管道過程中需注意，不要將管道接頭直接埋入墊層或墻壁內，否則出現漏水情況就很難補救。此外，還值得注意的是，為了有效避免住戶裝修時破壞給水管道，施工完畢后還應在敷設管槽內的給水支管位置做好標記。
2． 2 建筑排水系統常見故障及應對策略
1) 地漏的水封處理。《建筑給水排水設計規范》中對建筑排水系統的地漏水封深度做了明確規定: 其深度不得小于50 mm，目的就是為了防止有害氣體竄入室內，從而使室內環境遭受污染。因此，建議采用高水封進行地漏處理，以更好地滿足設計施工要求。
2) 排水塑料管道的噪聲。現如今，傳統的排水鑄鐵管已不能滿足要求，現在普遍使用的都是排水塑料管。然而，由于一些普通的塑料排水管嘈雜，住戶可以明顯感覺到水渠噪聲。因此，排水立管應遠離臥室和客廳，最好選擇一些先進的、新型的管材產品，比如可選擇芯層發泡UPVC 管道和UPVC 螺旋管，采用這兩種排水管道不僅能很好的達到降噪目的，還能提高住戶的生活質量。
3) 污水排水管道同層排放。廚房洗池引流管可以直接接入排水地板豎管，地漏不能位于廚房內。防水層設計的下沉式衛生間，排水橫管布置在這一層，是為了下方管堵塞和泄漏在這一層解決。此外，也可以選用后排水坐便器及多通道地漏，以減少下沉空間。
2． 3 建筑給排水設計中的節水節能措施
當今社會，對于建筑給排水的專業技術人員來說，要實現節水節能，就應在滿足住戶使用要求且不影響給排水系統正常運行的前提下，采用先進有效的技術措施，提高資源利用率。從狹義角度考慮節水節能也可以運用到建筑給排水的設計中，其措施如下:
1) 二次供水設備的選擇。應用變頻調速裝置，其工作原理是利用變頻器改變電機電源的頻率，使用無級調速控制泵的軟啟動過程，根據用水量的大小循環。
2) 熱水系統和管道。應采用立管在建筑排水熱水系統設計的循環或支管循環，并全面開展管道保溫，以盡量減少非使用的浪費。
3) 節水器具和器材的選用。a．推廣使用各種節水水龍頭，防止劣質水龍頭進入市場。b．為了保證使用后的節水效果，沖廁水箱可選用虹吸式馬桶和拉虹吸水箱或雙掣式沖廁節水水箱。c．推廣使用恒溫淋浴器，它可以通過調整形狀記憶合金的冷熱水，并立即恢復到原來的設定溫度。
4)充分利用雨水。雨水的利用，就是將建筑的屋面雨水、小區的道路雨水等收集起來，經過凈化處理之后，滿足水資源再利用的水質標準。與中水回收類似，雨水經過凈化處理之后，也可廣泛應用于小區景觀、沖洗廁所或城市綠化。有關雨水的回收及凈化處理，應根據雨水的來源、水量、水質以及回收標準等來決定。在小區道路雨水中，初期的COD 濃度較大，處理工藝復雜；但是屋面雨水的水質良好，徑流量大，更符合利用標準，其應用價值高于道路雨水。建筑屋面雨水的收集步驟為：a．利用導管，將屋面雨水引入地下，進入雨水沉砂池中。b．將沉砂池中沉積的雨水引入蓄水池，利用水泵引入雜用水蓄水池。c．將雨水經過加氯消毒之后，流入中水管道系統中。經大量應用實踐表明，雨水降落初期的污染較為嚴重，因此前幾分鐘的降雨應作為棄流處理。
關鍵詞：城市管網；給排水設計；優化措施
中圖分類號：K915文獻標識碼： A
引言:
隨著社會經濟的快速發展以及城市化進程的加快，我國的經濟不斷發展，并且人們的生活水平也逐漸提高，因此城市的規模也在不斷增大。建設經濟適用、安全可靠的給排水系統，對人們的生活越來越重要，因此在城市給排水工程規劃設計工作中，對于管網的優化十分的重要，具有很大的現實意義。優化管網設計，可以提高整個系統的合理布局性，增強給、排水的安全可靠性，減少在運行中的耗能，降低維護的費用，從而來提高給排水工程的經濟效益。
一、管網優化技術的重要性
1、管網優化的經濟效益
給排水管網建設是市政建設中主要的一部分，其建設費用在城市基礎設施建設中占有重要比重。合理優化給排水管網，從減少給水能耗，減少排水埋深等方面，減少工程投資，使其經濟效益最大化。
2、管網優化的社會效益
給排水管網建設，是保障企業和居民正常生產、生活的重要基礎設施，合理優化管網，充分考慮近遠期水量需求，做到近遠期管網合理鋪設，盡量避免停水、積水或路面重復開挖埋管影響出行等情況出現，從而保證社會效益的最大化。
二、城市給排水管網優化設計現狀
管網優化設計在國外始于二十世紀六十年代，但是在我國，對于管網設計優化設計的研究還比較的落后，但是隨著不斷的研究，管網優化技術在我國也不斷的發展。現今我國的管網優化技術已經從單一型的研究轉向復合型的研究，主要的研究方向有：第一，經典優化理論以及應用，分為：有線性規劃、非線性規劃、以及動態規劃法；第二，啟發式算法研究及其發展，主要有遺傳算法、以及人工神經網絡法；第三，多方法的優化，主要分為：模糊數學法、動態規劃與遺傳算相互結合的方法，以及與地理信息系統等計算機軟件之間的相互結合的方法。
隨著計算機網絡輔助技術的發展，管網優化的目前主要計算方法有：遺傳算法、人工神經網絡法、模擬算法以及蟻群算法等新型算法。并且相關的研究人員經過不斷的探索，開發了很多的可視化技術、集成GIS以及優化算法等多種管網優化軟件。管網優化的領域在不斷的擴展，主要涉及到的方面有：管網運行的可靠性與經濟性的優化、環狀管網、環狀與樹狀相互結合的混合式管網優化配置。
三、城市給排水管網優化設計
1、給排水管網優化的設計原則
城市的給排水工程是一項十分復雜的工程，因此必須要堅持以下原則：第一，必須能夠適應未來城市發展的需要，對給排水管網系統進行優化設計的時候，要結合城市的規劃，從而確定好城市近期或是遠期對于給排水系統的要求，從而來優化管網設計，合理的進行管網的布局；第二，對于優化設計的針對性必須要強，必須要能夠重點的解決城市的給排水網絡系統中存在問題，并且要結合現今城市給排水調查的現狀，對一些存在的問題深入的分析。并且一定要能夠提出相應的措施去解決問題；第三，利用優化設計方式，滿足供水的需求，從而來保證管網安全可靠，以降低成本以及消耗為主要目標，從而來增強實際的操作性；第四，加強對現狀管道的合理運用，充分的發揮起作用，避免拆卸重建，這樣會在很大程度上降低成本，提高應用的效率。
2、技術管網優化設計的方向
對于給排水管網優化的設計主要是指在一定的條件之下，水廠的規模以及位置都要確定好，通過建立管網優化模型以及使用時的模擬計算，從而來尋求投資少、耗能低并且安全性比較高的管網系統，對于管網系統，主要是包括：管網布置；管徑選擇；供水、匯水區域劃分及加壓站設置等設計方案。而給排水管網優化的主要任務有以下兩個方面。
2.1 管網優化布置
管網優化布置是指在管網優化設計的基礎之上，對管網進行合理的布置，管網布置的合理與否，直接影響著給排水系統的安全可靠和技術經濟合理，在管網的優化布置中，對于地形差異較大的地區與城市，給排水管網系統必須要進行合理的優化，應盡量利用地形地勢，少設或者不設置提升泵站，從而減少建設及運營費用，降低給排水系統的成本費用。
2.2 管徑優化設計
在管網中，每個管網中的管段管徑的大小，直接與管網系統的布局有著相應的影響，并且管徑優化設計必須要以最佳的管網布置方式為基礎，并且最后利用管網優化模型進行相應的求解。
3、工程規劃設計
給排水管網負擔著分配水資源，用水的輸送和水資源的儲存以及水量排放等重要功能，為城市龐大的人口群體提供和排放生活中必不可少的生活用水和生產中所需要的水量，所以可想而知，城市給排水管網的建設是一項重要而且十分龐大的工程，它所需要的建設投資相當大，運輸和運行能耗極高，施工方面也需要耗費相當的財力和人力，而且施工過程中還要嚴格遵守相關的規章制度和準則才能順利合格的完成，因此，城市中的公共水工程建設對給排水管網絡系統進行的優化和設計等一系列步驟是十分重要的，所以在城市的給排水管網建設中要有一套完整且科學的網絡優化才能更好的發揮城市給排水管網的功能，在城市給排水的巨大工程中，要有科學的規劃建設，因此在城市的給排水管網建設中，一般要采取以下系列步驟和措施。
3.1 在城市給排水管網的建設當中，要根據城市的具體情況，先實地考察，了解城市的基本地質和建設結構，根據人口密度的分布和水資源的分布，以及水資源的提供范圍，居民生活用水和生產用水量等客觀條件，制定相應和完整的可行方案及計劃，要充分了解城市近遠期合理的用水范圍，以《室外給水設計規范》和《室外排水設計規范》為原則和準則，在不違背法律和規范的情況下對城市用水的供排水范圍和用、排水量進行規劃，與城市的實際情況相結合，制定合理的規劃方案。
3.2 根據城市的實際地形和城市布局劃分生活用水的供水區和相應的排水匯水區域，布置合理的供排水體系，形成穩定可靠的供排水管道和相應的應急解決方案，以應對在城市正常供排水期間面對突如其來的各種問題和狀況。建立穩定的系統的城市給排水管網絡數據庫，可以以計算機等科技手段進行科學的分析和控制，形成系統的給排水數據庫，在相對較大的城市當中給排水系統尤為復雜，大城市的供水系統網絡不同于小城市的供水網絡體系，所以面對大城市的給排水管網建設要更為注意結構的合理性和布局的合理性。
3.3 在計劃建造給排水管網當中，可以設計給排水管網絡模型，設定其中給排水管網絡的模型的目標函數和約束條件。根據全局的布局進行給排水管網絡的優化，運用現代科技和手段進行給排水管網模擬，通過計算非線性規劃模手斷進行線性規劃模擬，有效合理的使全局的給排水管網絡優化。對規劃出的系統給排水管網方案進行科學嚴謹的分析和總結，利用科學有效的方法進行處理，制定出最為合理的給排水管網絡方案。
3.4、計算機輔助設計系統
城市給排水設計和其自身的設計以及道路設計緊密相連，不過在還沒施工前都是按照圖紙進行設計的人工算計，一般是道路設計人員先把道路設計完畢，再把設計材料和道路設計效果遞送給排水設計人員來實現給排水設計。針對協助的道路電腦協助設計體系，道路材料能夠直接傳遞給排水設計人員，使道路以及給排水體系設計程序為一整體。關鍵是明確城市道路和給排水的聯系，第一要制定一個核心線，管道網絡和檢測井部署大多順著道路核心線，運用此體系的道路設計性能能夠做出道路核心線經過實體轉變把緣由的道路核心線轉變成給排水體系需要的曲線段，之后給道路核心線設置標號。
四、淺談城市給排水管網優化設計的發展
由于實際給排水管網具有很大的復雜性，并且給排水管網優化設計屬于一種大型且多元多約束的工程，具有很多復雜的非線性系統工程問題。因此對于給排水網改造的工作是一項十分困難的項目，雖然經過相關人員理論和實踐相結合的研究，并且取得了一定的研究成果，同時做到了創新與突破，但是要想完全解決這個難題，對于現階段我國來說，仍有一些工作有待進一步深入研究。對于給排水管網的優化設計可以利用遺傳算法方式進行相應的計算，但是其中也存在著問題，比如該如何加快收斂的速度以及效果，怎樣利用管網水利計算本身的特點來確定約束的條件，并且對一些存在問題的成果進行相應的改正。
對于給排水管網的擴建是逐步建成的，必須要對其進行完整的規劃，才能夠保證工程順利的進行，要對施工過程進行策劃，比如哪些部分需要先建，哪些部分需要后建。并且要對改建之后的規劃進行設計，對長遠的目標進行策劃，一定要兼顧遠期發展規劃的目標，做到統籌兼顧。因此，必須將管網的經濟性作為主要目標函數，將其他的因素作為約束的條件，從而來建立使用度函數，以此來對個體的適應度進行評價，這樣的結果會使給排水安全性不夠完善。所以必須要根據工程的實際情況來對遺傳的算法計算的結果進行相應的修正，在經濟以及安全至上尋求一個平衡點，從而來做到管網的優化設計。
五、結束語:
現今社會飛速的發展，城市化進程加快，人們對于給排水量需求逐漸增大，城市給排水網對于城市的建設來說十分重要。但是現今的城市給排水管網存在很大的問題，必須要對城市給排水管網進行相應的優化設計，才能夠真正的保證城市供排水的安全可靠，促進城市的穩定發展。城市給排水管網的優化設計具有很強的經濟效益以及社會效益。
參考文獻:
[1]高樹元.解決城市給排水建設面臨問題的對策與設計措施[J].科技風.2010(13)：78.
【關鍵詞】給排水管線；管線設計；工藝分析
前言
隨著我國經濟發展速度越來越快，城市的現代化進程也越來越快，市政工程的建設數量也越來越多，從而給排水管線就越來越多，使城市中的管線縱橫交錯，因此就需要對給排水管線進行科學而高效的設計。同時，由于城市民居較多，居民比較密集，給排水管線的施工時會造成較大不良影響。所以，在施工時就應該設計出較為簡潔的管線布局，盡量讓施工周期縮短，還要盡量利用原有管線，減少二次開挖和二次建造。因此就需要在給排水管線施工前，對所有的既有管線的布局和整個城市的管線進行分析，從而設計出一套合理的施工方案。其中就需要設計管線的布局和管線的具體埋設施工措施，需要特別注意的是，在施工時就保障管線設備的質量。
一、分析市政給排水管線設計的現狀
實際市政給排水管線設計確實缺乏一定的優化性，由于管線設計不到位，致使市政給排水施工處于消極狀態，通過分析市政給排水管線設計的現狀，可以發現其存在以下問題。第一，污水管缺乏完善性，市政污水管基本屬于表面工程，嚴重缺乏技術保障和科技指導，導致污水管附近形成嚴重的環境污染，嚴重部分甚至導致污水管直接暴露于地表、生活污水順勢流到地表，再加上污水管堵塞的問題越來越嚴重，降低污水管的整體效益，造成一定程度的生活干擾；第二，給排水管線獨立性強，不能與其他市政工程和諧相處，例如：某城市給排水位于內河附近，受內河“北南”的影響，給排水管線設計始終不能平衡城市職能，無法實現給排水、防洪、調度的綜合存在，既干擾給排水的工程實現，又會對內河和城市運行產生一定的影響；第三，管線設計受多項外界因素影響，例如：給排水管線與城市道路的矛盾設計，道路建設是市政工程的重點，建設速度快，實質給排水需與城市道路處于相互容納的位置，但是管線往往受編制影響，設計較慢，施工時，諸多地點被已經投入運營的道路制約，被迫面臨修改，無法達到管線設計的標準；第四，雨水管缺乏規范性，部分市政給排水管線中的雨水管設計，不符合排水實際，不能滿足雨季大流量的需求，造成路面積水。
二、市政給排水管線優化設計的策略
結合市政給排水管線設計的實際情況，重點分析其中存在的問題，提出優化設計的具體策略，如下：
2.1 區域性規劃管線設計區域性的設計策略，屬于優化管線設計的有效途徑，著實提高給排水管線的規劃應用。綜合考量區域性內容，提出優化管線設計的策略：
2.1.1 供水與給水的平衡設計受地區分布影響，不同地區的水質存在差異，特別是水質不均勻，嚴重影響到管線設計的合理性，重點進行供水、給水的平衡設計，優化管線設計，提高水資源的分配能力，所以在管線優化設計策略研究中，添加平衡因素，用于維持城市水資源持續發展的狀態。首先，預測需水量，為管線設計提供參數標準；然后綜合考量給排水管路的水量分配，包括生活用水和工業用水，達到城市生態發展的標準；最后重點規劃工業方面的給排水管線，發揮指標、產值優勢，完善工業給排水的管線設計。
2.1.2 管線的防洪規劃防洪管線是市政給排水管線設計的一部分，防洪管線的設計具有一定的區域性原則，不同地區遭遇洪澇災害的機率和程度大不相同，必須加強防洪規劃，確保其與城市發展的相符性。在防洪規劃中，充分利用“暴雨公式”，合理銜接排水、排洪，綜合考慮防洪規模，例如：地面防洪規劃，需要深入全抬高理念，合理利用雨水泵，但是在山區地區，必須加強內洪的管線建設，可以全部使用全抬高設計，科學實現抽水、排水。
2.2 細化給排水的管線設計針對市政給排水的管線設計，實行細化策略，有助于實現管線設計的優化處理，主要在污水管和雨水管設計兩方面進行細致優化。（1）利用新技術處理污水管，規劃整體污水項目。例如：生物技術的應用可實現污水改良，發揮管線設計優勢，生物技術主要是利用含活性特點的藻類，發揮生物作用，吸收污水內的污染物質。在好氧的條件下，進行一定程度的凈化，吸附并沉淀污染物，降低污水的污染能力。（2）在雨水管設計內，不僅要遵循城市地區的硬性要求，還需平衡雨水量，加強雨水利用。采用載留或滲透的方式，處理雨水，避免雨水大面積進入下水道，由此可以將雨水資源，儲存到地下水位較深的地方，有效降低雨水負荷影響。目前，雨水管設計逐漸引進補給思想，即：貯存雨水，實行優化處理后，實現二次利用，根據地區城市的特性，構建相對應的貯存系統，合理使用管線設計。
2.3 規范管線設計的預制和安裝環節預制、安裝在管線優化設計中，明確給排水系統管線設計的優化目標。為提高管線設計的優化水平，規劃預制和安裝的具體措施。第一，預制過程中，注重工藝設計，尤其是切割工藝，保障預制工藝的完善性，合理選擇施工材料。例如：根據預制管線的實際需要，購進新型材料，評價新型材料的質量，必須要符合管線施工實際，規劃設計內容，支持管線預制的進行。第二，安裝屬于市政給排水管線優化設計的最終環節，利用實踐實現優化設計，嚴格遵循管線安裝的條件，完善管線交接。在管線施工的放線、挖溝、密封方面，進行著重設計，其關系到管線安裝的效益性，系統處理好安裝工作，展示管線設計的實際價值，確保給排水管線設計實施的安全性和穩定性。最終實現預制、安裝實現管線的優化設計，體現實質的優化策略。
三、市政給排水管線優化設計的發展
近幾年，市政工程提高對給排水管線優化設計的重視度，推進管線發展，提升管線設計的優化能力。結合給排水管線優化設計的實際情況，提出科學的發展方向。如：（1）積極運用科學技術，大力發展技術支持，推進管線優化設計朝向科學性的方向發展，提高管線設計的科技含量，確保穩定性，避免管線設計不到位；（2）利用試驗的方式，檢測管線設計是否具備優化特性，針對每一項管線設計，提前進行試驗研究，約束管線設計的發展，同時引導管線設計的實踐方向，通過試驗發現管線設計過程中的不良現象，避免工程返工。利用優化的策略，完善管線設計，保障市政給排水工程的實際性，提高市政給排水工程的社會地位，提升管線優化設計的價值水平。
四、結束語
市政給排水管線設計的優化策略，必須符合工程實際，既可以體現效益、價值的作用，又可以展示管線設計的穩定結構。管線的優化設計，有利于提高給排水系統的運行質量，完善城市用水與排水，進而提升水利資源的分配水平。利用科學的設計方式，合理規劃給排水管線位置，明確管線的整體思想，促使管線設計，在給排水工程中，體現獨特優勢。
參考文獻：