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探讨建筑给水排水管网规划设计
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摘要：经济发展和社会的进步，推进人们的生活水平和质量不断的提高，所以人们对于住宅的要求更加高，而在住宅建筑中，给水排水方面的设计以及管道的规划和设计都是十分重要的问题，对于人们的正行生活都有较大的影响。针对住宅建筑中的给水和排水的问题，本文对管道的规划设计进行了总结和分析。
关键词：给水排水;优化
一、引言
最近几年，建筑给排水系统的施工技术和质量越来越受到人们的重视，这不仅是由于给排水直接关系到人们的生活，城市化迅速发展，城市污水排放系统压力过大也是重要的原因。经过多年的建筑工程给排水管道的施工研究，必须十分重视管道施工的质量，这是保证人们生活中供水和排水问题的主要措施，同时也能不断的改善人们的生活质量。
二、针对住宅建筑给水设计问题的思考
在建筑中给水系统是很重要的，要完善给水系统，首要的要选择给水管材，随着经济的发展，人们对环保和节能的意识增强，因此目前管材的选择更多的是采用非金属管材。另外，在管材选择中，禁止使用 PVC 系列管材，这是因为该材料的主要成分是聚氯乙烯，而聚氯乙烯材料已经被明确的限制使用。而塑料管PP-R(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、铝塑复合管系列的管材，到目前为止尚未发现对人体有副作用。另外， PEX 管具是最近出现的新型环保材料，具有金属管材和塑料管材不具备的性能，被广泛的引入到管道设计中。
在给水支管的设计中，如何进行敷设是很重要的，敷设的方式对日后的住房使用舒适程度有很大的影响。如何实现实用和美观两方面的要求对于设计人员是很大的考验，因为给水系统并没有固定的形式，设计的过程中需要根据用户的要求同时结合实际的室外给水情况来设计，在设计的过程中必须充分的考虑到技术和经济情况，设计的原则是节能同时便于管理。
如果住宅中存在两个及以上的卫生间，而管道的线路是需要穿过房间的，那么对横管的敷设就最好安排在楼板垫层中，楼板降低7～10cm，楼板垫层使用渣或细石混凝土。
当前，很多住宅中都安排了一个厨房和两个卫生间，甚至有的住宅中有三个或者四个卫生间，而且厨房和卫生间以及阳台的用水为止很分散。分户支管至用水点的管道如果是从室内楼板走，那么就需要在室内进行吊顶，同时管壁还需要进行防结露处理，这样就给住户在房屋装修过程中带来很多都的不方便，因为很少有住户愿意设置吊顶。所以给水支管最好设置在楼(地)面的找平层或沿墙敷设在管槽内，而且给水支管的外径要小于25 mm。实际上，如果将两个或者多个用水点的管道串联，那么外径必然会超过25 mm，所以要满足施工中的相关规范要求，在水支管入施工之后就要连接分水器，分水器安装在卫生间或者是厨房的墙内，那么管外径均可控制在 25mm 以下。但是也要注意，在分水器的位置处应该进行明显的标记，防止装修破坏管道。
在所有的施工结束之前，必须考虑水表的安装位置，当前实行一户一表是节约用水的手段，所以现在的住宅设计中在楼梯间管道内有专门的水表管道，居民的冷热水表都安装在这里面，这样方便管理，同时也可以根据用户实际的用水量收费，促进居民节约用水，因此在设计的过程中，设计人员也应该坚持经济合理和适用懂得原则设计计量方式，从而满足业主的需求。如果住宅建筑位处北方相对寒冷的地区，那么水表井就不能安装在外墙中，而是应该安装在内墙中，而且井内管道都要实施50 mm 的超细玻璃棉保温处理，避免冻结和冻裂。很多住宅的厨房与卫生间是相邻的，如果是住宅有二个卫生间，那么对于卫生间之间和厨房与卫生间之间的管道连接就要进行科学的设计，设计人员要很好的考虑用户的需求，让管道更多的从公用走道以及墙边进行敷设，防止横穿卧室等房间，方便业主以后的装修何维修工作。
三、给水排水管网优化措施
通常来说，管道的优化和设计更多的是对某一段管道的设计和优化，因此当确定了流量之后，就必须在满足设计要求和相关规范的基础上对管径和坡度的组合进行选择，最终获得的方案应该是管材费用与数设费用的平衡。但是这些都是设计流量过程中的优化，在全部的排水给水管网中，优化设计的举措必须是全方位多角度的进行。
1. Dijkstra算法改进优化设计。事实上，要优化给水排水管网，就是找到一个污水厂作为节点的最小费用，让后在此基础上形成树，Dijkstra算法是最有效的构成树的方式。由于给水排水优化过程中会形成很多的树的权值，这些数值与管道的流量、管道的深度、以及管道的长度都有十分密切的联系，随着这些因素的变化而发展，所以在应用的过程中就要通过变权值Dijkstra算法来计算。现在的管网平面布局的优化方式通常是采用有向图的方法,这一方法就是在进行优化之前将网络各个方向的网络进行指定，但是水流的方向开始并不是确定的，所以树的生长方向并不一定代表水流的方向，所以通过这种方法进行优化管网的准确性有待提高。也正是因为这些原因，在无向图的变权值Dijkstra算法基础上进行管网的优化需要不断的改进Dijkstra算法，在改进的过程中对树的生长过程进行了综合的考察，对树的权值变化进行了研究，通过各种条件的约束，最终获得最准确的答案。实际上，算法的根本是最小费用树的深度优化算法，俗称瞎子爬山法。这种算法在计算的过程中不需要太多的数据和信息，计算过程中速度更快，对于单因素、单极值的情况非常有效。
2.2 管线平面优化设计。对于给水排水管网的布置，需要遵守最小化工程量的原则，这一原则要求水流保持通畅的同时最大程度的节约能量。可以说对于这种优化，要达到最终合理和经济的目的，最重要的就是正确的定线。而在定线的过程中需要严格遵守下列原则：干管支管的设计要尽可能的设计成为直线，避免拐弯，同时在定线中利用好地势，让污水的排放受到重力的影响而进入污水厂;管网设计要降低管道埋藏深度;管道设置途中最大化减少提升泵站的设置。
2.3 环刚度的优化选择。在管网规划优化过程中，环刚度负责体现塑料埋地排水管对于外部荷载的承受能力，是保证塑料埋地排水管受到外压负载影响的情况下，仍然能够安全的进行工作，这其中就离不开环刚度的设计。如果刚度太小，那么管材就容易出现变形或者因为压屈失稳而受到破坏。但是如果刚度太高，那么就需要采用过大的截面惯性矩,这样就会导致材料使用量增加，提高了成本。而且外压负载比较复杂,主要是由土壤重量和地面产生的静负载,以及运输车辆经过时产生的动负载组成，同时，塑料埋地排水管在承受荷载重压的时候原理也很复杂，这是由于塑料管过于柔软的，很容易受到外压负载下管材以及外部土壤的影响的原因。因此，环刚度的选择不只是要根据外压负载来决定，也要根据周围的土壤情况来决定。
四、结束语
给排水系统是整个建筑系统的关键构造，建筑排水虽然看似很容易，但是与建筑物的使用密不可分，如果在给排水系统中出现问题和纰漏，那么就会给建筑工程造成影响，因此，在施工中，要重视给排水管道施工技术。同时住宅给水排水系统关系到人们的生活质量，必须加以重视，因此，在给水排水系统的设计中，设计人员应该更多的从技术、安全和经济各个方面进行考虑，在实践中寻求最佳的方案，推进住宅设计水平的不断提高。
参考文献
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