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探討建筑給水排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計
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摘要:經(jīng)濟發(fā)展和社會的進步,推進人們的生活水平和質(zhì)量不斷的提高,所以人們對于住宅的要求更加高,而在住宅建筑中,給水排水方面的設(shè)計以及管道的規(guī)劃和設(shè)計都是十分重要的問題,對于人們的正行生活都有較大的影響。針對住宅建筑中的給水和排水的問題,本文對管道的規(guī)劃設(shè)計進行了總結(jié)和分析。
關(guān)鍵詞:給水排水;優(yōu)化
一、引言
最近幾年,建筑給排水系統(tǒng)的施工技術(shù)和質(zhì)量越來越受到人們的重視,這不僅是由于給排水直接關(guān)系到人們的生活,城市化迅速發(fā)展,城市污水排放系統(tǒng)壓力過大也是重要的原因。經(jīng)過多年的建筑工程給排水管道的施工研究,必須十分重視管道施工的質(zhì)量,這是保證人們生活中供水和排水問題的主要措施,同時也能不斷的改善人們的生活質(zhì)量。
二、針對住宅建筑給水設(shè)計問題的思考
在建筑中給水系統(tǒng)是很重要的,要完善給水系統(tǒng),首要的要選擇給水管材,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們對環(huán)保和節(jié)能的意識增強,因此目前管材的選擇更多的是采用非金屬管材。另外,在管材選擇中,禁止使用 PVC 系列管材,這是因為該材料的主要成分是聚氯乙烯,而聚氯乙烯材料已經(jīng)被明確的限制使用。而塑料管PP-R(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、鋁塑復(fù)合管系列的管材,到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)對人體有副作用。另外, PEX 管具是最近出現(xiàn)的新型環(huán)保材料,具有金屬管材和塑料管材不具備的性能,被廣泛的引入到管道設(shè)計中。
在給水支管的設(shè)計中,如何進行敷設(shè)是很重要的,敷設(shè)的方式對日后的住房使用舒適程度有很大的影響。如何實現(xiàn)實用和美觀兩方面的要求對于設(shè)計人員是很大的考驗,因為給水系統(tǒng)并沒有固定的形式,設(shè)計的過程中需要根據(jù)用戶的要求同時結(jié)合實際的室外給水情況來設(shè)計,在設(shè)計的過程中必須充分的考慮到技術(shù)和經(jīng)濟情況,設(shè)計的原則是節(jié)能同時便于管理。
如果住宅中存在兩個及以上的衛(wèi)生間,而管道的線路是需要穿過房間的,那么對橫管的敷設(shè)就最好安排在樓板墊層中,樓板降低7~10cm,樓板墊層使用渣或細石混凝土。
當前,很多住宅中都安排了一個廚房和兩個衛(wèi)生間,甚至有的住宅中有三個或者四個衛(wèi)生間,而且廚房和衛(wèi)生間以及陽臺的用水為止很分散。分戶支管至用水點的管道如果是從室內(nèi)樓板走,那么就需要在室內(nèi)進行吊頂,同時管壁還需要進行防結(jié)露處理,這樣就給住戶在房屋裝修過程中帶來很多都的不方便,因為很少有住戶愿意設(shè)置吊頂。所以給水支管最好設(shè)置在樓(地)面的找平層或沿墻敷設(shè)在管槽內(nèi),而且給水支管的外徑要小于25 mm。實際上,如果將兩個或者多個用水點的管道串聯(lián),那么外徑必然會超過25 mm,所以要滿足施工中的相關(guān)規(guī)范要求,在水支管入施工之后就要連接分水器,分水器安裝在衛(wèi)生間或者是廚房的墻內(nèi),那么管外徑均可控制在 25mm 以下。但是也要注意,在分水器的位置處應(yīng)該進行明顯的標記,防止裝修破壞管道。
在所有的施工結(jié)束之前,必須考慮水表的安裝位置,當前實行一戶一表是節(jié)約用水的手段,所以現(xiàn)在的住宅設(shè)計中在樓梯間管道內(nèi)有專門的水表管道,居民的冷熱水表都安裝在這里面,這樣方便管理,同時也可以根據(jù)用戶實際的用水量收費,促進居民節(jié)約用水,因此在設(shè)計的過程中,設(shè)計人員也應(yīng)該堅持經(jīng)濟合理和適用懂得原則設(shè)計計量方式,從而滿足業(yè)主的需求。如果住宅建筑位處北方相對寒冷的地區(qū),那么水表井就不能安裝在外墻中,而是應(yīng)該安裝在內(nèi)墻中,而且井內(nèi)管道都要實施50 mm 的超細玻璃棉保溫處理,避免凍結(jié)和凍裂。很多住宅的廚房與衛(wèi)生間是相鄰的,如果是住宅有二個衛(wèi)生間,那么對于衛(wèi)生間之間和廚房與衛(wèi)生間之間的管道連接就要進行科學的設(shè)計,設(shè)計人員要很好的考慮用戶的需求,讓管道更多的從公用走道以及墻邊進行敷設(shè),防止橫穿臥室等房間,方便業(yè)主以后的裝修何維修工作。
三、給水排水管網(wǎng)優(yōu)化措施
通常來說,管道的優(yōu)化和設(shè)計更多的是對某一段管道的設(shè)計和優(yōu)化,因此當確定了流量之后,就必須在滿足設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上對管徑和坡度的組合進行選擇,最終獲得的方案應(yīng)該是管材費用與數(shù)設(shè)費用的平衡。但是這些都是設(shè)計流量過程中的優(yōu)化,在全部的排水給水管網(wǎng)中,優(yōu)化設(shè)計的舉措必須是全方位多角度的進行。
1. Dijkstra算法改進優(yōu)化設(shè)計。事實上,要優(yōu)化給水排水管網(wǎng),就是找到一個污水廠作為節(jié)點的最小費用,讓后在此基礎(chǔ)上形成樹,Dijkstra算法是最有效的構(gòu)成樹的方式。由于給水排水優(yōu)化過程中會形成很多的樹的權(quán)值,這些數(shù)值與管道的流量、管道的深度、以及管道的長度都有十分密切的聯(lián)系,隨著這些因素的變化而發(fā)展,所以在應(yīng)用的過程中就要通過變權(quán)值Dijkstra算法來計算。現(xiàn)在的管網(wǎng)平面布局的優(yōu)化方式通常是采用有向圖的方法,這一方法就是在進行優(yōu)化之前將網(wǎng)絡(luò)各個方向的網(wǎng)絡(luò)進行指定,但是水流的方向開始并不是確定的,所以樹的生長方向并不一定代表水流的方向,所以通過這種方法進行優(yōu)化管網(wǎng)的準確性有待提高。也正是因為這些原因,在無向圖的變權(quán)值Dijkstra算法基礎(chǔ)上進行管網(wǎng)的優(yōu)化需要不斷的改進Dijkstra算法,在改進的過程中對樹的生長過程進行了綜合的考察,對樹的權(quán)值變化進行了研究,通過各種條件的約束,最終獲得最準確的答案。實際上,算法的根本是最小費用樹的深度優(yōu)化算法,俗稱瞎子爬山法。這種算法在計算的過程中不需要太多的數(shù)據(jù)和信息,計算過程中速度更快,對于單因素、單極值的情況非常有效。
2.2 管線平面優(yōu)化設(shè)計。對于給水排水管網(wǎng)的布置,需要遵守最小化工程量的原則,這一原則要求水流保持通暢的同時最大程度的節(jié)約能量。可以說對于這種優(yōu)化,要達到最終合理和經(jīng)濟的目的,最重要的就是正確的定線。而在定線的過程中需要嚴格遵守下列原則:干管支管的設(shè)計要盡可能的設(shè)計成為直線,避免拐彎,同時在定線中利用好地勢,讓污水的排放受到重力的影響而進入污水廠;管網(wǎng)設(shè)計要降低管道埋藏深度;管道設(shè)置途中最大化減少提升泵站的設(shè)置。
2.3 環(huán)剛度的優(yōu)化選擇。在管網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化過程中,環(huán)剛度負責體現(xiàn)塑料埋地排水管對于外部荷載的承受能力,是保證塑料埋地排水管受到外壓負載影響的情況下,仍然能夠安全的進行工作,這其中就離不開環(huán)剛度的設(shè)計。如果剛度太小,那么管材就容易出現(xiàn)變形或者因為壓屈失穩(wěn)而受到破壞。但是如果剛度太高,那么就需要采用過大的截面慣性矩,這樣就會導(dǎo)致材料使用量增加,提高了成本。而且外壓負載比較復(fù)雜,主要是由土壤重量和地面產(chǎn)生的靜負載,以及運輸車輛經(jīng)過時產(chǎn)生的動負載組成,同時,塑料埋地排水管在承受荷載重壓的時候原理也很復(fù)雜,這是由于塑料管過于柔軟的,很容易受到外壓負載下管材以及外部土壤的影響的原因。因此,環(huán)剛度的選擇不只是要根據(jù)外壓負載來決定,也要根據(jù)周圍的土壤情況來決定。
四、結(jié)束語
給排水系統(tǒng)是整個建筑系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)造,建筑排水雖然看似很容易,但是與建筑物的使用密不可分,如果在給排水系統(tǒng)中出現(xiàn)問題和紕漏,那么就會給建筑工程造成影響,因此,在施工中,要重視給排水管道施工技術(shù)。同時住宅給水排水系統(tǒng)關(guān)系到人們的生活質(zhì)量,必須加以重視,因此,在給水排水系統(tǒng)的設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)該更多的從技術(shù)、安全和經(jīng)濟各個方面進行考慮,在實踐中尋求最佳的方案,推進住宅設(shè)計水平的不斷提高。
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