建筑给水排水系统优化设计浅析

2015-04-15吕德玉宿迁市新筑艺建筑设计有限公司

精品 2015年11期

关键词：水箱热水市政

□ 吕德玉宿迁市新筑艺建筑设计有限公司

建筑给水排水系统优化设计浅析

□ 吕德玉宿迁市新筑艺建筑设计有限公司

［导读］本文对建筑给排水系统设计过程中的给水、排水、消防、热水的优化措施展开了分析，仅供参考。

建筑给排水工程设计是一项繁复的系统工作，不论是对就项目的改造还是对新建工程的设计，都需要对整个工程进行系统的分析，以得出各项数据和方案供建设单位选择，提高决策的科学性和可行性。

1 对建筑给排水系统环境的分析

进行工程设计前期，对给排水系统环境的分析，有助于方案的确定和顺利实现，如建设方的想法、各个管理部门的批文、水文地质、降雨等资料。给水资料应包含市政给水接入点位置、给水压值、标高、管径等，排水资料应包含市政给水接入点位置、排向、标高、管径、流制、化粪池等，其中雨水管道应考虑江河水位影响。

2 进行建筑给排水系统的构建

排水系统的构件不仅要设计系统方案，还要对系统方案进行优化，使排水系统能够与整个系统达到统一。下面是构建排水系统的常用方法：（1）规范化方法。这种方法比较适合较为成熟的系统，目前建筑给排水已经比较完善了，对于那些常见的建筑类型存在了规律性的做法，只要按照流程进行，将数据加入到模型中就可以形成系统的总体结构。（2）论证法。相比规范化方法，论证法适合发展成熟并出现新方法或是多种方案的系统。这种方法需要搜集数据进行论证，并多人参与讨论，其优点是集思广益，会有更好的新方案出现。（3）试探法。试探法适合大型的、复杂的新系统，方案设计主要决定于工程师的经验和专业素质。对多种方案进行研究和论证，选出最佳方案。

3 对给水系统设计的优化

对给水系统技术、管理、节能等方面进行优化，以达到高节能、经济合理、方便管理的设计要求。在优化给水系统设计的过程中，最重要的是确定给水系统和给水方式，目前国内常用的多层和高层给水系统有：（a）市政水源→水池→加压泵→高位水箱→用户；（b）市政水源→水池→加压泵→气压罐→用户；（c）市政水源→水池→变频调速加压泵→用户；（d）市政水源→无负压供水设备（叠压供水设备）→用户。现在新发展的系统有两种：（e）市政水源→水池→全流量高效变频调速给水设备（带气压罐）→用户；（f）市政水源→二次供水前置设备→全流量高效变频调速给水设备（带气压罐）→用户。

优化设计中，应考虑建筑的使用功能和需求，在选择适合本工程给水系统的基础上，选择更为新型给水方式。

4 对排水系统设计的优化

4.1 污水系统

排水系统优化的目的，是稳定排水管道内的气压、方便维修、维护室内卫生、经济性较高。室内生活排水系统一般采取污、废分流制或是污、废合流制。实际上，污、废分流的污水处理效果更好些，并且对节约水资源具有显著的效果。

优化污水排水系统设计的关键在于：1）通气管的设置。根据通气方式不同，建筑排水系统可分为伸顶通气排水系统、双立管排水系统、环形通气排水系统和器具通气排水系统四种。一般情况下，双立管排水系统更成熟些，其排水能力强，噪声小；2）排水管材的选择。塑料管虽然价格低、水流阻力小，但是水流噪声大。对于环境要求较高的场所，要采用柔性接口离心铸造的排水铸铁管。

4.2 雨水系统

根据设计流态，雨水排放系统可以分为重力流雨水系统和虹吸式雨水排放系统。选择何种雨水排放系统，要结合建筑的类型、生产生活需求等条件进行综合筛选。

优化设计中，在重现期取值上，两种雨水系统存在差别。重力流排水系统可以增大雨水重现期，但是虹吸雨水系统不一定，要决定于在设计中采用大重现期值的大小；在雨水排放系统设计过程中，主要考虑雨水渗透问题，将贮蓄排相结合，将存储的雨水进行再利用，以人工的方式，将系统循环和自然循环结合起来，以符合“零排放”的概念。

4.3 消防系统

消防系统设计的重点在于突出灭火性能，设计的原则要符合安全性、实用性、可靠性以及经济性。在给水方式上，底层建筑的消防系统采用一次供水方式。当建筑高度小于100m时，对建筑采取不分区给水方式或分区并联加压给水方式，当建筑高度超出100m时，则要采用并联加压给水方式。1）一次加压减压给水方式。当消防水泵的压力小于2.5MPa时，竖向分区可采用一次加压减压阀减压的供水方式。水泵根据高区所需的消防工况选型，低区由减压阀减压至所需工作压力。种供水方式具有经济性高、管理方便、系统简单等优点；2）高位水箱重力给水方式。除最高几层消火栓系统和自喷系统，其他楼层都采用屋顶水箱重力供水。为了确保消防用水量充足，可采用两路供水系统。

设计优化应考虑到：1）减压水箱、转输水箱的容积问题。通常是选取18m³规格的高位消防水箱。但是减压水箱、转输水箱与18m³的屋顶水箱在性质上存在很大的差异，前者是必备设施，而后者是加强系统的措施。减压水箱的储存量要以10min的消防用水量为准，转输水箱作为接力水箱，其容积由其在灭火系统中的作用和地位而定；2）报警阀的设置。在自动喷水灭火系统中，报警阀是必不可少的。不同类型的报警阀具有不同的作用：第一，湿式与干式报警阀，其作用是报警水流驱动水力警铃和压力开关进行报警；第二，雨淋报警阀，其作用是接通或关断向配水管道的供水。

4.4 热水系统

对于热水系统的设计，最主要的是保证水温、水压以及水量能够稳定，以符合舒适性和供水可靠性的要求。目前运用最广泛的热水系统是太阳能热水系统和热泵热水系统。太阳能系统需要设置辅助热源，可以是电热水器、天然气等。热泵热水工作原理和空调机的采暖原理相似。

设计优化应注意：1）热源的选择。热源在热水系统中占有重要的地位，其对系统的节能效果有直接的影响作用，因为生活热水系统的供热和空调系统制冷机的大量散热都可以作为热源的选择；2）设计参数的选取。太阳能集热系统和热水供应系统要选择不同的热水定额，前者的热水定额根据平均日用水量而定，后者则要按照最高日用水量而定；3）冷热水压力平衡。热水系统和冷水系统的分区一致才能保证冷热水压力平衡，这样才能达到节能节水的效果；4）管网热损失的控制。导致集中热水系统运行费用较高的主要原因是热水管网的散热量大，为了缩短供回水管道长度，可以对供水管网进行优化设置。