郑振华
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摘要：建筑排水设计从实质上来讲，是一种系统的设计。目前业内关于建筑排水设计理论及其优化设计的文献并不多，对其有关优化设计的问题的总结也不常见，更多的是对具体系统的最优化方法的研究。本论文首先对排水系统的优化进行一般性探讨。之后深入研究建筑排水系统的优化设计，在此基础上从系统可靠性角度探讨如何优化系统设计，进行方案优化设计分析，以供在设计中参考，解决建筑工程中的排水问题，选择最优方案。
关键词：建筑；排水；优化
前言：建筑排水工程发展至今，正逐渐成为一门相对独立的工程学科，其所涵盖的内容越来越广，包含的系统越来越复杂。如何使建筑排水工程设计优化，是设计者经常面临的问题。关于建筑排水工程的优化，现状是依赖于过往经验的总结，但人们的经验是有限的，随着经济建设中，大体量、多功能、超高层建筑的出现，对建筑排水设计提出了新的要求。
1.排水系统工程中的困难与挑战
随着社会经济的发展，我们需面对的问题越来越复杂，问题所处的环境也越来越复杂，相应产生了大规模、复杂系统。运用排水系统工程理论，解决大规模、复杂系统问题时，我们需要综合考虑以下几个问题：
多方面考虑和相互关系：一个排水系统工程，参与方往往不是一两个，对于大规模复杂系统，参与方之间的关系往往错综复杂，需统筹兼顾各方关系，综合各方意见。
多价值判断：对大规模问题或设计问题，由于参与方众多，而参与方都有自己的利益诉求，并都想将其利益诉求得到最大化体现，难免会出现利益诉求相冲突的状况，在解决建筑工程排水系统问题时，如何协调好各方利益诉求，进行价值判断是一项艰巨的工作。
多学科的知识：对于建筑工程排水系统复杂的问题，不仅要考虑问题的细节，还要调查研究周围环境的相关因素。众所周知，建筑工程排水系统工程是一项综合性学科，所涉及的学科知识较多，各门系统工程专业不仅需要综合专业特有的学科基础外，还需涉及本学科之外的其他学科。系统越庞大、越复杂，其综合的知识越多，对知识和能力完整性的要求越高[1]。为处理好被处理系统工程的学科之间的接口，跨学科、跨专业的综合复合型知识储备对人才的要求越来越高。
原理、实践和前景级别的知识：原理知识表示在新情况和无结构环境中所用到知识的形式问题求解方法；实践知识表示所累积的才智和经验，它们已导致良好结构问题标准运行策略的开发；前景知识表示有关未来方向和所考虑技术领域现实所持的看法。任何一门技术学科发展到一定的阶段，会形成相应的经验的累积，并在实践过程中
产生新技术、新方向，作为建筑工程排水系统工程工作人员，需积极吸取并学习专家经验，并时刻跟踪行业动态。
难以预见的未来事件的风险和不确定性：信息瞬间万变，事物所处的环境时刻变化着，外界信息的不断输入，给建筑工程排水系统造成的不确定性因素增多；此外，排水系统内部各子系统之间以及各事件主体也存在很大的不确定性。庞大复杂的排水系统，人们无法一眼了解系统的全部，难以预见的未来风险及不确定性增大。
以上这些问题，是建筑工程排水系统工程本身遇到的挑战，是我们在解决建筑工程排水系统问题过程中需要注意和重点解决的问题。
2.解决建筑工程排水系统优化方法概述
2.1建筑工程中排水管网的优化方法
水管网的优化目标是以设计规范要求以及流速和管径的不等式约束条件，实现管段流量和节点水压的费用函数最优解。
对于已定管线的配水管网的优化方法，国内外学者做了大量研究，其优化方法分为两类：确定性优化法和随机优化法，前者包含一些较为传统的优化方法，主要有枚举法、线性规划法、非线性规划法等。后者是近几年才发展起来的，主要有遗传算法和模拟退火算法等。
目前排水管网的优化方法主要分为两类：直接优化法和间接优化法（又叫解析优化法[2]）。直接优化方法是根据性能指标的变化，通过对各种方案和可调参数的选择、计算和比较来得到最优解或满意解，主要方法有电子表格法以及两相优化法。而间接优化法是建立在最优化数学模型的基础上，通过最优化理论计算求出最优解，其主要算法包括线性规划法、非线性规划法、罚函数离散优化法、混合整数规划法、遗传算法等。
不论采取何种算法，其优化的共同目标是以设计规范要求及管径、流速、坡度、充满度之间的水力关系为约束条件，以达到费用最小。
2.2建筑排水系统优化程序
总体布线，整体考虑：拿到设计任务书，分析需要解决的问题，明确设计目标，进行方案的设计，需要从工程整体来把握。整体性思想是系统工程的核心思想。系统有很多组分组成，不是每个组分做到最优就能全局最优，有时候出来的结果甚至是相悖的。要完成建筑物的使用功能，呈现的是整体的效益最大化，也即系统整体最优。这需要我们从大局着手，根据设计任务，总体布线，整体考虑。做到局部利益服从于整体利益，眼前利益服从于长远利益。对任何一个工程，首要树立的是整体思想。
阶段配合，协同工作：一个工程项目设计工作的完成，是建筑、结构、电气、暖通、给排水专业共同合作的结果。而我国的基本建设程序主要包括以下几个阶段：项目建议书阶段、可行性研究阶段、设计文件阶段（包括方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段）、建设准备阶段、建设实施阶段、竣工验收阶段和后评价阶段。每个不同阶段，特别是设计文件阶段，包含着各个专业的协同配合工作。建筑给排水是建筑构成的重要组成部分，在设计过程中，不可避免地要和其他专业进行配合。如果处理不好，轻者影响建筑美观，严重时会影响建筑的使用功能。同时，在后续设计阶段，往往出现因为前期配合工作不到位，导致后期设计难以进行，甚者影响到设计方案的变动，进而影响到其他专业的设计。这样不仅会增大设计难度，影响系统的优化，同时浪费宝贵的时间，影响工程进度。这说明，在设计过程中阶段配合协同工作的重要性。社会分工使每一项社会活动有其具体的参与者，作为工程设计的一员，我们必须具备协同合作的精神，积极同各个专业进行有效的配合工作，这个配合工作不是在一开始进行完就行了的，而是在每个阶段都要积极配合，不留专业间的断口，保证设计工作高效进行。
阶段工作时间的控制：现如今是一个讲究效率的年代，各个城市发展迅速，城市建设步伐加快，一个工程项目从立项到建成的时间也在逐渐缩短，相应留给设计阶段的时间逐步减少。业主方作为建筑项目的投资方，往往比较关注项目建设的进度，会对工程的整体时间提出相当紧迫的要求。在接到设计任务后，设计院会跟甲方申请一个设计项目进度表，甲方往往希望尽快拿到设计图纸，以便进行后续程序，所以留给设计单位时间往往有限。各个专业接到设计任务后，需要根据设计进度表的时间规定，合理安排本专业的设计进度，控制各个设计阶段的时间，尽量保证不因自己专业而影响整体的交图时间。但是，不能因为赶进度，而忽视了设计质量的控制。质量保证是基础，在保证设计质量的基础上，加快设计进度，拿出又快又好的设计。
3.结语
本文关于建筑排水问题设计优化的研究，更多的是从定性角度进行分析，对设计理论的研究只是做了初步的尝试，许多工作尚需进一步探讨和完善，如关于建筑排水系统优化的思维方式的探讨，关于建筑排水系统专家系统的建立等等。同时，当今建筑排水系统越来越复杂，存在多系统集成的问题，关于建筑排水系统的综合集成问题也必将成为建筑排水系统优化的一项重要内容。目前关于建筑排水系统优化设计理论研究的并不多，而设计优化的迫切性要求已经提出，仍然需要我们进一步的努力。
参考文献：
[1]王峰.建筑排水现状及发展趋势[J].排水,2019,32(7):62-66.
[2]郭宝柱.再谈系统工程方法[J].航天工业管理,2020(5):18-22.