论层次分析法在高层建筑供水设备选型中的应用

  仪器信息网 ·  2009-05-20 21:40  ·  31090 次点击
摘要:本文依据目前高层建筑各种给水方式特点,通过层次分析法对供水方式进行选择,进而对供水设备进行选型,探讨一种简单有效的手段来确定高层建筑供水方式及供水设备的选择,做到节省投资、提高设计效率,满足使用功能。并对供水设备施工时需注意的要点进行了概述。
1高层建筑供水形式简介
目前所采用的高层建筑给水方式,一般为高位水箱式、气压罐式和变频调速水泵式以及以上方式的综合。根据供水形式的不同,供水设备分为以下几种:
高位水箱式供水设备包括水泵和水箱。高位水箱主要用于贮存调节本区的用水量和稳定水压。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵供给。
气压罐式的设备包括离心水泵和气压罐。其中气压罐为一钢制密闭容器,供水时利用容器内空气的可压缩性贮存和调节水量,并将罐内贮水压送到一定的几何高度,从而实现无水箱供水。
变频调速水泵式的给水方式,主要设备就是变频泵,是一种将单片机技术、变频技术和水泵相结合,通过变频器电源改变频率和电压,以控制交流电动机的转速,进而实现水压与流量可调的给水设备。由于变频泵的流量与压力可调,可取消高位水箱。其中,全自动变频调速恒压给水设备在高层建筑中的应用更是取得了较好的效果,其由水泵机级、变频控制柜(箱)、自动化仪表、管件及底座组成,有时还附设有气压水罐,用以改善零流量或小流量时的能量损耗和供水问题;包括型式有:GSBP、JSW、XBH-Ⅲ、JKS、AAR、GDS、SBT型。
2常用供水形式及其选型
在高层建筑给水系统设计中,确定经济合理、技术先进和供水安全可靠的给水方式,是高层建筑给水系统设计的核心;同时,确定供水形式也就是确定供水设备的选型,供水设备的选型对整个高层建筑的供水功效与节能有着不可估量的作用。
2.1常用供水形式
高层建筑给水系统的供水形式可概括为三种基本类型,八种形式。即高位水箱给水系统:有并联水泵水箱给水式、串联水泵水箱给水方式、减压水箱给水方式和减压阀给水方式四种形式;气压给水系统:包括并列气压给水装置方式和气压给水装置与减压阀结合两种形式;变频泵给水系统:包括并列(即根据建筑的不同高度分区采用不同的水泵机组供水)和减压阀(整个供水系统共用一组水泵,分区处设减压阀)两种形式。另外在实际设计中也出现了变频调速水泵与高位水箱的联合供水方式,由于其供水更加安全可靠,应用有增多的情况,本文不做详细论述。在已建的工程中八种供水方式均有采用,许多专家学者都在这方面做过研究,但某一建筑究竟采用何种供水方式迄今没有一个确定的标准,仍需要设计人员依据实际情况,通过计算择优选用。
2.2供水方式选择
供水方式的选择是一个综合决策的问题,因为每一种供水方式都有各自的特点和适用条件。同时,每一建筑都因其建筑功能的不同,设计者和业主对供水方式所能达到的目标的要求不尽相同,从而在供水方式选择中需要考虑许多定量的和定性的因素,包括每种供水方式的设备占用建筑面积、设备投资情况、供水可靠性、能量消耗情况和管理难易程度。对某一具体建筑要选择一相对较优的供水方式,就必须协调这些因素。这就需要设计者得出各种供水形式在满足以上各方面因素上的评价权数,以及业主对供水方式的具体要求。由于这些评价权重针对不同的建筑功能和不同的业主是不同的,不能简单的从概念上进行量化,但对特定建筑在满足各方面要求的条件下却存在一种相对较优的供水方式。
针对此种情况,本文将采用层次分析法进行给水方式选择,在进行方案确定时既考虑每种供水方式的技术可行性又充分考虑业主意见和建筑功能特点。
2.3运用层次分析法进行供水方式的选择
2.3.1层次分析法的原理
层次分析法是70年代由美国学者提出的,经过多年来的发展现已成为较为成熟的方法。其基本原理是:将要评价系统的有关替代方案的各种要素分解成若干层次,并以同一层次的各种要素按照上一层要素为准则,进行两两判断比较并计算出各要素的要重,根据综合权重按最大权重原则确定最优方案。它是在简单加性加权法的基础上推导得出的。
2.3.2给水方式选择中层次分析法的简介
在高层建筑给水方式评价中,为相对精确地比较不同给水方式的优劣,必须对其不同侧重点加以评价并得出综合性结论,然后根据综合性结论,确定其重要性,最后对各供水方式进行排序。因此,根据层次分析法的基本原理,按如下步骤对高层建筑的八种给水方式进行评价。
(1)建立层次结构模型
根据所要达到的目标及涉及的因素,建立层次结构模型。在设计中综合参考各方意见,主要考虑的因素为:所占建筑面积大小、设备投资大小、供水可靠性、能量消耗情况及管理方便程度。结构模型的第一层为目标层,即供水方式选择A;第二层为准则层Z,作为选择的依据;第三层为方案层F,即可供采用的供水方案。
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