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嵌入的可持续性建筑的供水和排水系统的设计 L.B. Jack*, J.A. Swaffield 建筑环境学院，赫瑞瓦特大学，爱丁堡，苏格兰，英国EH144AS 文章时间：2009年4月3日 关键词：水 引流 房屋 数值模拟 可持续发展 摘要：在解决建筑环境的可持续发展问题，重点往往针对减少能源消耗和材料使用。然而，潜在的可持续解决方案设计时，建筑物的水和废物管理系统的集成常常被遗忘。这类系统的基本功能能清楚地认识到，但传统的设计原则往往限制了性能的提高和对水和管道经济效益的机会。在一定程度上，这是令人吃惊的，在给予基本的的稳态分析流支撑许多守则和全球范围内使用的指引的前提下。然而，模拟方法的进步，意味着现在可以使用新技术和新的整合的创新，更可持续的设计方法，对系统性能进行全面评估。 本文提供了一个概述的建筑物，其性能已通过评估的一套数值模拟模型的发展，赫瑞 - 瓦特大学，供水和排水系统。这些模型准确预测，采用适当形式的圣维南方程，压力和流量的制度，在这样的系统应用该方法的特征有限差分技术。该文献提供了三种不同的应用程序的例子，其中的焦点，是在每一个设计中嵌入的可持续性。 1前言 在建筑物提供供水和废物管理系统，它是至关重要的性能是有保证的。主要职能包括：提供饮用水和基本卫生要求，去除的水已被污染的废弃产品，并在潜在有害瘴气中存在的排水管和下水道和居住空间之间提供一个物理屏障。同样重要的是，建筑用最好的效益，任何冲击的雨水以及任何因此而产生的废水，从而减少不必要的浪费和限制下水道和排水网络和/或收集系统上的负载。可持续发展应在这些方面的设计理论基础，通过限制水的供应和消费，并通过减少材料使用，成本和对环境的影响。供水和排水系统的建筑物，因此提供了大量的机会为一体的可持续发展的解决方案，但是，这些必须在不牺牲性能的情况下实现，因此，必须充分了解系统在使用过程中的反应。 通常采用的方法为水和污水处理系统的设计是基于稳态原则的应用，以确定，例如，流量负载或压力的反应。这种方法虽然方便了系统的规范，在一定程度很流行，但他们很少提供机会评估随时间变化的响应信息系统，可以随时通知关键的设计决策。因此，下面的文本将说明如何赫瑞 - 瓦特，一套数值模拟模型的发展，再加上系统的动态响应理解，从而促进有效和高效的设计和分析建筑物的供水和排水实现全面的评估，集成创新和可持续设计解决方案的潜力。这是值得一提的在这一点上，“供水”在整个本文将介绍水的使用范围内的建筑物内的，间接的决定了大型网络的供应。 每一个组件模型利用特征技术方法促进赫瑞 - 瓦特套件的发展。Massau在1900年第一次使用这种技术来分析明渠流，然后在1947年由Lamoen分析水锤，圣维南方程的连续性和动量的适当形式的转换成一个对全微分方程解的有限差分方法。这些方程被称为C+和C-的特点，在一个节点在目前的条件下，相邻的上游和下游节点在未来的一个时间步长定义的条件。有限差分网格定义使用的独立变量的距离，x和时间，t，与因变量，要么u和用于空气或u和自由表面水的H-流体的速度和深度的C-流体速度和propagationwave的速度有关。将被理解的是，在系统边界，需要一个额外的方程来完成有限差分溶液。因此方程在这些地方定义，并提供信息的静态或动态的行为适当的边界。 赫瑞 - 瓦特，这些边界条件方程的理论与实证的定义已形成的过去和现在研究的重点和促进发展的三个组件模型的在这个文本DRAINET，无线网和ROOFNET所指。所有三个特征描述的技术方法的基础上的，并且每个已成功地用于提高相关的系统的设计方法。DRAINET的瞬态分析部分填充，即自由面，管内流动，主要是解决内部建筑排水系统的性能。最近已扩大到包括外部排水系统的流态波衰减的特点是它的应用。空中网检查排水通风系统的瞬态响应，通过预测的压力和气流的影响水性器具水封的完整性，而ROOFNET评估建筑物的常规和虹吸雨水排水系统的性能。在一定程度上，ROOFNET和DRAINET将被认为是可以共同运作，以方便雨水输送的预测从屋顶表面到当地的排水系统。本文将说明，通过使用的例子，如何将这些模型组件可以应用到整合，将可持续发展的楼宇供水和排水系统的设计。 2 饮用水使用的减少对W.C.冲洗体积的影响的 在许多发达国家，可持续发展的重点是减少或优化的使用，例如，能源和原材料，而在其他地区，可持续发展的基本需求的稳定供应。 可持续性的定义中，可经常不同，这取决于上下文之内，它被设置。在就后者而言，并设置对联合国的千年发展目标，1键目的转达了联合国的任务部队的水和卫生是，以“减半，到2015年，该比例的人不可持续获得安全饮水水和基本卫生”[1]。因此，它似乎违反直觉，在许多国家，一个建筑物的食水供应比例