市政給排水工程設計中節(jié)能給排水技術的應用淺析

許亮芳

中天設計集團有限公司

1 引言

在經(jīng)濟全球化發(fā)展的帶動下，我國城市化建設步伐日益加快，規(guī)模逐步擴大。由于排水系統(tǒng)既可以保證暴雨天氣下雨水的積累，又可以有效地保護城市道路，減輕交通壓力，所以它是城市化建設的重要組成部分。排水管道設計是排水管道建設的重要基礎，是保證排水管道質(zhì)量的決定因素。排水管網(wǎng)的質(zhì)量好壞直接影響到市政建設。伴隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，排水工程設計的需求也越來越大。但近年來的資料表明，排水工程設計已不能滿足當前的蓄水要求。同時，在一個資源相對匱乏的時代，由于不必要的工程設計，在排水工程的使用期間或后期維修都會造成大量的水資源消耗。所以發(fā)展節(jié)能給排水技術是大勢所趨。

2 概述

在建設城市基礎設施系統(tǒng)時，必須考慮到節(jié)能、環(huán)保、城市安全以及降低投資成本等方面的因素。但由于高層建筑供水方式是由當?shù)刈詠硭苯庸?，一般需要一定的壓力作為補充，無法滿足高層建筑各供水點的壓力要求。不管是直接供水還是輔以壓力供水，都需要通過改善基礎設施從而更有效地保障人民對水的需求。

2.1 城市給排水工程的組成及其在技術應用中的重要性

市政給排水工程主要是給排水系統(tǒng)?？刂戚斔艿篮捅谜镜乃畨汉退浚ＷC居民生活用水的實時和安全，滿足居民生產(chǎn)和生活用水，是供水系統(tǒng)正常運行的重要基礎。排水系統(tǒng)主要負責污水的處理，包括生活污水和工業(yè)廢水。為了維護城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，市政工作者必須解決好污水的凈化和排放，從根本上防止城市環(huán)境污染的擴大。給水排水工程中，節(jié)能觀念和節(jié)能技術的應用十分重要。隨著經(jīng)濟的全球化發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，有限的水資源日益緊張。中國要走出國門，就必須大力推進城市化，努力滿足人民對水的需求。然而，城市建設的發(fā)展增加了能耗。供水系統(tǒng)設計并不是造成能耗增加的主要原因，但仍然需要解決。節(jié)約能源觀念和節(jié)能技術不僅可以優(yōu)化城市的生產(chǎn)效率和社會地位，而且可以體現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展的理念，實現(xiàn)能源利用率最大化，以最小的成本投入獲得最大的經(jīng)濟效益。

2.2 城市給排水的設計原則

給排水工程對城市居民的影響和意義是很大的。給排水工程可以以最快的速度排出城市地面的雨水，在一定程度上保護了居民的生活環(huán)境。城鎮(zhèn)給排水工程設計應嚴格遵循以下原則：（1）管理體制合理，流域劃分清晰，排水方向和排水口設計科學；（2）熟悉城市道路情況，能盡快合理設計排水溝；（3）雨污分流工程設計，首先要對城市雨污分流及道路積水有一定的了解，然后根據(jù)徑流系數(shù)及相關公式進行給排水設計。在確定排水管埋深的基礎上，充分考慮坡度，進行排水管鋪設設計。應充分考慮位移因素，根據(jù)施工要求和設計，結(jié)合城市的具體情況，做出最合理的設計，保證所設計的給排水工程不僅具有較強的可操作性，而且能達到理想的使用效果。設計污水工程時，應充分了解污水排放標準，并考慮管道的飽和度、流量等因素，確定最小管徑、最小設計坡度和埋深，以盡可能減少費用，縮短工期，達到設計要求。

3 市政給排水工程設計中存在的問題

3.1 對節(jié)能和環(huán)保關注不夠

給水排水系統(tǒng)是城市給排水工程設計的兩大重點。在設計中，設計者側(cè)重于提高給排水系統(tǒng)的效率，而忽視了給排水系統(tǒng)水資源保護。盡管城市給排水工程在供水、排水方面效果良好，但是資源浪費很嚴重。廢水處理效果不佳，部分廢水中的有害物質(zhì)直接排入河流，對城市水環(huán)境造成一定的污染。

3.2 沒有進行合理規(guī)劃

近幾年來，我國城市人口不斷增加，對水資源和污水排放的要求越來越高，給市政排水工程帶來了巨大的壓力。有些城市還存在問題。城市給排水工程在規(guī)劃設計過程中缺乏對城市現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢的正確認識，規(guī)劃設計中還存在一些與實際不相適應的問題，給城市居民帶來不少困擾。

3.3 城市管道設計不合理

在管道通道的設計中，一般都是采用深埋地下的方式設置：（1）地下深埋施工對管道的后期檢查維修工作十分不利，增加了維修工作的難度和工作量；（2）深埋作業(yè)對市政給排水工程污水排放也有一定影響。在鋪設管線過程中，由于考慮到各種影響因素，造成部分管線的鋪設不合理，給排水系統(tǒng)的正常運行帶來一定的影響。

4 市政給排水工程設計中節(jié)能給排水技術的應用

4.1 在供水系統(tǒng)中的應用

城市給排水工程應用節(jié)能給水技術，首先要充分把握城市發(fā)展和水資源需求，通過數(shù)據(jù)分析，有效地估算城市的用水量，并根據(jù)實際需要合理規(guī)劃給水方式。城市供水方式主要有：（1）利用市政管網(wǎng)壓力直接供水，由于方便、經(jīng)濟、方便而被廣泛采用；（2）采用平衡水壓分區(qū)法降低水壓；（3）采用儲罐供水，促進新能源的高效利用。為了更好地實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國近年來加大了對新能源的開發(fā)利用力度，越來越多的新能源被應用到各個領域。供水系統(tǒng)應根據(jù)實際情況合理選用新能源，以提高節(jié)能環(huán)保的效果。太陽能作為應用最廣泛的一種新能源，對供水系統(tǒng)中的熱水供應起著重要作用。在供水系統(tǒng)中，高效利用太陽能提供熱水，不僅可以達到節(jié)能環(huán)保的效果，而且可以減少其他能源的消耗，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。不同的城市有所不同，供水系統(tǒng)的設計，應根據(jù)不同城市的實際情況而定。一些人口快速增長的城市，住宅建筑以高層建筑為主。為保證生活用水的順利供應，高層建筑應選擇適當?shù)亩喂┧?。為了避免浪費水資源，必須進行節(jié)能設計，合理地控制城市管網(wǎng)壓力可以控制供水，也可采用不同樓層供水，以滿足不同樓層用戶用水需求。

4.2 排水系統(tǒng)的應用

4.2.1 新型節(jié)水設備的選擇

采用新型節(jié)水設備，能有效提高工程的節(jié)能效果。管道和閥門是城市給排水工程的主要建筑材料。傳統(tǒng)的施工工藝都是采用鍍鋅鋼管，但在實際應用中，這種鋼管經(jīng)常會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，造成資源浪費。已有的不銹鋼管、鋼塑復合管可以很好地解決這類問題，在給排水工程中具有良好的節(jié)能效果。

4.2.2 發(fā)展科學合理的排水系統(tǒng)

在城市給排水工程中，有效地設計排水管網(wǎng)對節(jié)約和排放污水非常重要。對排水管網(wǎng)走向的正確選擇，可以有效減少污染面積。為了取得更好的節(jié)能效果，在設計時應充分考慮建筑地形和外部條件等因素，使其最大限度地滿足我國的節(jié)能環(huán)保要求。并充分把握施工地形，合理安排后續(xù)施工，在一定程度上可以縮短工期。

合理確定城市污水、工業(yè)廢水和雨水的排放標準，是城市給排水工程達到節(jié)能環(huán)保要求的關鍵。雨水少的地區(qū)，可采用分流排水方式。科學合理地改造輸水管網(wǎng)，實現(xiàn)污水凈化。在降雨量少的地區(qū)，可采用雨水截排回用等措施，對市政給排水工程實施節(jié)能環(huán)保方案。在處理污水時，應根據(jù)當?shù)貙λ|(zhì)的要求，合理選擇處理工藝，特別是在水質(zhì)要求較高的地區(qū)，應采用新的處理工藝，以有效提高污水處理質(zhì)量。

需要注意的是，要保證給排水系統(tǒng)能同時工作，并做好故障的維修工作，避免給排水系統(tǒng)的不同步驟造成整個系統(tǒng)失控。為此，在工程建設中應采取相應的技術措施，有效地提高排水系統(tǒng)的排水量，特別是雨水較多的地區(qū)，對排水要求更高，防止降雨過多影響城市運行。

4.2.3 提高能源利用率

水資源可持續(xù)開發(fā)利用是城市發(fā)展和建設的重要內(nèi)容。水資源保護是國家可持續(xù)發(fā)展的需要，是全社會的共同責任。通過對城市歷年總用水量的分析，合理控制城市水資源利用規(guī)劃，包括居民用水和企業(yè)用水。在城市人口增長和企業(yè)發(fā)展的情況下，隨著用水量的變化趨勢，城市用水量得到了有效控制。要控制總量，調(diào)整水價，實行分段收費，提高定額水價。通過提高收費標準，有效遏制了水資源的浪費。

城鎮(zhèn)給排水工程施工應提高施工人員的技術水平，加強節(jié)能意識的宣傳，合理使用節(jié)能技術，確保給排水系統(tǒng)的節(jié)能效果。給水系統(tǒng)的設計可直接或間接地采用給水方式，并可根據(jù)不同地區(qū)的實際情況進行有效調(diào)節(jié)。對壓力泵進行維護，不僅要做好給排水系統(tǒng)的節(jié)能工作，而且要保證其運行效率。排水管道應根據(jù)設計要求選擇直槽、梯形槽和混槽形式，并有專業(yè)監(jiān)理人員監(jiān)督，保證排水管道符合規(guī)范要求。

從給排水角度來看，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用勢在必行，它是水資源再規(guī)劃的重要保障。比如熱水系統(tǒng)的排水。用熱水時，冷水首先沉淀在出口，再排出，造成大量冷水的浪費。加強冷水循環(huán)，可有效提高冷水利用率。有些區(qū)域的給排水冷水部分與冷卻塔相連，而多余的冷水則用于輔助冷卻塔。冷卻塔冷卻區(qū)的水量將從冷卻塔吸收熱量，進行一定程度的熱處理，有效地滿足熱水需求，為充分利用冷水循環(huán)的節(jié)能優(yōu)勢，應重新投入使用。

4.3 設計合理科學的方案適應城市與人口的發(fā)展

作為排水工程的核心，合理、科學的設計是保證排水工程順利進行的關鍵環(huán)節(jié)。所以，首先，在進行排水工程設計時，設計者必須靈活運用節(jié)能給排水技術，根據(jù)城市人口、發(fā)展速度和供水需要等多方面數(shù)據(jù)，精確設計出合理、科學的方案。其次，在市政給排水工程設計中，應根據(jù)資料信息不斷調(diào)整和完善設計方案，以不斷提高市政給排水工程建設水平。最后，工程管路的設計者，必須在設計前對周邊環(huán)境進行詳細的實地考察，使設計圖與實際相結(jié)合，促進城市排水系統(tǒng)的完善。

5 結(jié)束語

總之，在市政給排水工程中，為了保證城市的日常供水、排水，提高城市居民的生活質(zhì)量，對給排水進行合理的設計，加快城市基礎設施建設，具有重要意義。高效節(jié)能排水技術在給排水系統(tǒng)中的有效應用，可以在保證市政給排水質(zhì)量的基礎上實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)布局合理，給水方式合理，能有效利用新能源，在城市給排水系統(tǒng)中合理應用污水處理技術等可以有效提高系統(tǒng)的節(jié)能效果。今后城市給排水工程應加強節(jié)能設計研究，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。