市政給排水工程設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)研究

【摘要】市政給排水工程作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其設(shè)計、建設(shè)與維護直接關(guān)系到城市居民的生活質(zhì)量及城市的整體發(fā)展。節(jié)能給排水技術(shù)成為推動城市水資源高效利用、減少浪費及降低能耗的關(guān)鍵手段。文章分析了節(jié)能給排水技術(shù)在市政給排水工程設(shè)計中的應用價值，以及當前應用過程中面臨的常見問題，并據(jù)此提出一系列切實可行的應對策略，旨在為實現(xiàn)城市綠色、低碳發(fā)展貢獻力量。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能給排水技術(shù)；水資源高效利用；綠色環(huán)保

【中圖分類號】TU99 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2025）01-0070-03

0 引言

市政給排水工程包括供水、排水、污水處理等多個環(huán)節(jié)，是城市基礎(chǔ)設(shè)施體系中不可或缺的一部分。隨著城市化進程的加速，水資源短缺、環(huán)境污染等問題日益突出，對市政給排水工程的設(shè)計提出了更高要求。節(jié)能給排水技術(shù)憑借其在水資源節(jié)約、能耗降低以及環(huán)境保護等方面的顯著優(yōu)勢，逐漸成為市政給排水工程設(shè)計中的核心議題。

1 市政給排水工程設(shè)計中的節(jié)能給排水技術(shù)應用價值

1.1 顯著提升水資源利用效率

節(jié)能型給排水系統(tǒng)通過結(jié)合智能水表、節(jié)水器具等先進設(shè)備，實現(xiàn)了對水資源利用的精細化管理。智能水表能實時監(jiān)測并記錄各用水點的水量數(shù)據(jù)，為管理者提供精準的用水信息，便于及時發(fā)現(xiàn)并糾正用水浪費現(xiàn)象。此外，節(jié)水龍頭、節(jié)水馬桶等節(jié)水器具通過優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，能有效減少不必要的用水量，從源頭上提高水資源的利用效率。該模式在緩解城市水資源緊張的局面的同時，為城市的水資源可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持[1]。

1.2 有效減少浪費與污染

節(jié)能給排水技術(shù)強調(diào)從源頭控制污染，優(yōu)化污水處理工藝、加強雨水收集利用，顯著減少了污水排放和環(huán)境污染。在污水處理方面，采用先進的生物處理和膜分離技術(shù)，大幅提高污水的處理效率以及質(zhì)量，使處理后的水質(zhì)達到更高的排放標準，甚至實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。此外，雨水收集利用系統(tǒng)減輕了城市排水系統(tǒng)的壓力，為城市綠化和景觀用水提供可靠的水源，進一步減少了對自然水資源的依賴[2]。

1.3 大幅降低能耗

節(jié)能給排水技術(shù)在降低能耗方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，給排水系統(tǒng)采用變頻水泵、節(jié)能型管道等高效節(jié)能設(shè)備，根據(jù)實際需求自動調(diào)節(jié)功率和流量，避免傳統(tǒng)設(shè)備因長期滿負荷運行而導致的能源浪費。這些設(shè)備還具有噪聲低、維護方便等優(yōu)點，提高了系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性。此外，節(jié)能給排水技術(shù)還注重系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計，通過合理布局和優(yōu)化管網(wǎng)結(jié)構(gòu)等措施，進一步降低系統(tǒng)的運行能耗和成本。

1.4 促進城市的可持續(xù)發(fā)展

節(jié)能給排水技術(shù)的應用是對當前水資源管理和環(huán)境保護問題的有效應對，更是對未來城市可持續(xù)發(fā)展模式的重要探索實踐。推動節(jié)水、節(jié)能、減排等綠色理念在市政給排水工程設(shè)計中的深入應用，有助于構(gòu)建綠色、低碳、循環(huán)的城市發(fā)展模式，符合全球環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展要求，為城市提升綜合競爭力、吸引優(yōu)質(zhì)資源提供有力支撐。同時，還能增強公眾的環(huán)保意識和節(jié)水意識，形成全社會共同參與水資源管理的良好氛圍，為城市的長期可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)[3]。

2 節(jié)能給排水技術(shù)應用常見問題

2.1 認識不足與技能缺失

市政給排水工程設(shè)計中，認知的局限性以及專業(yè)技能的缺失，是制約節(jié)能給排水技術(shù)廣泛應用的首要問題。許多設(shè)計人員受限于傳統(tǒng)思維模式，未充分認識到節(jié)能技術(shù)的重要性、前沿性，仍采用較為落后的設(shè)計理念，導致設(shè)計方案未能充分融入節(jié)能元素，錯失利用新技術(shù)提升系統(tǒng)效率的機會。同時，隨著節(jié)能給排水技術(shù)的快速發(fā)展，新設(shè)備、新材料、新工藝層出不窮，要求設(shè)計人員必須具備較高的專業(yè)素養(yǎng)以及豐富的實踐經(jīng)驗。然而，部分設(shè)計人員缺乏相關(guān)培訓，對新技術(shù)的分析僅限于表面，難以深入掌握其技術(shù)細節(jié)及應用要點，影響了設(shè)計方案的科學性與節(jié)能效果。

2.2 資金與技術(shù)限制

資金和技術(shù)是推動節(jié)能給排水技術(shù)應用的關(guān)鍵因素，但在實際操作中其往往成為技術(shù)發(fā)展的瓶頸。首先，節(jié)能給排水技術(shù)的實施需要大量的資金支持，包括設(shè)備的購置、系統(tǒng)安裝與調(diào)試及后期的運營維護。對于資金有限的地區(qū)或項目，這無疑是沉重負擔，導致即便認識到節(jié)能技術(shù)的重要性，也可能因資金問題難以推進。其次，盡管節(jié)能給排水技術(shù)已經(jīng)取得顯著進展，但部分地區(qū)的技術(shù)水平仍然相對落后，缺乏必要的技術(shù)支持和人才儲備，導致新技術(shù)推廣面臨困難，如安裝調(diào)試復雜、操作維護難度大。此外，先進技術(shù)的應用還需配套的軟件系統(tǒng)智能控制技術(shù)，進一步提高了對當?shù)氐募夹g(shù)水平的要求[4]。

2.3 城市規(guī)劃與配套設(shè)施不足

市政給排水工程作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其設(shè)計建設(shè)必須與城市整體規(guī)劃相協(xié)調(diào)。而在實際工作中，由于城市規(guī)劃的滯后性或不合理性，常導致給排水系統(tǒng)與其他城市設(shè)施不協(xié)調(diào)。例如，雨水收集設(shè)施未能與綠地、道路等基礎(chǔ)設(shè)施有機結(jié)合，導致雨水資源無法得到有效利用。此外，部分地區(qū)的給排水系統(tǒng)存在管道老化、設(shè)備損壞等問題，影響系統(tǒng)的正常運行效率，增加了能耗，也存在嚴重的安全隱患。推廣節(jié)能給排水技術(shù)需要對相關(guān)老舊設(shè)施進行改造升級，但相關(guān)過程往往需要耗費大量的人力、物力和財力，還涉及多部門多領(lǐng)域的協(xié)同合作，因此在實際操作中面臨諸多困難挑戰(zhàn)。

3 市政給排水工程設(shè)計中的節(jié)能給排水技術(shù)應用策略

3.1 加強培訓與教育

在市政給排水工程領(lǐng)域，節(jié)能技術(shù)的有效應用直接關(guān)聯(lián)到城市的可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護。為實現(xiàn)節(jié)能目標，加強設(shè)計人員的培訓尤為關(guān)鍵，培訓內(nèi)容應圍繞節(jié)能給排水技術(shù)的最新進展，涵蓋新型節(jié)能材料的應用、智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化、高效水處理技術(shù)的原理與實踐。設(shè)計人員需深入理解并掌握相關(guān)技術(shù)的核心優(yōu)勢與實際應用方法。除理論學習外，還應設(shè)置實踐工作坊，設(shè)計人員能夠在模擬或真實的項目環(huán)境中進行操作練習，提升其實際操作能力和問題解決能力。以此為基礎(chǔ)，邀請在節(jié)能給排水領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗的行業(yè)專家作為授課講師，講授前沿的理論知識，分享寶貴的實踐經(jīng)驗和行業(yè)洞察，為設(shè)計人員提供指導。對于新入職或經(jīng)驗尚淺的設(shè)計人員，可實行導師制度，由經(jīng)驗豐富的設(shè)計師擔任導師，以一對一或小組指導的方式，幫助其快速成長并掌握節(jié)能給排水技術(shù)。此外，鼓勵并支持設(shè)計人員參加國內(nèi)外技術(shù)交流會議、研討會、展覽等活動，與國際同行的交流與合作，分析全球節(jié)能給排水技術(shù)的最新動態(tài)及發(fā)展趨勢，拓寬視野并提升設(shè)計水平。在行業(yè)內(nèi)營造持續(xù)學習的文化氛圍，鼓勵設(shè)計人員利用業(yè)余時間自主學習，設(shè)立學習基金、提供在線學習資源，為其提供便捷的學習途徑和必要的支持。并將節(jié)能技術(shù)的應用成果納入設(shè)計人員的績效考核體系，對在節(jié)能設(shè)計方面表現(xiàn)突出的個人或團隊給予獎勵，以正向激勵的方式激發(fā)設(shè)計人員的積極性和創(chuàng)造力。同時，為設(shè)計人員制定明確的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，提供培訓機會和晉升機會，幫助其實現(xiàn)個人價值并為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量[5]。

3.2 優(yōu)化設(shè)計方案

在市政給排水工程領(lǐng)域，設(shè)計方案的優(yōu)化是保證節(jié)能技術(shù)高效實施并達到預期節(jié)能減排效果的核心環(huán)節(jié)。要求設(shè)計者不僅要具備深厚的專業(yè)知識，還應具備前瞻性的思維及對城市可持續(xù)發(fā)展需求的深刻理解。

在設(shè)計初期，應組織專業(yè)團隊進行深入的實地調(diào)研，收集地形地貌、水文地質(zhì)、氣候條件、人口分布、用水習慣等多方面數(shù)據(jù)，準確預測城市未來的給排水需求，為設(shè)計方案的制定提供科學依據(jù)。結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展目標，制定具有前瞻性的設(shè)計方案，既滿足當前需求，又預留足夠的發(fā)展空間應對未來變化。

在給排水管網(wǎng)的布局設(shè)計中，應充分考慮地形、地貌、道路規(guī)劃等因素，采用最短的路徑最優(yōu)的走向，減少管道長度以降低輸送過程中的能耗。同時，應合理設(shè)置閥門、泵站等控制節(jié)點，保證管網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。按照流量預測流速要求，精確計算并選擇合適的管徑，避免管徑過大造成的投資浪費能耗增加，同時防止管徑過小導致的流速過快、壓力損失大等問題。

在泵站設(shè)計中，應優(yōu)先選用變頻調(diào)速泵、永磁同步電機泵等高效節(jié)能的泵型，實現(xiàn)按需供水，降低能耗，并優(yōu)化泵站布局運行調(diào)度策略，減少空轉(zhuǎn)待機時間。在污水處理廠設(shè)計中，推廣使用先進的生物處理、膜處理等節(jié)能技術(shù)，提高處理效率、出水水質(zhì)并降低能耗及運營成本。同時，探索在泵站、污水處理廠等關(guān)鍵設(shè)施中利用太陽能、風能等新能源清潔能源的可能性，設(shè)置太陽能光伏板為設(shè)施提供電力支持，降低對傳統(tǒng)能源的依賴。設(shè)計屋頂綠化、透水鋪裝、下沉式綠地，有效收集雨水資源，搭配雨水收集池或調(diào)蓄設(shè)施，對收集到的雨水進行儲存凈化處理。按照城市實際情況，將凈化后的雨水用于道路清洗、綠化灌溉、景觀補水等非飲用水領(lǐng)域，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。在條件允許的情況下，探索將雨水作為城市應急水源的可能性。

在設(shè)計過程中，應進行全生命周期成本分析，綜合考慮建設(shè)成本、運營成本、維護成本以及節(jié)能減排帶來的環(huán)境效益、社會效益。在材料選擇上，應優(yōu)先選用綠色建材、環(huán)保型管材等符合環(huán)保要求的材料，在工藝選擇上應推廣使用低能耗、低排放的環(huán)保工藝技術(shù)，減少對環(huán)境的影響。

3.3 加大資金投入與政策支持

在推動節(jié)能給排水技術(shù)發(fā)展的進程中，資金與政策的雙重支持起著不可或缺的作用。為了保障相關(guān)領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新與進步，相關(guān)部門應設(shè)立專門的節(jié)能給排水技術(shù)發(fā)展基金，支持關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)、示范項目的建設(shè)以及市場推廣等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，集中資源突破技術(shù)瓶頸，加速技術(shù)成果向?qū)嶋H應用的轉(zhuǎn)化。對積極引進和應用先進節(jié)能給排水技術(shù)的企業(yè)，有關(guān)部門應給予財政補貼或獎勵，減輕企業(yè)初期投資負擔，提高其技術(shù)升級的積極性。通過稅收減免政策，降低企業(yè)所得稅、增值稅等稅種的稅率，對特定節(jié)能設(shè)備、技術(shù)給予加速折舊等稅收優(yōu)惠，激勵企業(yè)加大在節(jié)能給排水技術(shù)上的投入。

相關(guān)部門還應出臺一系列促進節(jié)能給排水技術(shù)發(fā)展的政策法規(guī)，明確技術(shù)推廣的目標、任務要求，建立健全節(jié)能給排水技術(shù)的標準規(guī)范體系，明確技術(shù)要求、性能指標、檢測方法等關(guān)鍵要素，推動企業(yè)按照統(tǒng)一標準進行技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計，提高產(chǎn)品的市場認可度和競爭力。同時，要加強對節(jié)能給排水技術(shù)應用情況的監(jiān)管評估工作，構(gòu)建健全的監(jiān)管機制，保證政策法規(guī)標準規(guī)范的有效執(zhí)行，及時發(fā)現(xiàn)并糾正問題，推動技術(shù)的持續(xù)改進優(yōu)化。除此之外，還應構(gòu)建企業(yè)、科研機構(gòu)、高校用戶之間的緊密合作機制，共同推進節(jié)能給排水技術(shù)的研發(fā)應用；舉辦節(jié)能給排水技術(shù)交流會、研討會等活動，為行業(yè)內(nèi)的專家、學者、企業(yè)代表提供交流合作的平臺；加大對節(jié)能給排水技術(shù)領(lǐng)域人才的培養(yǎng)引進力度，設(shè)立專項培養(yǎng)計劃、提供獎學金科研資助，吸引更多優(yōu)秀人才投身于相關(guān)領(lǐng)域的研究應用工作；加強與國際先進技術(shù)的交流與合作，引進國外優(yōu)秀人才及先進技術(shù)成果。

3.4 加強監(jiān)管與評估

在推動節(jié)能給排水技術(shù)的發(fā)展過程中，加強監(jiān)管與評估是保證技術(shù)應用效果的重要手段。相關(guān)部門應制定嚴格的監(jiān)管機制，對節(jié)能設(shè)備材料的質(zhì)量進行嚴格把關(guān)，對設(shè)備生產(chǎn)過程、材料質(zhì)量、安裝工藝等進行全面監(jiān)控，確保使用的節(jié)能設(shè)備材料能達到預期的節(jié)能效果，符合國家行業(yè)標準要求。在此基礎(chǔ)上，定期對節(jié)能給排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)、能耗情況、排放指標以及節(jié)水效果進行檢查評估，可及時發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和良好的節(jié)能效果。評估應重點關(guān)注能耗、排放節(jié)水效果等關(guān)鍵指標，以期達到預期的節(jié)能目標。

4 結(jié)語

總而言之，節(jié)能給排水技術(shù)在市政給排水工程設(shè)計中具有不可替代的作用及價值。面對當前的挑戰(zhàn)，市政部門應從加強培訓、優(yōu)化設(shè)計方案、加大資金投入、加強監(jiān)管、完善城市規(guī)劃等多方面入手，推動節(jié)能給排水技術(shù)的有效應用。通過采取這些措施，能更有效地實現(xiàn)水資源的節(jié)約與保護，從而為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻更大的力量。

參考文獻

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[作者簡介]陳柃綺（1993—），女，江蘇南通人，本科，工程師，研究方向：市政給排水。