市政給排水工程設計中節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

在經濟全球化發展的帶動下，我國城市化建設步伐日益加快，規模逐步擴大。由于排水系統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，是保證排水管道質量的決定因素。排水管網的質量好壞直接影響到市政建設。伴隨著社會經濟的迅速發展，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。所以發展節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時，必須考慮到節能、環保、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地自來水直接供應，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。控制輸水管道和泵站的水壓和水量，保證居民生活用水的實時和安全，滿足居民生產和生活用水，是供水系統正常運行的重要基礎。排水系統主要負責污水的處理，包括生活污水和工業廢水。為了維護城市生態系統的穩定，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境污染的擴大。給水排水工程中，節能觀念和節能技術的應用十分重要。隨著經濟的全球化發展，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，城市建設的發展增加了能耗。供水系統設計并不是造成能耗增加的主要原因，但仍然需要解決。節約能源觀念和節能技術不僅可以優化城市的生產效率和社會地位，而且可以體現國家可持續發展的理念，實現能源利用率最大化，以最小的成本投入獲得最大的經濟效益。

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境。城鎮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，然后根據徑流系數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，根據施工要求和設計，結合城市的具體情況，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 對節能和環保關注不夠

給水排水系統是城市給排水工程設計的兩大重點。在設計中，設計者側重于提高給排水系統的效率，而忽視了給排水系統水資源保護。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直接排入河流，對城市水環境造成一定的污染。

3.2 沒有進行合理規劃

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劃設計過程中缺乏對城市現狀和未來發展趨勢的正確認識，規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，給排水系統的正常運行帶來一定的影響。

4 市政給排水工程設計中節能給排水技術的應用

4.1 在供水系統中的應用

城市給排水工程應用節能給水技術，首先要充分把握城市發展和水資源需求，通過數據分析，有效地估算城市的用水量，并根據實際需要合理規劃給水方式。城市供水方式主要有：（1）利用市政管網壓力直接供水，由于方便、經濟、方便而被廣泛采用；（2）采用平衡水壓分區法降低水壓；（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發展戰略，我國近年來加大了對新能源的開發利用力度，越來越多的新能源被應用到各個領域。供水系統應根據實際情況合理選用新能源，以提高節能環保的效果。太陽能作為應用最廣泛的一種新能源，對供水系統中的熱水供應起著重要作用。在供水系統中，高效利用太陽能提供熱水，不僅可以達到節能環保的效果，而且可以減少其他能源的消耗，符合可持續發展戰略的要求。不同的城市有所不同，供水系統的設計，應根據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的二次供水。為了避免浪費水資源，必須進行節能設計，合理地控制城市管網壓力可以控制供水，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 排水系統的應用

4.2.1 新型節水設備的選擇

采用新型節水設備，能有效提高工程的節能效果。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，這種鋼管經常會出現漏水現象，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能效果。

4.2.2 發展科學合理的排水系統

在城市給排水工程中，有效地設計排水管網對節約和排放污水非常重要。對排水管網走向的正確選擇，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能環保要求。并充分把握施工地形，合理安排后續施工，在一定程度上可以縮短工期。

合理確定城市污水、工業廢水和雨水的排放標準，是城市給排水工程達到節能環保要求的關鍵。雨水少的地區，可采用分流排水方式。科學合理地改造輸水管網，實現污水凈化。在降雨量少的地區，可采用雨水截排回用等措施，對市政給排水工程實施節能環保方案。在處理污水時，應根據當地對水質的要求，合理選擇處理工藝，特別是在水質要求較高的地區，應采用新的處理工藝，以有效提高污水處理質量。

需要注意的是，要保證給排水系統能同時工作，并做好故障的維修工作，避免給排水系統的不同步驟造成整個系統失控。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的排水量，特別是雨水較多的地區，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

水資源可持續開發利用是城市發展和建設的重要內容。水資源保護是國家可持續發展的需要，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劃，包括居民用水和企業用水。在城市人口增長和企業發展的情況下，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。

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

從給排水角度來看，實現水資源的循環利用勢在必行，它是水資源再規劃的重要保障。比如熱水系統的排水。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，可有效提高冷水利用率。有些區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的節能優勢，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節。所以，首先，在進行排水工程設計時，設計者必須靈活運用節能給排水技術，根據城市人口、發展速度和供水需要等多方面數據，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，應根據資料信息不斷調整和完善設計方案，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境進行詳細的實地考察，使設計圖與實際相結合，促進城市排水系統的完善。

5 結束語

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。高效節能排水技術在給排水系統中的有效應用，可以在保證市政給排水質量的基礎上實現節能環保。城鎮排水管網布局合理，給水方式合理，能有效利用新能源，在城市給排水系統中合理應用污水處理技術等可以有效提高系統的節能效果。今后城市給排水工程應加強節能設計研究，以實現水資源的可持續發展。