市政给排水节能设计探析张宇

市政给排水节能设计探析张宇

张宇贾亮

中国市政工程东北设计研究总院有限公司吉林长春130021

摘要：近些年，随着市场经济不断的发展，市政给排水工程的建设投资和建设管理体制也进行了不断的改革，给排水施工也得到了很好的发展。但时在全球面临的能源损耗以及水资源紧缺都对我国的经济发展相互制约，更给人们的生活带来威胁。因此，市政给排水节能系统在城市经济工作中的分量是相当重要的。而市政给排水系统无论是在材料、施工、设计上都应该采取新的技术措施，这样才能将给排水系统的运行保持在一个良好的范围内。本文对市政给排水的节能设计进行探析，以供同行参考。

关键词：市政；给排水；节能；设计

节能减排理念是国家为适应时代潮流和应对当今社会现状所提出的一项具有深远意义的决策，在其大力倡导下，已经越来越深入人心而且在实践中也已经得到了很好的应用。将这一理念与市政给排水设计相结合，同样也是意义重大，不仅可以有效促进节能减排在市政行业的推广，而且可以使这一理念与各行各业的真正结合，为我国经济社会今后的发展奠定良好的基础。

一、市政给排水节能规划设计

1.给水规划设计

在市政工程规划设计中，水资源的规划设计必须建立在节能减排的基础上，需体现出合理规划、时间与空间优化布局、资源优化配置等原则。在市政给排水节能规划设计中，要立足区域供水资源合理分配和水资源平衡调度，其中的平衡要求供水和排水系统达到合理布局。对于那些从事具体城镇给水规划的方案设计的部门而言，必须充分考虑其设计区域范围内水资源的供需平衡，立足长远发展，避免不成熟的给水规划设计方案被用于实践，否则必然不利于城市合理发展。因此，市政给水节能规划设计工作在城市规划、布局与发展中发挥着重要的作用，如何在规划设计中实现水资源供需平衡就显得尤为重要，也是规划设计部门的重要考虑内容。首先，在大量的文献资料和实际勘测数据基础上，要做好市政工程需水量的预测，重点对影响供水平衡的因素进行分析，甚至要考虑到所处流域江河本身生态流量需求等因素，是一项复杂但精确的测算工程。对于工业用水，要想做到合理预测，应当选用合适的方法，目前以用地指标法和万元工业产值法为主要测算方法。在实际测算过程中，考虑到传统产业如信息产业的设备更新速度要明显快于那些非传统产业，无论是运用万元工业产值法还是采用用地指标法预测工业用水量都会出现明显的偏差，是测算人员应当注意的地方。其次，对于市政给水系统的节能规划设计，为了达到预期合理的水资源利用效率，以实现节能目标，就需要针对自然生态环境进行合理设计，在雨水充沛季节应当做好剩余水资源的储存工作，并将用水需求较大的工业项目安排实施，将那些非用水项目合理安排在比较干旱的季节，这样就可以实现水资源的平衡有效利用，达到良好的节能目标。此外，还应当在市政给水节能规划设计中根据水资源的分布特点、使用需求等要素进行合理规划，以实现水资源的优化配置。

2.排水规划设计

对于市政排水系统的节能规划，涉及到排水体制的选择问题，长期以来受到我国城市给排水工程整体规划布局的影响。对于给排水工程设计，我国普遍采用的是合流制，在排水系统设计中将生产污水、生活废水及雨水进行截流，通过管道输送至污水处理厂，采用相关技术手段对其进行污染物和危害成分的处理，达到允许排放标准后方可进行排放，这种体制有助于水体污染治理，是水资源保护的一种有效措施。然而，这种模式依赖于较大规模的污水处理厂，对于地下管网设计布局也提出了高成本要求，并不符合节能减排的要求。那么，在市政排水系统规划设计中，应当区别对待，一般宜在干旱地区采用合流制，便于对水资源的保护和利用，而在其他非干旱地区则需要考虑分流制。在设计过程中，应当针对当前合流制下的排水系统进行分流制改造，将生活、工业所排放的污水和雨水进行分流，毕竟截流的雨水也属于一种很宝贵的水资源，可以经过调蓄及处理后直接进行利用，是节能减排的一种有效途径。在排水规划设计中，应当合理配置建设大型区域污水处理厂，对工业废水、生活污水和雨水等进行统一分流、截留和处理、利用，并在设计中坚持减排放、多利用的原则。此外，实现污水处理厂的大型化和集中化，不但在节能减排效率方面会大大提高，而且也会降低运行和管理成本，统一部署和开展排水处理和利用工作，并有助于节约土地。

二、市政给排水节能设计要点

1.给水系统设计

随着新技术、新装备的运用，诸如变频供水设备和智能化供水调节技术开始在市政给排水节能设计中出现，有助于对水资源的优化配置和合理利用。在给排水系统设计中，给水管网压力智能直接供水装置属于目前较为先进的装备，其应用于给水系统中将有利于取消屋面水箱，针对城市供水日变化系数的不断变化而智能调节高峰时期的城市供水量，那么在设计时需要针对新装置的运用而相应加大水厂供水的规模，以满足实际运行需求。在城市给水系统设计中，供水系数是一项重要的指标，应考虑在高位水池或置水塔布局中降低日变化系数，并注重供水安全度的保障。此外，还必须远期发展对于当前装备、建筑的扩大规模要求，为未来留下发展空间，这也是节约成本、避免反复投资和实现效益最大化的基本要求。

2.排水系统设计

在排水系统设计中要注重污水处理能力的合理规划，可以在已有成熟技术手段的基础上努力达到节能环保的基本原则。对于城市排水系统的设计应当重点对建设时期的基础设施、施工方法、管材选用、工艺技术等的可行性和科学性进行论证，要选用符合项目建设目标和排水量预测指标的排水管网，合理确定排水管设计高程，以实现提高污水的排放效率并达到节约投资成本的目的。这里需要强调的是，在计算污水量过程中，要做好勘测和数据收集工作，运用图形测量等先进的方法对排水系统的管道、坡度等进行合理设计，以顺坡排水为最优选择，确保污水可以自流排除。还应当在排水系统设计时实现与道路建设方案相匹配，最好是进行同期规划设计，避免对原有道路的二次改造，否则就是一种资源浪费。

3.雨水管道设计

对于缺水地区的市政给排水节能设计，应当做好雨水管道的布局规划，避免雨被排入下水道，而是将进行渗透或截留，已达到水资源再次利用的目的。在雨水管道设计中，选择雨水与污水的分流管道设计布局，不但可以降低污水厂的处理负荷，而且能够增加地下水补给，以实现水生态修复作用。在设计过程中，也可以规划设计雨水贮水池，主要是为了对雨水进行有效的截留，便于对其进行二次利用。但这种设计思路应当结合具体城市的地质结构和水位、地下径流等因素，并不是所有城市都适用。

4.综合节水设计

通过合理科学的规划设计可以满足市政给排水的节能要求，但并不是所有的节水措施都要体现在设计中，而是要有选择利用，并有效确保城市给排水系统的高效运行。为了提高城市给排水系统运行效率，可以在设计中采取降低无用耗水量和热损失的方法，这是常用的节约用水措施，常出现于规模较大的城市给排水节能规划中。除此之外，设计人员应当积极探索可有效提升城市给排水系统运行效率并达到预期节水目标的有效途径。为了节约城市给排水系统的用水量，在设计中就需要首先控制好卫生器具的用水流量，一般是选择质量较好、性能突出的卫生器具，如马桶的冲刷水流量应当根据设计参数进行最小流量控制，并在管道中设置节流阀，或采取减小配水管直径等措施，已达到节水目的。其次是对于居民日常用淋浴器、冷热水联合龙头等器具的管道直径进行合理设计，如安装自动调温装置以实现对热水和冷水出水时间的调节，也可以进行单管供水设计，目的是减少不必要的用水习惯，避免出现大量的无效用水量。再次是提高水的重复利用率，实现水资源的多次有效利用，这是节水设计的重要途径。通过可循环装置的设计，在保证安全和卫生的条件下实现水资源的再用率提升，是城市给排水节能规划设计中提高节水效率的关键措施之一。在设计中应当针对不同水质量和用途进行合理的规划布局，或采取不同方法进行再次利用前的处理，做到水尽其用。

5.节约材料设计

对于市政给排水节能设计方案进行优化，从管材、技术、布局等方面找到成本最节约化和效能最大化的最佳方案是很有必要的。由于在城市给排水工程中使用到的管材种类繁多，其性能、使用寿命、成本等都存在较大差异，那么在设计时要注重从材料节约角度进行合理的成本控制。工程设计人员应当按照国家或行业相关标准与规范的要求，在设计中大胆选用新型节约材料，合理控制材料成本。对于那些功能和成本详尽的材料，应当着重考察其性能、节能指标等，通过反复认真的计算以确定城市给排水系统中最佳的管径，进而将节水理念融入设计方案，为具体工程实践提供科学和可行的指导。

三、市政给排水综合节能设计

在节能原则下科学设计市政给排水工程，需要考虑的因素是多个方面的，尤其是对于那些具有节能空间的环节，如热水供应、蒸汽管道供热、冷却水循环使用等，都可以通过合理的规划设计已达到节能要求。例如，在城市热水供应工程中，通过合理计算和确定管道内的最低热水温度，使其达到设定的出水温度，就可以有效利用热能，降低管道对热能的散失，从而达到节能。再如对于蒸汽管道供热工程中的节能设计，应当充分考虑供热方式、管道材料的热传递参数、供热时间、供热范围、用户终端温度以及循环中的热损失等，还应当针对用户队热能的使用特点和习惯等因素进行调查分析，从而确定最经济、最合理的供热方案。在设计城市给排水系统中，对于常见的一般回水系统、冷却水循环利用系统，要想达到节能效果，就必须合理计算冷却水系统的输配效能，进在设计方案中确定一个最佳有效值。考虑到传统的市政给排水工程普遍采用的是水泵加压方式，仍有很大的节能可见，需要在设计中灵活配备启闭闸阀，并对增压系统进行优化，已达到最佳的供水控制效能。也可以运用自动控制方法对管道中的大口径闸阀进行有效调节控制，在确保较高供水效率的条件下，达到节水和减少能源消耗的目的。此外，在城市给排水节能设计中，还必须做好水泵数量、运行时间、维修等方面的协调，并考虑电能的节约，避免过电量消耗。总之，在市政给排水综合节能设计中，应当立足工程实践，坚持节能、高效的原则，从技术、方法、材料、投资等方面对设计方案进行优化，以满足经济性和实用性的有效结合。

结语

总之，城市的发展和建设离不开城市给排水设计的，给排水设计的好不好，给排水设计是否节能，都是很重要的问题，所以必须综合考虑这些问题。只有给排水设计好，城市的可持续化发展才会有动力有保证。当然城市的给排水节能设计，还有很多的问题需要去探究，需要去实践，但是随着时间一定能够解决这些问题，让城市更快更有序的发展下去。

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