市政给排水设计中的节能措施运用

张天政

(贵阳市建筑设计院有限公司)

1 市政给排水设计中的节能思路

在市政给排水设计中，可以从给水和排水两个方面对节能进行考虑:

1.1 给水设计的节能思路

现如今，随着我国城市化建设进程的不断加快，推动了地方经济的发展，与此同时，水资源危机也成为很多地区不得不面对的问题，由于水资源本身具有不可替代性和有限性，所以在市政给水系统的设计过程中，必须充分考虑水资源的利用效率以及重复利用率。实际设计中，要结合当地的具体情况，在雨水充足的季节存储多余的水资源，并在该季节从事一些用水量较大的行业，将非用水项目转移到干旱或是少雨的季节中进行。由于水资源的分布比较不均匀，故此在市政给水系统的设计中，应当对水资源进行优化配置，并提前做好用水量的预测，借此来维持水资源的供需平衡。

1.2 排水设计的节能思路

市政排水系统设计主要包括以下几个方面的内容:(1)防洪排涝。在这个方面应当确定排洪规划的重现期，排洪标准不得小于10年一遇;(2)污水处理。在进行市政排水规划的设计时，应当充分考虑城市污水的实际处理能力，并采用有效的节能和环保技术。排水工程中应采用先进的施工工艺、新型管材，合理设计排水管网，排水管的高程应当科学合理，这不但有助于增强污水排放效率，而且还能节约投资成本;(3)做好污水计算工作。在计算过程中，应当获取准确的数据，并合理运用图形测量等手段确定管径，尽可能将市政排水工程与道路工程进行同步设计，这样不但能够节约能源，而且还能减少资源浪费。

2 市政给排水设计中节能措施的具体运用研究

2.1 市政给排水设计中的节水措施

在市政给排水设计中，必须充分考虑水资源的节约问题，并采取合理的措施进行节水。

(1)控制给水压力，防止超压出流。在给水工程设计中，给水压力过高有可能造成相关配件损坏，给排水相关设计规范中给出了入户管和给水配件最大压力的限制性规定，虽然这个规定能够在一定程度上确保给水配件正常使用，但是却会引起超压出流的现象。导致这一问题的根本原因是对给水压力的限制过于宽松，为此，应当结合实际情况对给水水压进行有效控制，借此来杜绝超压出流的情况发生。具体可从以下几个方面着手:①应当对建筑的合理水压进行准确测量。出于安全用水的考虑，进户管的最大压力限制约为0.15MPa，净水压力值约为0.25MPa。在市政给排水工程设计中，应当以该数据为基础进行供水压力控制，这有助于防止超压出流的情况发生;②可以合理采用减压措施。在给水工程中，可以合理配置一些减压装置，这样不但能够对水压起到有效的控制作用，而且还能使水压限制获得有效保证，从而降低超压出流的发生几率。例如，增设减压阀。有关文献和工程实践均表明，减压阀能够对配水点的水压起到良好的控制效果，可使水流量大幅度降低。此外，增设减压孔板也能够起到控制超压出流的作用，该装置具有良好的节水效果，而且前期投资相对较少，还便于管理，是控制超压出流比较有效的措施之一。

(2)严格控制给排水施工质量。管路渗漏是市政给排水工程中最为常见的问题之一，导致这一问题的主要原因有设计不合理、材料质量不合格、施工工艺选择不当、工程技术措施不到位等等。同时，有些工程则是因为对环境和温度等因素考虑的不够充分，在温度变化时，混凝土的拉应力不足也会造成管路渗漏。为此，应当对市政给排水施工质量进行严格控制，并优选设计方案，采用先进的施工工艺和新型材料，充分考虑施工环境等因素，从根本上减少或杜绝管道渗漏情况的发生。此外，对于给排水管道节点以及阀门等配件的渗漏，可以采用科技含量较高的管材，如可以采用高密度聚乙烯管、铝塑复合管、氯化聚乙烯管等等，这些管材能够对给水管连接部位的渗漏起到有效的控制作用，有助于减少市政给排水管道的渗漏问题。

(3)降低热水供应系统的无效浪费。目前，在一些城市中，热水供应系统的无效浪费情况比较严重，这与节能降耗的要求相违背。为此，必须采取有效的节能措施降低热水供应系统的无效浪费。具体可从以下几个方面着手:其一，对无循环定时热水供应系统进行改造，并积极推广普及室内热水循环系统。该系统能够较好的减少无效冷水的排放，有利于水资源的节约。同时，改造无循环热水供应的成本相对较低，技术方面也比较简单，这也是一个可行的节水降耗措施。根据有关工程显示，改造所花费的成本一般可在一年左右收回;其二，对热水供应系统进行优化设计。可以通过对热水器与出水点之间的距离进行控制，降低不必要的浪费，该措施的实现需要在建筑设计时充分考虑格局的布置。同时还可以对热水供应管道采取保温措施，这样能够降低热水的冷却速度，有利于节约能耗;其三，加装温度控制装置，避免因调节水温导致水资源浪费。通过调查发现，很多热水供应系统都存在温度控制装置灵敏度较差的问题，这样一来造成了用户需要进行反复调试，从而使得大量水资源被浪费。由于市面上质量较好的温度控制装置价格都比较昂贵，很难推广普及，所以，政府部门应当鼓励开发性价比较高的温度控制装置，这样有助于水资源的节约。此外，在对热水供应工程进行设计时，可将热水温度控制在60℃左右，这个温度不但能够有效杀灭存活在管道当中的细菌，而且还能使热能获得充分利用，有助于减少管道中的能耗。

2.2 水泵能耗

在市政给排水工程中，水厂的水泵机组能耗相对较高，在具体设计时，应当采取有效的措施降低水泵机组的能耗。对于一些大型水厂而言，其水泵机组容量较大、功率也相对较高，故此应对其电耗指标进行严格控制。同时，由于地面水和地下水使用采用的水泵机组型号不同，前者多采用深井泵或是潜水泵，它们的运行效率相对较低，电耗指标要求也有所差别，这在设计中应当予以充分考虑。我国在2000年的供水行业发展规划中提出了各类水泵的电耗指标，见表1和表2所示所示。

2.3 合理利用太阳能技术进行节能

在对市政给排水工程进行节能设计的过程中，除了应当对水资源进行充分考察和利用之外，还应当解放思想，积极创新，不断挖掘潜在的自然资源，并对此加以利用，进而实现给排水节能的目标。太阳能是一种典型的清洁能源，也是目前可利用量最大的能源，在日常生活中，合理利用太阳能技术能够实现生活用水加热，这样可以有效降低能耗，并且还能对环境起到一定的保护作用。为此，可在市政给排水设计中，采用太阳能技术，借此来实现节能降耗的目标。例如，可将集热板或热水箱布设在建筑屋顶，这样便可以直接对太阳能进行利用，既节约了水资源，又降低了能耗，可谓是一举两得。

3 结论

总而言之，在全球性能源紧缺的背景下，节能降耗已经势在必行。为此，市政给排水设计中，应当合理运用节能措施，从根本上减少水资源和能源的浪费，提高资源利用效率。在未来一段时期，应当重点加大节能技术的研究力度，并逐步将之应用到市政给排水设计当中，这对于促进我国城市的可持续发展具有非常重要的现实意义。

表1 离心泵与混流泵的电耗考核指标

表2 深井泵与潜水泵的电耗考核指标

在具体设计时，除了应当严格按照电耗指标选择水泵之外，还应当合理确定水泵机组的台数，这也是降低水泵能耗比较有效的措施。此外，对于一些供水量不足的城市，市政水厂可以按照相关规定的制度进行供水，但在具体设计时应当充分考虑达到设计规模所时的节能问题，这是非常重要的一点。在配置水泵时，应当尽可能选择合适的地点进行设置，并确保扬程的富余量满足要求，防止过剩的情况发生。

[1] 王海.城市污水处理厂曝气系统节能降耗影响因素及控制模式研究[J].青岛理工大学学报(社会科学版)，2010，(10).

[2] 庞波.从宏观和微观层面探讨城市市政给排水规划设计与节能的关键要素[J].科技情报开发与经济，2011，(12).

[3] 谢宏波.给排水节能设计的研究现状与未来发展趋势[J].东方企业文化，2011，(11).

[4] 孙德艳.加强市政给排水工程设计与施工管理降低能耗实现综合效益提升[J].科技创新与应用，2013，(11).

[5] 肖振海.现代城市市政给排水规划设计与节能问题分析探讨[J].科技信息(科学教研)，2013，(6).

[6] 任正元，余武，郑爽.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定对节能节水的影响分析[J].中国新技术新产品，2012，(12).