节能技术在市政给排水工程中的应用

2020-02-15石磊

建材与装饰 2020年16期

石磊

（山西诚信市政建设有限公司山西太原 030000）

0 引言

随着城市化建设的不断深入，我国出现了大规模的城市群，京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群快速建设和发展，其他中小城市规模也逐年扩大，城市化促进了经济高速发展，为人民生活带来的便利，推动了社会快速进步，然而为保证城市的正常运作，每天都会消耗大量的自然资源，其中水资源是不可缺少的资源之一。我国是一个水资源相对丰富国家，淡水资源占全球6%，人均达2300m3，仅为世界平均水平的1/4，是人均可使用水资源最少的国家之一，却是人均水资源消耗最多的国家。受到区域分布、季节的影响，城市水资源紧缺状况越来越突出，当前很多市政给排水系中节能技术还没有得到重视和应用，因此研究合理的节能方案，提高水资源的利用率是一个重要课题[1]。

1 市政工程给排水的理论概述

市政给排水作用是水供给、废水排放和水质改善，除了为城市供给用水和排放雨水、污水等水体，也兼顾控制城市内等传染病的发生和流行，城市给排水工程是预防水媒传染疾病、保护国民健康重要基础设施之一。随着城市规模扩大，市政给排水工程规模也逐年增加，尤其是我国人均用水量在逐年增加，因此必须重视市政给排水工程中的水资源节能技术，将节能技术融合在市政给排水工程设计前期，并在运营过程综合考虑各种节能因素，从各个环节控制水资源的利用，提高水资源的节能效果。也可以说，市政给排水工程中的节能技术应用，是保证我国可持续发展建设的关键问题之一[2]。

2 市政给排水的现状与分析

随着我国城市化的变迁，人民对居住环境的追求也在不断变化，人与自然的融合成为更多新城区建设的主题，但是城市生态环境改善需要更多的水资源作为支撑，很多城市发展中仍存在一些问题，其中市政给排水工程主要存在以下几个方面：

2.1 节能技术前期设计不足

尽管我国城市规模发展迅速，市政建设也取得很大进步，但是节能技术在市政工程前期设计不足的现象比较普遍，尤其是工程设计、造价和施工中，对节能技术重视不足，或者仅有概念设计，未能很好融入市政工程建设中，更多城市重视市政给排水工程建设和生态城市推广，忽略了城市运营带给自然资源巨大压力，忽视了给排水工程中节能技术应用带来的长远社会效益。

2.2 城区规划滞后

市政给排水工程规划和城市发展规划不同步现象也比较多，我国很多城区建设迅速，给排水工程规划仍沿用传统设计概念和思路，但新型城市有自身的特点和挑战，如高层建筑群的涌现，传统给排水模式很难和实际给排水需求是相适应，尤其是大量楼盘密集交付和入住后，水资源的需求和污水排放给市政工程带来巨大压力，因此必须在城市规划前期，预先规划市政给排水工程的承载能力，并将节能技术作为给排水工程规划的一个要素。

2.3 旧城改造困难

我国很多城市发展均存在新城区包围老城区特点，尤其是典型的文化古城，市政给排水管道线路已经沿用了数十年，甚至数百年，传统管道设计布置比较落后，尤其是古城区管路，不仅维修困难，污水、雨水等废水排放也有很大问题，更容易产生污水聚集和局部区域内涝，同时传统给排水设计对于地理环境、未来城市发展筹划较少。当新城区旧城区周围辐射发展时，市政给排水系统对接容易出现问题，传统排水模式单一老旧、效率低，尤其是给排水管道掩埋深度处于较深的地下，污水不能得到有效排放处理，也加大了给排水工程后期维修保养难度。旧城区给排水进行改造时，必须综合考察地面建筑、地下设施和地下土壤等因素是否适合开展给排水工程改造，管道铺设，当工程不能避开某些固定的建筑物时，改造工程难以展开。旧城区管线密集交叉，缺少统一的规划布置，也对改造给排水工作带来困难。同时，旧城区有效的给排水任务重点在给排水功能上，未能考虑节能问题，直接导致了大量水资源浪费现象，也对生态环境造成压力。

3 节能技术在给排水应用对策

（1）合理分配给水管线压力。对城市建筑群给水普遍采用二次供水模式，但供水满足率低，必须充分利用市政管网提供的压力，同时根据建筑密度、建筑物高低采用不同的供水规模，高层建筑给水方式一般由几种给水方式相互组合而成，例如高位水箱给水、变频泵给水、气压罐给水、管网叠压给水，且选用的组合模式因建筑结构不同而有较大差异，其中超高层建筑给水方式最为复杂，因高层建筑涵盖功能多样，结构十分复杂，且水资源消耗量大，必须采用泵组加压供给，因此给水方式是否合理直接决定了节能效果。市政给水时会对给水管路系统产生压力，逐渐导致给水系统老化损坏，市政给排水工程建设前期，必须计算给水系统的供水压力，并采用减压节能技术，将给水管线压力设计在一定范围之内，减轻排水系统的压力，降低水资源消耗，从而达到节能的目的，通常建筑给水水压0.5MPa即可。高层建筑给水设计时，采用高位水箱供水方式以适应市政供水压力周期性不足的问题，生活用水先被输送至建筑高层生活水箱中，再依靠水的重力作用向下供给到用户，该方法即可保证正常稳定供水，也可实现高效节能利用水资源，但是必须合理设计水箱深度，以免受到外界污染时，水箱中水体不容易排出和净化。

（2）合理做好排水分类。城市化和工业化带来便捷的同时，相应污水排放日益增多，但是生活用水和工业排水性质不行，因此必须做好废水的分类处理，避免交叉排放造成二次污染。污水管道建设时，对水体进行评估，采取必要的防护措施，避免污水对周围土壤、建筑进行污染。号召居民将生活用水进行二次利用，提高水资源利用率，并实行阶梯水价，从水消费成本上提高人民对节约水资源的重视，并对节约用水技术进行推广。

（3）综合利用雨水、河水资源。现代城市排水系统设计需要综合考虑人文因素、自然因素和工业影响因素，不仅要重视市政排水系统排污能力，也要考虑工业污水、居民用水和自然降水对城市生态环境产生的影响，做好排放分类，并充分利用这些水资源。在雨季。城市管理者往往注重雨水的排放，忽视了对雨水的收集和利用，尤其是现代城市绿化面积不断扩大，水资源需要也不断增加，因此不仅要做好防洪抗涝的准备工作，也要制定储水和净化水措施，在干旱季节采用雨水进行绿地灌溉，从而达到做到节约用水的效果。。

（4）做好水中能源的二次利用。节能给排技术需要对水资源为载体的技术进行综合分析，例如，利用太阳能对水体进行加热后，向各个用户进行热水供应，可以极大减少电能消耗，也保护了生活环境。随着现有热泵技术的进步，越来越多城市中的公共设施开始利用污水或河水中的低品位热能进行制热或制冷，即可避免了空调带来的负面影响，也降低了化石能源的消耗。