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节能技术在市政给排水工程中的应用于德永

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：于德永

[导读] 摘要：社会经济的发展虽然提高了人们的生活质量，但带来的环境污染及能源损耗问题也日益严重。

        北京化工大学北京朝阳区 100020
        摘要：社会经济的发展虽然提高了人们的生活质量，但带来的环境污染及能源损耗问题也日益严重。为此，在现今经济建设中，务必加大对环境保护及能源节约的重视力度，以降低污染及能源损耗，推动各行业的稳定发展。市政工程作为城市建设的重要内容，将节能环保理念融入其中，对于提高环境质量，推动城市经济发展有着显著意义。
        关键词：节能技术；市政；给排水；应用
        1市政给排水工程概述
        当下我国城市基础建设规模逐渐扩大，市政给排水工程作为重点项目，其作用意义重大。市政给排水工程主要是以城市数量供给、科学配置及安全保障为主，从项目施工范围及规模方面都要求较高。另外，市政给排水工程不是单一片面的简单流程，而是需要对其进行科学管理、系统布局，在施工设备、施工材料及施工技术方面也极为考究。市政给排水工程多为地下水网布设施工，需要对布网情况与施工现场进行深入了解、系统掌握，才能起到优化项目、节能降耗的实际作用。因此从城市长远战略发展角度出发，加强对市政给排水设计中的技能技术应用十分必要。
        2节能给排水技术在市政公用工程中的使用价值
        市政公用工程建设中涵盖的内容较多，如城市园林绿化工程、道路桥梁工程等，这些工程的开展对水资源的需求量较大，如果不能设置科学有效的给排水系统，不仅会对水资源供应及排放带来较大影响，还会加剧城市污染，阻碍城市生态环境的科学构建。为此，在市政公用工程建设中，应加大节能给排水技术的应用力度，构建完善的给排水系统，一方面保证水资源供应及排出效率，一方面对排放的污水实施科学处理，减少对周边环境的影响，达到绿色环保目标。此外，传统市政公用工程建设中，由于存在较大的能耗问题，导致我国能源危机问题严重，经济成本损失不断加大，而在使用市政给排水技术后，则可在提高水资源利用率的基础上，降低能耗问题的产生，缓解我国现存的能源危机问题，推动城市乃至社会经济的良好发展。
        目前水资源短缺已成为开放建设中较为重要的问题，再加上市政公用工程建设的规模相对较大，带来的能耗问题也相对较为严重。为此，有必要加大节能给排水技术在市政公用工程建设中的应用，响应国家政策号召，合理规划现有资源和能源，改善城市建设水平。在施工时期，通过节约能源，使用供水系统以及排水系统，可以显著减少能源的消耗，这样可以促进国家社会经济的可持续发展。
        3市政给排水的现状与分析
        3.1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。
        3.2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。
        3.3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。
        4节能技术在给排水应用对策
        4.1雨水系统的科学规划设计
        雨水系统是市政公用工程给排水系统构建中较为重要的组成部分，合理规划雨水系统，对于实现水资源节约及循环利用有着显著效果。传统给排水系统中，只是设置简单环节，将雨水有效排出，并未考虑到雨水收集及循环利用这一环节，这导致水资源浪费问题得不到有效解决。而应用节能给排水技术，不仅能够有效排出雨水，为城市居民提供一个舒适的城市生活环境，还能够将多余的雨水收集起来，进行有效利用，从而达到提高水资源利用率，节能环保的目的。而要想实现这一目标，在设计过程中，有必要对雨水收集系统实行科学规划和考量，加强雨水收集的实时性、有效性，同时设计中需结合区域地质环境、气候水文等特征，对雨水收集系统予以调整和完善，加大雨水收集及循环利用率，完善市政公用建设中，水资源供应的充足性，合理性。
        4.2分区供水
        随着城市发展规模的加大，原有的市政管网在运行中，经常会存在压力不足的情况，很难满足目前城市内部高层建筑的供水需求。因此在设计高层建筑的给水系统时，一般都会采取变频加压给水的方式分区供水，这就要求各分区最低卫生器具配水点处的静水压不大于0.45MPa，且分区内低层部分应设减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.20MPa，以达到节水的目的。变频给水设备的设计可按照以下几点要求开展科学规划。
        一是了解泵高区域流量范围与设计流量范围间的关系，根据这项参数数据对主水泵的数量实行科学设置。通常情况下，注水泵数量控制在2～4台左右，并设置1台性能相同的备用水泵设备，以备不时之需。
        二是确定额定时速。为保证供水质量，水泵设备一般会设置在高效区段右侧的末端，水泵流量要控制在单台注水泵的三分之一-二分之一之间。

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        三是稳压罐的容积应按不小于最高时流量1分钟的水量确定，压力等级与系统工作压力相匹配。当地市政条件允许管网叠压供水时，二次加压供水应优先采用无负压变频加压供水。一般以市政直供和水箱补水这两种形式加以实现。前者直接利用市政供水管道压力作用满足供水要求。其优势在于，缩短水泵扬程距离，减少耗电功率，达到节水节能效果。不过该方式对市政管网的水压有着较高要求，需要相关人员实行科学把控。后者则很好的解决了直接供水中存在的各种弊端，并将直接供水与水箱供水两种方式有效结合起来，做到自由切换，以满足用户用水需求，加强供水的有效性和可靠性。目前水箱供水是市政公用工程给排水系统设置中最常使用的方式之一，对于提高供水安全性、达到节水目标有着显著作用。
        4.3限流减压
        合理限流是降低水压影响，确保给排水系统正常运转的有效措施及方式。水在流动过程中会产生一定的压力，在给排水管道布设中，如果不能将水流动中的压力予以科学管控，不仅会对给排水管道的质量带来较大影响，还会对系统及设备运行安全构成严重威胁，引发安全事故的产生，降低水资源使用的科学性。因此，在设计过程中，要对给排水系统的水压实行全面掌控，采取科学防护措施降低水压对系统及设备带来的不良影响，促进给排水系统的稳定运转。限流减压作为最为有效的方式之一，其是通过截留管和孔板等材料的应用，将供水段的水压降低，将流动水压转变成静态水压，以此降低水流运行中存在的危险，减少对设备及系统带来的危险隐患，维护给排水系统的运行质量及安全。这里需要注意的，在实施限流减压方法之前，必须对市政公用工程的给排水系统设计要求以及实际施工情况展开充分的了解和调查，从实际出发实行科学合理的设计，从而有效保障给排水系统的质量与安全。
        4.3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。
        4.4提升能源的利用率
        水资源的可持续发展对于城市的发展建设有着重要的影响。节约用水不仅仅是我国可持续发展的需求，更是所有公民的义务。政府部门应对城市节约水资源计划进行合理的控制，对城市历年整体用水情况进行分析，包括居民用水以及企业生产用水等。根据用水量的变化趋势，结合城市人口增长情况以及企业发展情况对城市用水实行有效控制。通过调整水价的方式进行用水量的控制。可以采取用水量分段收费政策，超出规定的用水量部分将水价提高，这样通过提高收费标准的方式有效杜绝水资源浪费问题。
        在市政给排水施工中，一定要提升施工人员的技术水平，加强节能理念的宣传，提高施工人员的节能意识，使他们在施工过程中合理运用节能技术以保证给排水系统的节能效果。在给水系统中，设计时可采取直接供水和间接供水相结合的方式，根据各地区的实际情况来进行有效的调整。要做好压力泵的维修和养护工作，不仅要做好节能工作，还要保证给水系统的工作效率。在排水系统中，要根据设计的要求来选择直槽、梯形槽以及混合槽，并且需要有专业的监理人员进行全程监工，以确保排水管道施工的规范性。
        4.5提高管理人员综合素质
        管理人员在市政给排水工程节能管控中起到重要影响，工程单位应以培训班方式，对管理人员进行全面系统培训，其主要包括：节能意识、节能技术、节能操作、节能工艺、节能理念等。通过节能管理培训，为日后市排水工程施工节能质量提升起到积极保障作用。
        4.6完善相关法律法规
        国家需要从绿色发展层面对城市市政给排水工程节设计节能进行管理，并进行标准规范制定，如：第一，出台相关节能法律、法规，从工程设计节能的时效性入手，强化市政给排水工程设计节能的管理作用。第二，建立多机构、多部门进行联合节能监测、实时监督，强化市政给排水工程设计中的节能效应，如政府单位、监理单位、建设方都可以对其进行节能监督，并对存在违规、污染等问题进行严肃处理。保障城市给排水工程设计节能管理工作的时效性。
        4.7中水回收技术
        所谓的中水回收技术指的是对一些雨水、污水等废弃水进行过滤、消毒程序的处理后，进而产生全新的水资源，但是由此产生的是不可饮用的水资源，这类水资源只能用于冲洗厕所、相关施工行业、灌溉以及街道清洗等方面。在市政给排水工程中充分应用中水回收技术，最大程度上提高了水资源再次使用的效率，可以降低在清洁水源中的耗费量，充分利用所回收的中水作为清洁水源的能源。但是在使用中水回用技术的过程中，将会消耗大量的资源，若想将此项技术得到更高效的发展，应加强新技术、新设备以及新材料等的研究力度，确保中水回收技术能够得到更高的应用。
        结论
        面对城市水资源供应日益紧张的难题，本文分析了国内城市化过程中市政给排水工程存在的规划滞后、改造困难等问题，提出合理分配给水管线压力，做好污水排放，并综合利用雨水等水资源，达到高效节能利用水资源目的，对城市建设具有一定的指导作用。
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