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[摘 要]给排水工程是市政工程的重要组成部分,其工程能耗在整个市政工程总能耗中占比较高,对城市经济和环境影响较大。我国是一个能源短缺型国家,节能是当前社会经济发展的一项重要举措。因此降低城市给排水工程能耗具有十分重要的现实意义。本文阐述了当前市政给排水设计内容,并提出了有效节能措施和对策。
[关键词]市政给排水;设计;节能;措施
中图分类号:TU991;TU992 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)22-0220-02
一、市政给排水设计概述
1.1给水系统设计
水资源是一种稀缺性资源,城市给水系统设计要注重提升水资源综合利用效率。在设计给水系统时,要充分考虑地方实际情况,降雨量充沛的季节要做好水资源存储,将用水量大的项目安排在这个时期,同时将用水量少及非用水的项目安排在雨量较少的季节。因此,城市给水系统的设计要从全年水资源分布情况着手,努力促进城市水资源供求平衡。
1.2排水系统的设计
和给水系统相比较而言,排水系统其设计内容明显要多,必须要考虑污水、生产生活用水以及各种工业排放用水等进行综合设计。此外,在设计生产生活排水系统的时候,还应该考虑洪涝对其造成的影响,制定对应的防洪策略,确保工程能够抵御各类型洪水的冲击。在设计污水处理系统的时候,需要从工业用水和生活用水两个方面分别着手,应该提升污水排放效率和节能环保方面进行思考,确保设计的科学性和可行性。在整个设计过程中还需要考虑所在城市的实际情况,综合施工技术、施工方法以及施工材料等基本条件,保证排水管网其科学性,降低资金投入。为确保下水管道内部管径与所在坡度的科学性,应该利用有效的图形测量措施来得到较为精确的数据信息,计算污水总量,精确掌握坡度相关资料,最终确定管径以及坡度。道路施工和管道铺设可以同时进行,以此来降低资源的浪费。
二、市政给排水设计现状分析
2.1缺乏科学的理论依据
当前政府已制定了城市市政给排水建设相关规章制度,给排水实际规划过程中的具体数据主要来源于对历史综合水文数据的回归外推,但是这种计算方法缺乏科学的理论依据,得出的数据往往比实际值高,这种设计计算方法得出的数据不够准确可信度较低,不利于提高给排水设计水平,另外在市政给排水设计中也缺乏对各类用水器具、各种用水行为、用水工艺的系统检测,设计人员对新的用水技术不够了解,没有熟练掌握对水信息进行综合分析的用水技术,设计人员专业素养不够制约了给排水设计水平的提升。
2.2缺乏合理的排水机制
分流制排水技术是传统防洪排水设施进行污水、雨水排放的主要手段,传统的排水设计忽视了城市径流面积和雨水资源利用,近年来不断发生的各类突发排放事件和随机性暴雨径流成为了城市流域污染治理中的重难点。原有的分流排水系统不能很好的解决这些问题,原有排水机制难以解决的突发事件严重破坏了城市水体生态系统,城市径流污染日益严重,市政排水体制设计必须结合当地的水文情况、地质构造、降雨情况,科学合理的进行技术上的分析确定,市政给排水建设必须建立健全相应的排水机制。
2.3水资源浪费问题严重
城市化进程的不断推进促进了房地产业蓬勃发展,房地产业景观用水规模日益扩大,成为了市政给排水建设中不容忽视的因素,这类景观式生态环境工程建设忽略了自身的生态功能、水体对城市或流域的内循环扰动,只重视眼前局部效果,大规模的引入所谓的城市生态用水不仅没有发挥应用的生态功能作用,反而造成了严重的水资源浪费,加剧了城市用水紧张。部分城市污水治理流于形式,竟采用引水冲污的错误的处理方式治理污水,降低了水资源的利用率,未能有效的控制污染源,反而造成了水资源的浪费,使得城市用水更加紧张。
三、加强市政给排水节能设计的有效措施
我国目前水资源相对较为缺乏,人均的水资源占有量相对较少,水资源需要得到合理利用,避免浪费。目前,市政给排水工程的工程数量在不断增加,规模也在不断扩大,相应的用水数量也变得越来越大。在这样的情况下,市政给排水工程对于水资源的利用情况就需要得到高度重视。市政给排水工程如果能在设计过程中应用节能给排水技术,不仅能降低工程建设成本,保证工程日后的使用性能和整体质量,还可以有效节约水资源。在当前我国可持续发展社会的建设目标之下,市政给排水工程应用节能理念具有重要的现实意义。
3.1给排水规划设计
第一,为全面完善市政给水系统,可通过制定相应的规范法规来逐步将自备水源井的现象取消;第二,市政给水系统规划设计时,不能仅关注城市发展的近期需求,还需要对城市发展的长远需求进行综合考虑。例如在施工时可以预留给水管位,这样既能最大限度的降低重复投资,还能为未来城市发展奠定良好的基础;第三,为确保给水系统规划设计的合理性,还应该采取科学的技术措施和有效方法,充分运用现代科学技术措施,为给水工程奠定良好的技术基础。例如在部分城市,为获取更多的淡水资源,可以采取海水淡化的做法。又比如在其他部分缺水的城市,可以通过借调水资源丰富地区的水资源来满足城市的发展需求;第四,在给水系统规划设计时,不仅要优化给水系统,还应该弘扬人们良好的用水习惯,培养人们自主的节水意识。既可以通过大力宣传,也可以通过调节水价的措施来督促人们节水,以确保城市水资源的可持续发展利用。
3.2合理控制给水水压,避免超压出流
给水压力过高会加快管网设施配件的老化速度,因此给排水设计规范明确了给水系统参数标准和压力限制。尽管如此,由于受到其他因素影响,管网系统依然会出现超压出流的问题。这是因为现行给水压力限制过于宽泛,因此在设计市政给排水系统时,要根据实际调研数据来提取最佳水压上限值,以有效控制给水系统水压过大导致超压出流的情况。一般来说,可以从以下几方面努力:首先,要全面掌握现行给排水系统实际水压数据,经过多方面的考虑来设置市政给排水系统水压上限值,而不能片面的以厂家标准为参考值,这样可以有效避免超压流出情况发生。其次,可以采用减压措施。在给水系统中,可以在关键节点设置一些减压设备,如减压阀、减压板等,可以有效的控制水压,降低意外情况下超压流出发生概率。有学者研究发现,减压阀可以有效控制配水点的水压,它可以根据需要灵活调整给水管网中的水流量,以此达到节能的效果;而加装减压孔板也可以有效控制超压流出,该装置安装成本较低,后期维护简单可行,也是一种比较理想的控制超压出流方法。
3.3减少热水供应系统浪费
当前,北方许多城市都建立了热水供应系统,这种供水系统比常温供水造成的浪费和损失更为突出,具有巨大的节能改进空间。可以从以下几方面进行节能改进:首先,优化和改进无循环热水供应系统,大力发展和推广室内热水循环系统。这种供水系统可以显著降低无效冷水排放量,提高水资源综合利用效率。无循环热水供应系统改造成本低廉、技术相对成熟,具有较大的发展空间。一般来说,其主要有以下推广优势:首先,室内热水供应系统改造成本投入回收期约为一年期限;改造热水供应系统可以缩短热水器与出水点之间的距离,减少水热能损失,因此在建筑结构设计时要预留相应的功能空间。其次,通过对热水供应管道进行保温处理,也可以减少供水过程中的热损失,提高节能效果;另外,可以安装一个水温度控制设备,这样可以精确监控热水温度变化,避免水温过度调节造成热量损失。不少实际使用中的热水供应系统都存在温度控制装置灵敏性偏低的问题,这显然会加剧水资源浪费程度,因此,可以在政府部门的主导下研发一些性价比更高的温度控制装置,以提高社会水资源利用效率。经研究发现,热水供应系统中的水温控制在60℃比较适宜,这个温度不仅可以有效杀死管道中的细菌,还可以最大程度保证用户充分利用热能,提高热水資源综合利用效益。
3.4注重雨水系统设计
在市政给排水工程设计中,雨水系统是重要的组成部分。市政给排水工程如果无法做好雨水给排,会给交通带来很大压力,也会给人们的生活带来不便。在进行雨水系统设计的时候,要综合考虑各个地区不同的实际情况,如城区的地形与地貌、市政给排水工程的具体规划分布情况等。在设计雨水系统的时候,要将节能效果较好的循环技术应用其中。在设计的过程中,要将雨水系统的压力检测与系统的竖向标高进行结合,在雨水进入排水管道以后就会自动进入相应的循环系统,实现对其的二次利用。雨水在循环系统中的二次利用,就可以很好地实现市政给排水工程的节能设计目标。
3.5利用污水处理新技术
[关键词]市政给排水;设计;节能;措施
中图分类号:TU991;TU992 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)22-0220-02
一、市政给排水设计概述
1.1给水系统设计
水资源是一种稀缺性资源,城市给水系统设计要注重提升水资源综合利用效率。在设计给水系统时,要充分考虑地方实际情况,降雨量充沛的季节要做好水资源存储,将用水量大的项目安排在这个时期,同时将用水量少及非用水的项目安排在雨量较少的季节。因此,城市给水系统的设计要从全年水资源分布情况着手,努力促进城市水资源供求平衡。
1.2排水系统的设计
和给水系统相比较而言,排水系统其设计内容明显要多,必须要考虑污水、生产生活用水以及各种工业排放用水等进行综合设计。此外,在设计生产生活排水系统的时候,还应该考虑洪涝对其造成的影响,制定对应的防洪策略,确保工程能够抵御各类型洪水的冲击。在设计污水处理系统的时候,需要从工业用水和生活用水两个方面分别着手,应该提升污水排放效率和节能环保方面进行思考,确保设计的科学性和可行性。在整个设计过程中还需要考虑所在城市的实际情况,综合施工技术、施工方法以及施工材料等基本条件,保证排水管网其科学性,降低资金投入。为确保下水管道内部管径与所在坡度的科学性,应该利用有效的图形测量措施来得到较为精确的数据信息,计算污水总量,精确掌握坡度相关资料,最终确定管径以及坡度。道路施工和管道铺设可以同时进行,以此来降低资源的浪费。
二、市政给排水设计现状分析
2.1缺乏科学的理论依据
当前政府已制定了城市市政给排水建设相关规章制度,给排水实际规划过程中的具体数据主要来源于对历史综合水文数据的回归外推,但是这种计算方法缺乏科学的理论依据,得出的数据往往比实际值高,这种设计计算方法得出的数据不够准确可信度较低,不利于提高给排水设计水平,另外在市政给排水设计中也缺乏对各类用水器具、各种用水行为、用水工艺的系统检测,设计人员对新的用水技术不够了解,没有熟练掌握对水信息进行综合分析的用水技术,设计人员专业素养不够制约了给排水设计水平的提升。
2.2缺乏合理的排水机制
分流制排水技术是传统防洪排水设施进行污水、雨水排放的主要手段,传统的排水设计忽视了城市径流面积和雨水资源利用,近年来不断发生的各类突发排放事件和随机性暴雨径流成为了城市流域污染治理中的重难点。原有的分流排水系统不能很好的解决这些问题,原有排水机制难以解决的突发事件严重破坏了城市水体生态系统,城市径流污染日益严重,市政排水体制设计必须结合当地的水文情况、地质构造、降雨情况,科学合理的进行技术上的分析确定,市政给排水建设必须建立健全相应的排水机制。
2.3水资源浪费问题严重
城市化进程的不断推进促进了房地产业蓬勃发展,房地产业景观用水规模日益扩大,成为了市政给排水建设中不容忽视的因素,这类景观式生态环境工程建设忽略了自身的生态功能、水体对城市或流域的内循环扰动,只重视眼前局部效果,大规模的引入所谓的城市生态用水不仅没有发挥应用的生态功能作用,反而造成了严重的水资源浪费,加剧了城市用水紧张。部分城市污水治理流于形式,竟采用引水冲污的错误的处理方式治理污水,降低了水资源的利用率,未能有效的控制污染源,反而造成了水资源的浪费,使得城市用水更加紧张。
三、加强市政给排水节能设计的有效措施
我国目前水资源相对较为缺乏,人均的水资源占有量相对较少,水资源需要得到合理利用,避免浪费。目前,市政给排水工程的工程数量在不断增加,规模也在不断扩大,相应的用水数量也变得越来越大。在这样的情况下,市政给排水工程对于水资源的利用情况就需要得到高度重视。市政给排水工程如果能在设计过程中应用节能给排水技术,不仅能降低工程建设成本,保证工程日后的使用性能和整体质量,还可以有效节约水资源。在当前我国可持续发展社会的建设目标之下,市政给排水工程应用节能理念具有重要的现实意义。
3.1给排水规划设计
第一,为全面完善市政给水系统,可通过制定相应的规范法规来逐步将自备水源井的现象取消;第二,市政给水系统规划设计时,不能仅关注城市发展的近期需求,还需要对城市发展的长远需求进行综合考虑。例如在施工时可以预留给水管位,这样既能最大限度的降低重复投资,还能为未来城市发展奠定良好的基础;第三,为确保给水系统规划设计的合理性,还应该采取科学的技术措施和有效方法,充分运用现代科学技术措施,为给水工程奠定良好的技术基础。例如在部分城市,为获取更多的淡水资源,可以采取海水淡化的做法。又比如在其他部分缺水的城市,可以通过借调水资源丰富地区的水资源来满足城市的发展需求;第四,在给水系统规划设计时,不仅要优化给水系统,还应该弘扬人们良好的用水习惯,培养人们自主的节水意识。既可以通过大力宣传,也可以通过调节水价的措施来督促人们节水,以确保城市水资源的可持续发展利用。
3.2合理控制给水水压,避免超压出流
给水压力过高会加快管网设施配件的老化速度,因此给排水设计规范明确了给水系统参数标准和压力限制。尽管如此,由于受到其他因素影响,管网系统依然会出现超压出流的问题。这是因为现行给水压力限制过于宽泛,因此在设计市政给排水系统时,要根据实际调研数据来提取最佳水压上限值,以有效控制给水系统水压过大导致超压出流的情况。一般来说,可以从以下几方面努力:首先,要全面掌握现行给排水系统实际水压数据,经过多方面的考虑来设置市政给排水系统水压上限值,而不能片面的以厂家标准为参考值,这样可以有效避免超压流出情况发生。其次,可以采用减压措施。在给水系统中,可以在关键节点设置一些减压设备,如减压阀、减压板等,可以有效的控制水压,降低意外情况下超压流出发生概率。有学者研究发现,减压阀可以有效控制配水点的水压,它可以根据需要灵活调整给水管网中的水流量,以此达到节能的效果;而加装减压孔板也可以有效控制超压流出,该装置安装成本较低,后期维护简单可行,也是一种比较理想的控制超压出流方法。
3.3减少热水供应系统浪费
当前,北方许多城市都建立了热水供应系统,这种供水系统比常温供水造成的浪费和损失更为突出,具有巨大的节能改进空间。可以从以下几方面进行节能改进:首先,优化和改进无循环热水供应系统,大力发展和推广室内热水循环系统。这种供水系统可以显著降低无效冷水排放量,提高水资源综合利用效率。无循环热水供应系统改造成本低廉、技术相对成熟,具有较大的发展空间。一般来说,其主要有以下推广优势:首先,室内热水供应系统改造成本投入回收期约为一年期限;改造热水供应系统可以缩短热水器与出水点之间的距离,减少水热能损失,因此在建筑结构设计时要预留相应的功能空间。其次,通过对热水供应管道进行保温处理,也可以减少供水过程中的热损失,提高节能效果;另外,可以安装一个水温度控制设备,这样可以精确监控热水温度变化,避免水温过度调节造成热量损失。不少实际使用中的热水供应系统都存在温度控制装置灵敏性偏低的问题,这显然会加剧水资源浪费程度,因此,可以在政府部门的主导下研发一些性价比更高的温度控制装置,以提高社会水资源利用效率。经研究发现,热水供应系统中的水温控制在60℃比较适宜,这个温度不仅可以有效杀死管道中的细菌,还可以最大程度保证用户充分利用热能,提高热水資源综合利用效益。
3.4注重雨水系统设计
在市政给排水工程设计中,雨水系统是重要的组成部分。市政给排水工程如果无法做好雨水给排,会给交通带来很大压力,也会给人们的生活带来不便。在进行雨水系统设计的时候,要综合考虑各个地区不同的实际情况,如城区的地形与地貌、市政给排水工程的具体规划分布情况等。在设计雨水系统的时候,要将节能效果较好的循环技术应用其中。在设计的过程中,要将雨水系统的压力检测与系统的竖向标高进行结合,在雨水进入排水管道以后就会自动进入相应的循环系统,实现对其的二次利用。雨水在循环系统中的二次利用,就可以很好地实现市政给排水工程的节能设计目标。
3.5利用污水处理新技术