市政給排水工程設計中節能技術的應用研究

李 威，李 丹

（1.招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067；2.重慶市設計院有限公司，重慶 400015）

0 引言

隨著經濟的發展，能源消耗與日俱增，各種資源尤其是水資源出現嚴重短缺。為此，我國建設了許多節水工程，以更好地節約和利用水資源，并積極推廣采用節能供水技術，減少用水量，提高用水效率。如今，人們已經認識到節約用水的重要性，如何減少污染、節能減排成為人們的主要任務。解決這一問題的有效途徑是著手提高市政給排水工程的能源利用效率，改變人們日常用水習慣，結合實際，采用先進的水資源節能技術。

1 市政給排水工程概述

當前，城市基礎建設在不斷發展，市政給排水工程也在城市發展過程中起到了至關重要的作用。市政給排水工程的每個環節都極為重要，不僅需要對其進行系統性布局和科學的管理，還要在施工的時候對施工設備、材料以及技術等進行嚴格的控制[1]。通常情況下，市政給排水工程多為地下水網布設施工，這種施工方式就要求工作人員必須對地下布網情況進行深入了解，只有系統性地掌握施工現場情況，才能在設計中融入節能技術，在一定程度上起到節能降耗的作用。由此可見，加強市政給排水工程設計中的節能技術應用，可以促進城市的長遠發展。

2 節能技術在市政給排水工程中的重要性

與其他市政工程項目相比，市政給排水工程消耗的能源較少，但如果能夠最大限度地提高能源使用效率并減少能源消耗，則可以節省能源資源并改善環境，起到非常積極的促進作用。當前，我國能源短缺問題依然十分嚴峻，嚴重制約了我國經濟的可持續發展。因此，應努力優化城市給排水工程設計，實現以經濟持續健康發展為基礎的節能節水目標，確保用水安全和科學用水。我國人均水資源量較少，要積極保護水資源，促進社會經濟的可持續發展。在市政工程建設中采用節水和節能設計，不僅可以提高資源的利用效率，還能有助于降低成本，避免過多的能源消耗，保護環境免受破壞，促進經濟的發展。

3 市政給排水工程的設計問題

3.1 工程設計規劃不符合城市實際情況

隨著社會現代化進程的加快，城鎮化和工業化在不斷推進，在人口增長的背景下，人們的工作和生活對水資源的需求不斷增加，這在一定程度上增加了市政給排水工程的負擔。目前，我國城市發展速度快，城市人口呈現暴發增長的趨勢，城市供水壓力巨大，但在規劃大部分市政給排水工程時，卻忽略了城市發展中的突出情況，導致工程設計脫離實際，設計建造的市政給排水工程不能適應城市發展的需要，造成城市供水困難的局面。市政給排水工程的規劃必須正視當前城市發展的問題，并在設計上加以有效解決。

3.2 節能環保意識差

當前的市政給排水工程設計僅僅是為了給城市排水和供水，而忽略了節能的重要性。但在以綠色、可持續的節能環保現代理念為指導的背景下，市政給排水工程不能僅僅滿足人們的日常需要，還需要實現資源的優化分配。然而，在實際市政給排水工程的具體設計中，受傳統施工理念的影響，節能環保意識相對薄弱。此外，在市政給排水工程設計中，沒有設計科學的廢水處理工程，大部分廢水直接排放到自然環境中，不僅浪費水資源，而且對環境造成嚴重破壞。

3.3 管道缺陷明顯

市政給排水系統復雜，我國城市規劃中使用的管道大多是傳統埋設，這種管道埋設比較深，維護難度大，尤其是在污水排放管道。此外，傳統的管道建設是基于原有的城市環境和生態環境進行節水設計，隨著城市的發展，已經難以滿足現今的城市發展需要[2]。

4 節能技術在市政給排水工程設計中的應用

隨著社會經濟的發展，在市政給排水工程設計中采用節能技術，可以有效緩解城市供水壓力，優化落實資源節約開發的理念。在節能給排水技術的具體應用中，必須根據給排水系統的特點，進行有針對性的設計和應用。

4.1 用于給水設計中的節能

為了有效實現市政給排水工程的節能效果，就要對其給水的源頭進行節能設計。在市政給排水工程中，給水系統發揮著重要的作用。在供水時，需要對城市自身的用水量進行詳細的研究，并結合城市的水文地質條件進行規劃設計，實現給水系統的合理規劃。此外，可以在蓄水池供水和直接供水的基礎上，開拓創新，研究出更多節能環保的供水方式。傳統供水方式比較方面快捷，但能源消耗較大，供水效率低下，在一定的程度上會增加城市供水網絡的壓力，由此可見，實現供水設計中的節能應用非常重要。為了有效實現給水的節能效果，需要不斷完善其供水的方式，并采用新的節能技術來達到節能的目的[3]。

4.2 在排水系統的應用

排水系統的設計需要體現預見性特征，例如，消除自然降水對城市正常排水秩序的影響，防治洪澇災害。在部署節能排水技術時，市政當局需要加大數據收集力度，結合城市的具體發展和地理特征等因素，制定有效的政策，以充分發揮排水系統的功能。隨著城市的快速發展，城市污水不斷增多，若排放不當對城市環境和自然水體造成極大的破壞。因此，必須科學、合理地解決污水排放和處理問題。例如，在建設排水管道時，計算城市的實際污水，根據實際劃分污水排放區域，以確定該區域的污水是否可以直接排放或處理后回收利用，并進行適當的工程規劃。有特殊要求的規劃，應滿足城市排水和避免無理污染的需要。

4.3 管道方案及排水系統的選擇

首先，在鋪設管道時，要保證管道的走向與地勢相對應。通常情況下，將排水管道埋在路面較為低洼的位置可以有效保障污水的自動排放。然后在低排水區安裝主管道，使支管的污水自動流入主管。鋪設水平支管時，應確保其坡度與地面相同。在平坦的路段上，等高線和徑流小的支管應垂直放置，主管方向應與等高線平行。其次，在規劃設計城市排水系統時，系統的科學選型非常重要。在當前市政給排水工程的規劃中，工業廢水和生活廢水、雨水一直都是合流送入污水處理廠處理，該工藝可有效減少水污染。但使用該系統對污水處理廠的規模要求較高，需要大口徑主干管，總體來說建設成本過高，不利于節能減排。再次，應優化改造管道的排水設計，對雨水和污水進行合理的處理，例如，可以收集雨水進行綜合利用，以此來提高水源利用率。最后，建立污水處理綜合體系，使用大型區域污水處理廠對單一污水進行集中處理和排放，實現集中管理，從而降低管理成本，節約土地資源[4]。

4.4 中水系統的建設

中水系統的建設可以提高水資源的回用率，從而提高用水效率。中水系統是一種可以重復利用水資源，具有極佳節能效果的系統。在市政給排水工程節能設計中，設計人員應充分考慮再生水系統的使用情況，以更好地體現給排水節能技術的潛在用途。為了達到節能的目標，要求相關人員深入了解中水系統的功能，優化其配套設施。在城市給排水工程設計中對生活污水的處理進行優化，這樣不僅達到了循環利用水資源的目的，還滿足了居民非飲用水的需求[5]。中水系統的建設如圖1所示。

圖1 中水系統的建設

4.5 雨水系統的規劃設計

節能技術對市政給排水工程中的雨水系統設計影響很大，雨水系統是市政給排水工程降水優化處理的保障系統。但是，雨水系統在設計時相對復雜，其設計需要多個部門溝通研究規劃，在設計時要考慮當地的環境和地形等。設計人員應全面了解當地的降水情況，并且還要做好對雨水收集的工作。通常情況下，當城市出現降水時，一些地方會產生積水現象，從而影響市政管道的排水效率。雨水系統的規劃設計可以在一定程度上提升雨水的回收利用率，同時也能將雨水循環利用為城市的儲備用水。雨水系統的設計要進行全面考慮，例如，系統的豎向標高的設置應考慮雨水系統的承載情況。除此之外，要避免系統中的部分路段出現的雨水溢滿的情況，使雨水實現重復利用。雨水系統規劃設計如圖2所示。

圖2 雨水系統規劃設計

4.6 合理使用新能源和節能技術

市政給排水工程在城市發展中發揮著至關重要要的作用。為了有效的達到市政給排水工程的節能效果，就要采用綜合措施來降低市政給排水工程的消耗。為了能達到節能的目的，可以在供水的環節中運用新能源，如太陽能、風能等，有效降低了能耗。在多層建筑的屋面上安裝太陽能集熱板和水箱，利用加壓泵把熱水輸送到居民用戶。在一些高層建筑，可以安裝太陽能集熱板并與管道進行串聯，在屋頂的水箱位置設置空氣熱源進行輔助加熱。此外，也可以安裝太陽能光伏板，通過科學合理的設計，利用光伏板發電并將其電能運用在供水環節中，以此降低市政給水工程能源消耗，提升市政給排水工程的整體效益[6]。

5 結語

市政給排水工程在城市發展中發揮著重要作用，為人們的生活和工作提供了必要的資源，保障了城市的正常運行和發展。近年來，在社會經濟快速發展的大背景下，人與自然的矛盾更加突出，環境污染問題也層出不窮。隨著綠色、健康、可持續的經濟發展理念不斷延伸，人們的環境意識在不斷增強。我國資源相對稀缺，因此，需要在市政給排水工程設計中不斷提升節能技術水平，促進我國經濟可持續發展。