文/林冠豪、曾長(zhǎng)發(fā) 中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 湖北武漢 430000
我國(guó)屬人口大國(guó),人均水資源占有量相對(duì)緊張,如何提高水資源利用效率,是市政給排水工程設(shè)計(jì)人員亟需解決的一項(xiàng)主要問題。在市政給排水工程運(yùn)行過程中,運(yùn)行故障將會(huì)導(dǎo)致城市內(nèi)部積水無法及時(shí)排出,影響城市交通運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅城市居民用水安全,因此,必須加強(qiáng)市政給排水工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性及可行性?;诖吮尘?,節(jié)能給排水技術(shù)的應(yīng)用與推廣為設(shè)計(jì)人員帶來了新的思路與理念。節(jié)能給排水技術(shù)的應(yīng)用使市政給排水工程的節(jié)能性得到了提高,市容市貌得到了明顯的改善,居民用水排水需求得到了滿足。為了充分發(fā)揮出節(jié)能給排水技術(shù)在市政給排水工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要作用及應(yīng)用優(yōu)勢(shì),明確節(jié)能給排水技術(shù)的重要作用,掌握節(jié)能給排水技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn),確保節(jié)能給排水技術(shù)能夠與市政給排水工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)更好的結(jié)合。
市政給排水工程具有一定的復(fù)雜性及綜合性,設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)與管理環(huán)節(jié)涉及多個(gè)部門及人員。在前期設(shè)計(jì)及中期建設(shè)環(huán)節(jié)中,如果未融入節(jié)能理念與思想,將會(huì)導(dǎo)致水資源浪費(fèi)問題出現(xiàn),資源利用效率也會(huì)受到一定的影響,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致水污染事故及用水安全事故發(fā)生。針對(duì)此類現(xiàn)象,在市政給排水工程設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)從多角度出發(fā),加強(qiáng)節(jié)能給排水技術(shù)應(yīng)用,確保市政給排水工程具有一定的節(jié)能、環(huán)保特性。在中期施工階段,積極協(xié)調(diào)多項(xiàng)要素,以此提高市政給排水工程建設(shè)成效,為城市居民用水排水及城市環(huán)境美化,提供一個(gè)更加便利的條件。
一方面,在市政給排水工程設(shè)計(jì)期間,如果未融入節(jié)能給排水技術(shù)理念,將會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案內(nèi)容存在缺陷及不足,不但會(huì)使城市居民日常生活受到影響,還會(huì)威脅城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供新的設(shè)計(jì)理念,使設(shè)計(jì)方案內(nèi)容更加科學(xué)完善,避免上述問題出現(xiàn)。另一方面,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下,資源浪費(fèi)問題愈加顯著?,F(xiàn)階段,資源浪費(fèi)已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)主要因素。由此可見,在市政給排水工程設(shè)計(jì)期間,加強(qiáng)節(jié)能給排水技術(shù)應(yīng)用已刻不容緩,這不但能夠避免時(shí)間浪費(fèi)問題出現(xiàn),還能夠提高能源利用效率,實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)及資源節(jié)約目標(biāo),對(duì)于促進(jìn)城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。市政給排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用及研究,以此充分發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及價(jià)值。
在市政給排水工程節(jié)能設(shè)計(jì)期間,核心原則是合理性。市政給排水工程與城市運(yùn)行密切相關(guān),一旦市政給水工程或排水工程出現(xiàn)運(yùn)行故障,將會(huì)對(duì)城市居民日常生活造成嚴(yán)重的影響。由此可見,在設(shè)計(jì)期間,應(yīng)確保設(shè)計(jì)方案內(nèi)容的合理性,提高節(jié)能給排水技術(shù)應(yīng)用水平,以此充分發(fā)揮出市政給排水工程的重要作用及價(jià)值。
市政給排水工程是一種大型項(xiàng)目,在運(yùn)行過程中會(huì)消耗大量的水資源。在市政給排水工程設(shè)計(jì)期間,為了實(shí)現(xiàn)節(jié)水這一目標(biāo),應(yīng)在使市政給排水系統(tǒng)能夠維持安全穩(wěn)定的運(yùn)行條件下,利用節(jié)能給排水技術(shù)降低水資源及能源損耗,實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約目標(biāo),這也是提高市場(chǎng)給排水工程運(yùn)行效率的一項(xiàng)重要方式。在市政給排水工程設(shè)計(jì)期間,應(yīng)積極探索節(jié)約用水方法及系統(tǒng)運(yùn)行效率提升途徑,養(yǎng)成良好的節(jié)能思想及理念,科學(xué)合理地對(duì)方案內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化及調(diào)整,以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
受經(jīng)濟(jì)因素影響,不同地區(qū)的市政給排水工程建設(shè)水平存在著明顯的差異。在市政給排水工程設(shè)計(jì)期間,設(shè)計(jì)人員應(yīng)秉持經(jīng)濟(jì)性原則,強(qiáng)化市政給排水工程建設(shè)成本支出管控,通過這種方式將各項(xiàng)成本及開銷保持在指定范圍之內(nèi),以此為基礎(chǔ)提高市政給排水工程運(yùn)行效率。
為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略目標(biāo),應(yīng)從綠色城市發(fā)展角度出發(fā),完善市政給排水設(shè)計(jì)工作,使設(shè)計(jì)人員養(yǎng)成良好的節(jié)能環(huán)保理念。第一,設(shè)計(jì)人員在方案設(shè)計(jì)等前期階段,應(yīng)引入、論證節(jié)能新技術(shù)、新工藝。第二,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)給排水工程的建設(shè)要求及施工現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn),優(yōu)化節(jié)能給排水技術(shù)應(yīng)用。第三,設(shè)計(jì)人員及施工人員應(yīng)養(yǎng)成良好的節(jié)能意識(shí),在具體實(shí)施過程中,加強(qiáng)精細(xì)化管理,將能源損耗控制作為主要工作內(nèi)容,充分發(fā)揮出節(jié)能給排水技術(shù)的重要作用,提高市政給排水工程施工效率,及時(shí)解決施工環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的各項(xiàng)問題。
市政領(lǐng)域的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是在大量經(jīng)驗(yàn)值積累下,通過手算、電算相結(jié)合,以Auto CAD 為媒介,生成二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)成果的設(shè)計(jì)方法,是一種靜態(tài)的、近似的、經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。這種方法在采用新工藝時(shí),常有參數(shù)難以驗(yàn)證、設(shè)計(jì)問題難以排除、設(shè)計(jì)成果難以直觀展示的弊端。因此,設(shè)計(jì)院應(yīng)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。如污水廠設(shè)計(jì)方面,可利用如Biowin、Mike West 等污水廠模擬軟件,試算設(shè)計(jì)參數(shù),優(yōu)化工藝流程;如利用bentley hammer等水錘分析軟件,優(yōu)化水泵選型及附屬構(gòu)筑物的配置,降低建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)行能耗;又如在截污、雨污分流、內(nèi)澇整治等設(shè)計(jì)中,可利用Mike Urban、Info Works ICM、SWMM 等軟件,搭建研究項(xiàng)目的管網(wǎng)模型,及時(shí)反饋不同設(shè)計(jì)方案而形成的治理效果,優(yōu)化工程范圍、減少工程量。最后,在傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、數(shù)字化技術(shù)的充分支撐下,在二維CAD 繪圖的基礎(chǔ)上,逐步通過BIM等技術(shù),實(shí)現(xiàn)三維正向設(shè)計(jì),并且將BIM 技術(shù)充分運(yùn)用到施工以及運(yùn)營(yíng)管理中。
在市政給排水工程節(jié)能設(shè)計(jì)期間,科學(xué)合理的對(duì)雨水回收系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃技設(shè)計(jì),能夠提高雨水利用效率,避免資源浪費(fèi)問題出現(xiàn)。雨水回收系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)充分考慮多項(xiàng)要素,例如城市布局、環(huán)境特點(diǎn)、地貌特征及發(fā)展需求等,以此為基礎(chǔ)對(duì)雨水回收系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化及完善,具體應(yīng)做好以下工作。在城市運(yùn)行過程中,降水量過大將會(huì)導(dǎo)致道路出現(xiàn)積水現(xiàn)象,影響市政排水管道運(yùn)行,還會(huì)導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的問題出現(xiàn),影響當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)行。針對(duì)此類現(xiàn)象,在市政給排水工程節(jié)能設(shè)計(jì),應(yīng)做好雨水回收系統(tǒng)布局優(yōu)化調(diào)整工作。例如,可結(jié)合海綿城市的設(shè)計(jì)理念,做好城市雨水系統(tǒng)吸附性設(shè)計(jì)工作,提高雨水回收利用效率,將雨水作為地下水儲(chǔ)備資源。另外,在雨水回收系統(tǒng)實(shí)際規(guī)劃過程中,還應(yīng)提高蓄水池內(nèi)部雨水的應(yīng)用效率。對(duì)于出現(xiàn)雨水溢滿的情況而言,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行解決,確保雨水能夠在回收處理后能夠及時(shí)使用。
在給水系統(tǒng)中,節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是確保市政給排水工程整體節(jié)能效果的一項(xiàng)重要方法,也是使城市居民養(yǎng)成良好的節(jié)約意識(shí)的一項(xiàng)重要舉措。在實(shí)際實(shí)施過程中,應(yīng)通過定額供水的方式,對(duì)區(qū)域內(nèi)部用水規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整,避免出現(xiàn)無節(jié)制用水的現(xiàn)象。在給水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)從以下幾個(gè)角度出發(fā),做好相應(yīng)的優(yōu)化工作。第一,重力供水技術(shù)。重力供水技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是施工成本低,能夠使飲水系統(tǒng)運(yùn)行過程更加節(jié)能環(huán)保,施工過程相對(duì)便捷,但對(duì)市政給排水管網(wǎng)的布局要求較高。第二,蓄水池節(jié)能供水技術(shù)。該種技術(shù)對(duì)供水泵的性能要求較高。第三,新能源供水技術(shù)。該種技術(shù)是指利用新能源產(chǎn)生的能量,維系供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用過程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)區(qū)域用水特點(diǎn)及地形情況選擇相應(yīng)的方法,進(jìn)而充分發(fā)揮出節(jié)能給排水技術(shù)在市政給排水工程中的重要作用。
如何實(shí)現(xiàn)雨水及污水分流管控是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容,也是世界各國(guó)市政給排水工程設(shè)計(jì)過程中急需解決的一項(xiàng)主要問題?,F(xiàn)階段,在污水及雨水地下管網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中,普遍缺少科學(xué)合理的設(shè)計(jì)及規(guī)劃,這就會(huì)導(dǎo)致管網(wǎng)相互交錯(cuò),彼此影響,管道連通等現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn),造成合流現(xiàn)象發(fā)生。針對(duì)此類現(xiàn)象,應(yīng)做好相應(yīng)的分流設(shè)計(jì)工作,通過這種方式不但能夠降低給排水系統(tǒng)運(yùn)行壓力,還能夠確保市政給排水工程運(yùn)行穩(wěn)定,延長(zhǎng)市政給排水工程使用年限。分流系統(tǒng)具有明顯的復(fù)雜性及高難度的特點(diǎn),提別對(duì)管網(wǎng)連接精度要求極高,一旦某個(gè)管道出現(xiàn)連接錯(cuò)誤的現(xiàn)象,將會(huì)導(dǎo)致分流系統(tǒng)的運(yùn)行效果大打折扣。為了充分發(fā)揮出分流系統(tǒng)的重要作用,應(yīng)將分流點(diǎn)設(shè)置在化糞池處,加強(qiáng)建設(shè)環(huán)節(jié)監(jiān)督與管理,聘請(qǐng)專業(yè)的管理人員對(duì)全過程進(jìn)行跟蹤管控,避免出現(xiàn)連接錯(cuò)誤的問題。此外,在材料選擇期間,應(yīng)優(yōu)先選擇節(jié)能材料進(jìn)行使用。節(jié)能材料具有低能耗、高效能的優(yōu)勢(shì)。在市政給排水工程建設(shè)期間,可選擇塑料復(fù)合材料作為主要管道材料,避免使用鋼管材料,通過這種方式降低污水處理系統(tǒng)運(yùn)行能源損耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。此外,該種管道材料的應(yīng)用還能夠提高流速,增加流量,減少摩擦,抗腐蝕性能尤為顯著,應(yīng)用過程極為便利。
在市政給排水工程運(yùn)行期間,給水管的破裂及腐蝕的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,這將會(huì)對(duì)市政給排水工程運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響,導(dǎo)致此類問題出現(xiàn)的原因主要是給水管網(wǎng)具有一定的壓力,水會(huì)在管道內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)壓及水錘現(xiàn)象,如果未做好給水管道減壓工作,將會(huì)使給水管道使用年限大大降低,為此應(yīng)做好以下幾點(diǎn)工作。首先,在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)優(yōu)先選擇優(yōu)質(zhì)管材及閥門進(jìn)行使用,做好給水管網(wǎng)平面差控制。其次,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行限流,在降低資源損耗的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。例如,對(duì)于給水配件及衛(wèi)生器具而言供水壓應(yīng)保持在0.2MPa 至0.3MPa 間,對(duì)于酒店及居民樓而言,水壓應(yīng)保持在0.3MPa 至0.35MPa 之間。此外,技術(shù)人員還應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域的實(shí)際情況,應(yīng)用限流減壓的措施,對(duì)給水方式進(jìn)行調(diào)整。通過這種方式不但能夠?qū)崿F(xiàn)給水設(shè)備保護(hù)要求,還能夠延長(zhǎng)給水設(shè)備使用年限,確保水流大小科學(xué)合理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。
在占地面積方面,池頂、屋頂?shù)扔行Ю玫穆市?,造成了土地資源的浪費(fèi)。在廠站設(shè)計(jì)過程中,可采用集約化的設(shè)計(jì)理念,采用池體堆疊建設(shè)的措施,節(jié)省占地。在能耗方面,水泵的總耗電量越占全國(guó)耗電量的20%,而廠站的運(yùn)營(yíng)中無論是原水的引入、各級(jí)水體提升還是輸配水,均需要用到較多大型水泵,能耗消耗巨大。因此,可引入熱源泵等節(jié)能型水泵,同時(shí)可建設(shè)光伏屋頂,以光伏發(fā)電為能源,降低后續(xù)廠站的運(yùn)營(yíng)成本。
在市政給排水工程運(yùn)行期間,給水工程是一項(xiàng)重要的構(gòu)成部分,也是建設(shè)成本相對(duì)較高的環(huán)節(jié)。就目前而言,技術(shù)人員大多通過加壓的方式實(shí)現(xiàn)水資源供給,這就會(huì)導(dǎo)致供水環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量的能源損耗現(xiàn)象。而科學(xué)合理的對(duì)水壓進(jìn)行分配,則能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排這一目標(biāo)。在市政給水工程運(yùn)行期間,水資源會(huì)對(duì)給水管道造成一定的沖擊,這部分壓力通常會(huì)被設(shè)計(jì)人員所忽略,如果能夠?qū)Υ藟毫M(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用,則能夠有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo),充分發(fā)揮出給水管道的服務(wù)功能。此外,當(dāng)水壓未達(dá)到供水標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可通過變頻加壓的方式滿足供水要求,通過這種方式不但能夠?qū)崿F(xiàn)水資源循環(huán)利用,還具有顯著的節(jié)能環(huán)保作用。
各地政府應(yīng)充分發(fā)揮出自身的監(jiān)督及引導(dǎo)作用,從綠色發(fā)展角度出發(fā),做好市政給排水工程節(jié)能設(shè)計(jì)管理工作,出臺(tái)相關(guān)規(guī)范及要求。第一,應(yīng)出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī),從市政給排水設(shè)計(jì)節(jié)能角度出發(fā),充分發(fā)揮出市政給排水節(jié)能設(shè)計(jì)的重要作用。第二,應(yīng)成立多個(gè)部門機(jī)構(gòu),做好節(jié)能監(jiān)測(cè)工作,實(shí)時(shí)掌握市政給排水工程運(yùn)行狀況,判斷市政給排水工程運(yùn)行過程中的節(jié)能效果。當(dāng)出現(xiàn)違規(guī)現(xiàn)象及污染現(xiàn)象時(shí),應(yīng)嚴(yán)肅處理,以此確保市政給排水工程節(jié)能設(shè)計(jì)效果能夠達(dá)到預(yù)期要求。
政府部門及市政給排水工程建設(shè)部門應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用宣傳力度,進(jìn)而使市政給排水工程設(shè)計(jì)人員能夠充分掌握節(jié)能技術(shù)的重要作用。針對(duì)此類現(xiàn)象,在實(shí)際工作過程中,管理人員應(yīng)強(qiáng)化市政給排水工程節(jié)能技術(shù)應(yīng)用宣傳。第一,政府部門應(yīng)積極促進(jìn)節(jié)約環(huán)保改革工作的展開,倡導(dǎo)設(shè)計(jì)部門展開新型節(jié)能技術(shù)研發(fā),適當(dāng)給予一定的資金補(bǔ)助及政策扶持,確保各設(shè)計(jì)部門能夠研發(fā)出新型的節(jié)能環(huán)保技術(shù),進(jìn)而豐富節(jié)能給排水技術(shù)功能,拓寬節(jié)能給排水技術(shù)應(yīng)用渠道,使節(jié)能給排水技術(shù)功能更加完善。第二,設(shè)計(jì)單位應(yīng)與媒體單位保持緊密的合作關(guān)系,通過媒體單位加強(qiáng)市政給排水工程中節(jié)能給排水技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的宣傳,使各設(shè)計(jì)人員及管理人員能夠明確節(jié)能技術(shù)的重點(diǎn)所在,利用多種方式使社會(huì)各界均能夠認(rèn)識(shí)到節(jié)能給排水技術(shù)的重要作用。
現(xiàn)階段,社會(huì)各界已充分認(rèn)識(shí)到水資源循環(huán)利用的重要作用。市政工程建設(shè)環(huán)節(jié)具有一定的系統(tǒng)性,施工過程涉及到大量的水資源。為了避免水資源浪費(fèi)問題出現(xiàn),應(yīng)加強(qiáng)新型節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,通過這種方式不但能夠緩解水資源緊缺現(xiàn)狀,還能夠提高水資源利用效率。以太陽能技術(shù)為例,太陽能技術(shù)已在我國(guó)多個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用,作為一項(xiàng)新型技術(shù)種類,該項(xiàng)技術(shù)體系已逐漸趨于成熟。在生活生產(chǎn)過程中,太陽能技術(shù)的重要價(jià)值已逐漸凸顯出來。在市政給排水工程設(shè)計(jì)期間,可將太陽能作為加熱能源,科學(xué)合理的對(duì)太陽能設(shè)備安裝過程及位置進(jìn)行調(diào)整,以此提高能源利用效率,通過這種方式不但能夠做到資源循環(huán)利用,還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排及生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。但需要注意的是,在應(yīng)用該種技術(shù)時(shí),應(yīng)明確區(qū)域環(huán)境狀況,以此分析該項(xiàng)技術(shù)的可行性,判斷陰雨天該種技術(shù)能否為市政給排水工程運(yùn)行提供能源供應(yīng)。
總而言之,在市政給排水工程設(shè)計(jì)期間,節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容,通過這種方式不但能夠提高市政給排水工程運(yùn)行效率,還能夠提高供水排水服務(wù)工作質(zhì)量,滿足城市居民用水排水需求。但就目前而言,在部分地區(qū)市政給排水工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中仍未融入一定的節(jié)能給排水技術(shù)理念,這就會(huì)導(dǎo)致水資源浪費(fèi)問題出現(xiàn),節(jié)能減排效果及生態(tài)保護(hù)目標(biāo)無法得到實(shí)現(xiàn)。各地市政部門應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到節(jié)能給排水技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及重要作用,做好相應(yīng)的優(yōu)化及創(chuàng)新工作,優(yōu)化市政給排水工程功能,為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。