汪欣

（華東建筑設(shè)計研究院有限公司）

1 市政給排水節(jié)能設(shè)計因素考慮

1.1 降雨量和徑流特性

對氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行分析是評估降雨情況的關(guān)鍵步驟，通過收集歷史氣象數(shù)據(jù)和降雨統(tǒng)計資料，可以了解當(dāng)?shù)氐慕涤昴Ｊ?、頻率和強(qiáng)度。暴雨通常以高強(qiáng)度、短時間內(nèi)的大量降雨為特征，對排水系統(tǒng)的設(shè)計和抗洪能力提出了更高要求，因此在道路整治項目中，暴雨事件的考慮至關(guān)重要。基于暴雨事件的數(shù)據(jù)，設(shè)計者需要考慮道路整治項目中排水系統(tǒng)的容量和處理能力，確定適當(dāng)?shù)墓艿乐睆健⒚髑挾纫约芭潘O(shè)施的布置和數(shù)量，還需要評估暴雨事件對周邊區(qū)域的影響，確保排水系統(tǒng)能夠及時有效地將暴雨徑流排除。另外，暴雨事件的模擬和預(yù)測可以借助先進(jìn)的數(shù)值模型和模擬軟件，了解暴雨事件下的排水情況，幫助設(shè)計者優(yōu)化排水系統(tǒng)的設(shè)計，有助于評估系統(tǒng)的響應(yīng)能力，預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，并制定相應(yīng)的應(yīng)對措施[1]。

1.2 地形和地質(zhì)條件

地勢高低決定了排水系統(tǒng)的排出點(diǎn)和流向，因此在規(guī)劃和設(shè)計過程中需要充分考慮地勢的變化，陡坡區(qū)域可能需要采取更加密集的排水設(shè)施來應(yīng)對快速的水流和徑流的增加。而平坦地區(qū)則需要考慮如何通過適當(dāng)?shù)呐潘O(shè)施和措施來解決積水問題，坡度的變化也會影響排水管道的設(shè)計和排水速度的把握，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的坡度計算和流速分析。地下水位的高低會直接影響排水系統(tǒng)的運(yùn)行和排水能力，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，可能需要采取更多的排水設(shè)施，以避免地下水對道路和建筑物的滲透和損害。此外，土壤的滲透性則決定了降雨水能否迅速滲透到地下，影響著地表徑流的形成和排水系統(tǒng)的負(fù)荷。對于滲透性較差的土壤，需要考慮采取適當(dāng)?shù)呐潘O(shè)施，例如雨水花園和滲濾井，以促進(jìn)水分的滲透和自然補(bǔ)給。

1.3 道路使用類型和交通流量

不同類型的道路，如城市道路、高速公路或鄉(xiāng)村道路，其使用功能和設(shè)計要求不同，從而影響了排水系統(tǒng)的設(shè)計方案。例如，城市道路通常需考慮行人、車輛和自行車等多種交通方式，因此在設(shè)計排水設(shè)施時需要考慮到行人安全、水流分散和排水速度等因素。在高交通流量的道路上，排水系統(tǒng)需要具備更大的容量和更高的排水能力，以應(yīng)對大量的雨水徑流。此外，不同時間段的交通流量變化也會影響排水系統(tǒng)的負(fù)荷。

1.4 城市發(fā)展規(guī)劃和城市景觀要求

隨著城市的發(fā)展，新的道路和建筑物不斷增加，這會改變地表的自然排水格局。因此，在道路整治項目中，需要充分了解城市的建設(shè)和擴(kuò)張計劃，以確保排水系統(tǒng)的設(shè)計與城市發(fā)展的需要相適應(yīng)。在道路整治項目中，除了滿足排水功能的要求外，還需要兼顧城市景觀的保護(hù)和美化，如將排水設(shè)施融入到城市景觀設(shè)計中，選擇合適的排水設(shè)施材料和形式，使其與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。因此，在道路整治項目中，只有充分了解城市的發(fā)展規(guī)劃和景觀保護(hù)要求，才能制定出與城市愿景相符的排水設(shè)計方案，為城市提供宜居、宜行的環(huán)境。

2 掌握市政給排水工程的節(jié)能設(shè)計尺度的準(zhǔn)則和方法

2.1 設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

國家和地方規(guī)范提供了基本的設(shè)計要求和技術(shù)指導(dǎo)，這些規(guī)范通常由政府制定，以確保工程項目的安全、可行和符合環(huán)境要求，包括關(guān)于能源效率、設(shè)備選擇、系統(tǒng)設(shè)計和操作維護(hù)等方面的要求。例如，在排水設(shè)備的選擇和運(yùn)行方面，規(guī)范可能要求使用能效較高的設(shè)備和控制系統(tǒng)，以減少能源消耗，規(guī)范還可以涵蓋材料使用、施工方法和管理要求等方面，以確保節(jié)能設(shè)計的全面實(shí)施。市政給排水工程節(jié)能設(shè)計的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由專業(yè)組織或行業(yè)協(xié)會制定，并根據(jù)最新技術(shù)和實(shí)踐進(jìn)行更新，相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以提供更具體、更細(xì)化的技術(shù)要求和指導(dǎo)。例如，在節(jié)能設(shè)計中參考針對排水系統(tǒng)能效評估、設(shè)備選擇、管道布置和水力特性等方面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包含詳細(xì)的計算方法、性能參數(shù)和設(shè)計準(zhǔn)則，幫助設(shè)計者更好地實(shí)施節(jié)能設(shè)計措施，提高設(shè)計的規(guī)范性、可操作性和可比性，確保節(jié)能設(shè)計的可行性和有效性[2]。綜合考慮國家和地方規(guī)范以及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的參考和應(yīng)用，設(shè)計者可以在市政給排水工程中有效實(shí)施節(jié)能設(shè)計措施，提高工程的質(zhì)量、安全性和可靠性，為城市提供更高水平的給排水服務(wù)。

2.2 綜合分析和模擬技術(shù)

綜合分析和模擬技術(shù)在市政給排水工程的節(jié)能設(shè)計中具有重要作用。通過利用地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感技術(shù)以及數(shù)值模型和模擬軟件，設(shè)計者能夠進(jìn)行全面的分析和評估，優(yōu)化排水系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。其中，地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感技術(shù)的應(yīng)用為設(shè)計者提供了空間數(shù)據(jù)的獲取和分析手段，通過獲取地理信息數(shù)據(jù)，如地形、土地利用、道路網(wǎng)絡(luò)等，設(shè)計者可以建立準(zhǔn)確的地理數(shù)據(jù)庫，對城市區(qū)域的給排水系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析；遙感技術(shù)的運(yùn)用可以提供高分辨率的遙感影像，用于監(jiān)測和評估地表覆蓋變化、水體分布和環(huán)境特征，為設(shè)計者提供了關(guān)鍵的空間參考和決策支持，有助于優(yōu)化排水系統(tǒng)的布局、設(shè)施選擇和管網(wǎng)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果；數(shù)值模型和模擬軟件的使用為設(shè)計者提供了仿真和預(yù)測排水系統(tǒng)運(yùn)行的工具，模擬降雨徑流過程、水流傳輸、污水排放等，對系統(tǒng)性能進(jìn)行評估，掌握不同設(shè)計方案下的排水效果，并預(yù)測系統(tǒng)在不同情景下的運(yùn)行情況，使得設(shè)計者能夠優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)、排水設(shè)施的布置和操作策略，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

2.3 系統(tǒng)化設(shè)計方法

系統(tǒng)化設(shè)計方法涵蓋了分區(qū)設(shè)計和分階段實(shí)施以及綜合運(yùn)用雨水花園、雨水收集系統(tǒng)等措施，旨在最大程度地減少能源消耗和提高系統(tǒng)的效率。分區(qū)設(shè)計和分階段實(shí)施通過將城市或道路區(qū)域劃分為不同的功能區(qū)域或設(shè)計單元，設(shè)計者可以針對每個區(qū)域的特點(diǎn)和需求進(jìn)行個性化的排水設(shè)計，避免將整個城市或道路區(qū)域作為一個整體來設(shè)計，而是將注意力集中在每個區(qū)域的排水需求和節(jié)能潛力上。分階段實(shí)施意味著根據(jù)城市發(fā)展的需求和資源可用性，將排水系統(tǒng)的建設(shè)分為不同的階段進(jìn)行，確保系統(tǒng)的有效性和適應(yīng)性，并減少浪費(fèi)。綜合運(yùn)用雨水花園、雨水收集系統(tǒng)等措施是一種系統(tǒng)化的節(jié)能設(shè)計策略。雨水花園是指利用植被和土壤等自然元素，將雨水直接回收和利用的系統(tǒng)，有效地減少徑流產(chǎn)生，提高土壤滲透性，并為植物提供水源；雨水收集系統(tǒng)可以將雨水收集和儲存起來，用于灌溉、沖廁和其他非飲用用途，減少了城市排水系統(tǒng)的負(fù)荷，還節(jié)約了水資源和能源消耗，其他措施如綠色屋頂、蓄水池、濕地過濾等也可以與雨水花園和雨水收集系統(tǒng)相結(jié)合，形成一個多功能的節(jié)能設(shè)計方案[3]。

3 市政給排水工程的節(jié)能設(shè)計方法

3.1 考慮未來可持續(xù)性與能源效率

在市政給排水工程的節(jié)能設(shè)計中，設(shè)計者需要思考和預(yù)測未來的發(fā)展趨勢、技術(shù)創(chuàng)新以及能源資源的可持續(xù)利用，以便在設(shè)計過程中采取相應(yīng)的措施來提高系統(tǒng)的可持續(xù)性和能源效率。在滿足城市的未來可持續(xù)性方面，應(yīng)將城市的發(fā)展規(guī)劃和氣候變化等因素納入考慮，可以在設(shè)計過程中采取分區(qū)設(shè)計和分階段實(shí)施的方法，為逐步改善城市的排水系統(tǒng)，基于城市發(fā)展的擴(kuò)張計劃，合理規(guī)劃未來新增區(qū)域的排水設(shè)施需求，以確保系統(tǒng)能夠適應(yīng)未來的發(fā)展。在能源效率方面，利用地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)獲取地形數(shù)據(jù)，并結(jié)合數(shù)值模型和模擬軟件進(jìn)行分析，以優(yōu)化排水系統(tǒng)的管道布局和水流路徑，減少泵站的使用和能源消耗。

3.2 結(jié)合新技術(shù)與創(chuàng)新方案

市政給排水工程的靈活變通與節(jié)能設(shè)計需要結(jié)合新技術(shù)與創(chuàng)新方案，以推動行業(yè)的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的節(jié)能目標(biāo)。在排水系統(tǒng)改造中可以采用先進(jìn)的監(jiān)測和控制技術(shù)，實(shí)時收集和分析排水系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，能夠精確了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并及時采取措施進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對排水設(shè)備和泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)測和操作，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少能源浪費(fèi)。市政給排水工程的節(jié)能設(shè)計可以參照新型的排水設(shè)施和創(chuàng)新方案，如引入低能耗泵站和高效能設(shè)備，以替代傳統(tǒng)的能耗較高的設(shè)備；微型水電站和微型水力發(fā)電技術(shù)能將排水過程中的水流能量轉(zhuǎn)化為電能，為排水系統(tǒng)提供可再生能源供應(yīng)，提高系統(tǒng)的自給自足能力。此外，給排水工程的節(jié)能設(shè)計還可以融入綠色基礎(chǔ)設(shè)施和自然處理系統(tǒng)。

3.3 按時靈活應(yīng)對不同場景需求

在實(shí)際項目中，不同場景的需求可能包括季節(jié)性的降雨變化、人口增長、城市發(fā)展和氣候變化等，設(shè)計者需要對這些需求進(jìn)行準(zhǔn)確地預(yù)測和分析，以確保排水系統(tǒng)在不同場景下的高效運(yùn)行和節(jié)能設(shè)計。季節(jié)性的降雨變化需要考慮不同季節(jié)和雨量條件下的排水需求，在雨季或暴雨天氣條件下，排水系統(tǒng)需要具備較大的排水能力以應(yīng)對大量的徑流；而在旱季或較低降雨量條件下可以采取雨水收集和利用措施，將雨水儲存起來以供后續(xù)使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)水效果。此外，還需要考慮氣候變化對排水系統(tǒng)的影響，隨著氣候變暖和極端天氣事件的增加，可以采取增加排水設(shè)備的容量和數(shù)量、優(yōu)化排水系統(tǒng)的布局、增強(qiáng)系統(tǒng)的抗洪能力等措施來適應(yīng)這些變化。通過按時靈活應(yīng)對不同場景需求，使得設(shè)計出的市政給排水工程達(dá)到最佳的節(jié)能效果和系統(tǒng)性能，確保排水系統(tǒng)適應(yīng)不斷變化的環(huán)境條件，提供可靠的排水服務(wù)，為城市的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

市政給排水工程的靈活變通與節(jié)能設(shè)計對于實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義，需要通過綜合考慮不同因素制定出適應(yīng)不同場景需求的排水方案，并采取相應(yīng)的措施來提高系統(tǒng)的能源效率和可持續(xù)性。然而市政給排水工程的節(jié)能設(shè)計是一個復(fù)雜而綜合的任務(wù)，需要綜合考慮各種因素和權(quán)衡不同的利益，在實(shí)際設(shè)計中，設(shè)計者應(yīng)繼續(xù)深入研究和探索新的技術(shù)和創(chuàng)新方案，以進(jìn)一步提高給排水系統(tǒng)的節(jié)能性和可持續(xù)性，為城市的可持續(xù)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。