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        給排水設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用探究

        2019-11-27 06:57:48戴衛(wèi)袁峻
        中華建設(shè) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        戴衛(wèi) 袁峻

        (作者單位:戴衛(wèi),中建三局集團(tuán)有限公司;袁峻,湖北永誠工程咨詢有限公司)

        在現(xiàn)代城市中,每日的市政給排水量非常巨大,其實(shí)際總用水量比例大約占到城市用水的80%以上,但結(jié)合實(shí)際給排水系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來看,它的節(jié)水節(jié)能空間是非常巨大的。為了有效利用這部分空間,提升市政給排水建筑工程中用水的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性,需要重新思考給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)一套節(jié)能節(jié)水技術(shù)體系。

        近年來,我國各大城市都在加強(qiáng)市政給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì),希望通過它來建設(shè)海綿型城市,為城市有效節(jié)水蓄水,實(shí)現(xiàn)對(duì)城市整體環(huán)境的有效改善,某些城市甚至利用它來有效緩解城市水資源嚴(yán)重短缺的現(xiàn)實(shí)困局??傮w來講,就是要做到一方面提高對(duì)水資源的利用效率,促進(jìn)水資源與環(huán)境問題的協(xié)調(diào)發(fā)展,一方面降低市政給排水系統(tǒng)運(yùn)行過程中的能源消耗,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。以下簡單介紹5種目前城市中比較常用的給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)。

        一、分區(qū)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)

        由于市政供水管道本身具有一定的供水壓力,所以在城市建筑給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中,需要充分借助市政管道內(nèi)的供水壓力直接對(duì)建筑物進(jìn)行給水供水,如果供水量不足則要對(duì)市政管網(wǎng)進(jìn)行加壓處理。加壓處理的方式是建立分區(qū)供水系統(tǒng),結(jié)合區(qū)域不同需求采用不同加壓技術(shù),一般會(huì)采用包括管網(wǎng)疊壓供水和變頻調(diào)速供水兩種先進(jìn)加壓技術(shù),每一種加壓技術(shù)都匹配不同的加壓水泵,如此才能達(dá)到節(jié)能節(jié)水的理想效果。大中型城市中由于土地資源緊張,高層、超高層建筑眾多,針對(duì)這些高層建筑的供水系統(tǒng)就必須采用分區(qū)供水方式,對(duì)高層區(qū)域的供水用戶采用管網(wǎng)疊壓供加壓方式,配合變頻調(diào)速加壓設(shè)備給壓,保證以最小效能實(shí)現(xiàn)最大供水效率,這就是分區(qū)供水節(jié)能節(jié)水的優(yōu)勢所在。

        例如,某地區(qū)專門針對(duì)給水范圍內(nèi)的地勢高差,設(shè)計(jì)中采用了并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng),雖然所增加的輸水管長度不長,但設(shè)置高低兩區(qū)泵站可實(shí)現(xiàn)本區(qū)域的分區(qū)供水。分區(qū)給水的管理可分為兩部分,即針對(duì)靠近高區(qū)位置區(qū)域采用的是并聯(lián)分區(qū)管理,而遠(yuǎn)離高區(qū)位置區(qū)域則采用了串聯(lián)分區(qū)管理,這是為了有效避免高區(qū)輸水管過長增加分區(qū)供水系統(tǒng)能耗。在分區(qū)給水系統(tǒng)中,該地區(qū)還利用了高地水池和水塔作為基本的水量調(diào)節(jié)設(shè)備。當(dāng)水量容量相當(dāng)時(shí),高地水池的造價(jià)比水塔更節(jié)能。

        二、中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)

        中水的內(nèi)涵就是收集城市區(qū)域中的生活污水和廢水,并對(duì)所收集的中水采取深度凈化技術(shù)處理,以達(dá)到再次利用的非飲用水標(biāo)準(zhǔn),確保水資源能夠在城市中被循環(huán)利用。中水主要應(yīng)用于城市中的風(fēng)景園林區(qū)灌溉、城市綠化、車輛清洗、道路保潔、城市噴泉、冷卻設(shè)備補(bǔ)充用水以及廁所沖洗等??梢哉f,中水處理配套設(shè)施已經(jīng)被納入到大多數(shù)城市的建筑項(xiàng)目總體規(guī)劃中,即每一個(gè)建筑工程項(xiàng)目中都會(huì)考慮設(shè)計(jì)建設(shè)中水系統(tǒng),利用它對(duì)建筑及建筑周邊環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。目前在市政給排水系統(tǒng)建設(shè)中,它所收集的部分中水水源屬于優(yōu)質(zhì)雜排水(冷凝冷卻水、屋面雨水、生活淋浴,洗菜等用水),圍繞建筑物綜合技術(shù)管理類型、管理成本與管理面積展開綜合考慮,可結(jié)合生化法或物化法等水處理工藝配合中水系統(tǒng)使用。

        某地區(qū)中水系統(tǒng)中專門設(shè)計(jì)了中水回用系統(tǒng),主要結(jié)合膜濾法對(duì)水質(zhì)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控與分析。采用該方法的基本流程與特點(diǎn)如下:首先,它的裝置非常緊湊且便于操作,整體上受負(fù)荷變化影響較小。采用膜濾法在外力作用影響下,分離出的溶液會(huì)以一定流速沿濾膜表面流動(dòng)出來,且濾液中的高分子物質(zhì)、膠體微粒以及微生物等都會(huì)被超濾膜截留,溶液也被濃縮排出。此系統(tǒng)將廢水轉(zhuǎn)變成可使用的清潔水源,有效解決了該地區(qū)水資源匱乏的現(xiàn)象。

        三、減壓限流生活給水管道設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)

        減壓限流生活給水管道用于市政給排水體系中給水系統(tǒng)的豎向分區(qū),它的給水配件功能應(yīng)用非常關(guān)鍵,一般來說在應(yīng)用過程中其靜壓應(yīng)該保持在0.5MPa~0.6MPa之間。在城市中,市政工程建設(shè)主要針對(duì)某些城市旅館、醫(yī)院、大型娛樂中心等公共建筑及住宅進(jìn)行減壓限流生活給水管道設(shè)計(jì),這些場合的給水系統(tǒng)減壓標(biāo)準(zhǔn)為0.3MPa~0.35MPa,而其它建筑物的給水系統(tǒng)減壓標(biāo)準(zhǔn)為0.4 MPa~0.5MPa。具體設(shè)計(jì)過程可結(jié)合對(duì)孔板與截流塞、減壓閥展開設(shè)計(jì),保證衛(wèi)生潔具給水配件流出水值小于靜壓用水流出水值,如此就實(shí)現(xiàn)了減壓限流標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說,在針對(duì)高層建筑的給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分考慮到減壓限流問題,一方面要保證衛(wèi)生器具的給水配件的靜壓值不能大于0.45MPa,一方面對(duì)配水橫管入戶管的水壓進(jìn)行設(shè)定(要求水壓不大于0.35MPa),然后安裝相應(yīng)的調(diào)壓及減壓設(shè)備。如此看來減壓限流確實(shí)是市政給排水體系中節(jié)能節(jié)水的最有效辦法。

        在減壓限制生活用水處理技術(shù)應(yīng)用方面,主要根據(jù)各區(qū)域的使用情況做到分區(qū)減壓限制生活用水。例如針對(duì)城市中的酒店賓館、醫(yī)院等公共建筑的水壓控制值在0.3MPa~0.5MPa范圍內(nèi),而其它類建筑水壓控制在在0.6MPa~0.7MPa左右。整體來講,城市利用新技術(shù)后的節(jié)水量大約可控制在30%~50%左右,節(jié)水效果非常好。

        減壓限制閥裝置設(shè)計(jì)圖

        四、城市市政給排水系統(tǒng)中雨水利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)

        雨水收集系統(tǒng)是每一座城市都需要建立的重要市政給排水分支系統(tǒng),它能夠?yàn)槌鞘袠?gòu)建專業(yè)化的節(jié)能節(jié)水建筑體系,保證實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的高效率利用。雨水利用系統(tǒng)可配合市政給排水系統(tǒng)進(jìn)行雨水收集、儲(chǔ)備、處理和再利用。通常情況下,城市中的雨水利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就包括了導(dǎo)管、蓄水池、沉淀池、中水處理系統(tǒng)等。它主要由屋頂、庭院、道路、廣場、綠地等不同下墊層面所產(chǎn)生的徑流,采取相應(yīng)的措施進(jìn)行收集,經(jīng)過沉淀池、消毒池進(jìn)行加氯消毒,形成二次可利用的城市中水,以達(dá)到充分利用資源和減輕區(qū)域防洪壓力的目的。該系統(tǒng)的另一個(gè)功能就是有效解決由惡性污染所引發(fā)的城市酸雨及塵土下落問題。在城市即將降雨的前2分鐘實(shí)施雨水分離,在建筑群屋面及地面分別收集雨水和污水,然后分流儲(chǔ)備凈化并用于地下水補(bǔ)充使用,滿足城市在綠化、清洗車輛、廁所、冷卻水補(bǔ)充、生活用水等各方面用水需求。這種有針對(duì)性的雨水處理對(duì)城市的綠地滲透技術(shù)研究應(yīng)用非常有利,目前許多城市已經(jīng)研發(fā)并開始應(yīng)用綠地滲透管技術(shù),實(shí)施對(duì)綠地下方地下水的有效補(bǔ)充,滿足城市綠化環(huán)境增益需求。

        五、城市市政給排水系統(tǒng)中太陽能加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)

        太陽能加熱系統(tǒng)為城市市政給排水系統(tǒng)所有效應(yīng)用,它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)城市能源的有效節(jié)約,即利用太陽能對(duì)水體進(jìn)行加熱用于生產(chǎn)生活。不過考慮到不同太陽能裝置的安裝方式與節(jié)能效果存在差異,所以針對(duì)高層建筑應(yīng)該采用分散設(shè)置模式設(shè)置太陽能裝置,而像大型公共建筑則可采用集中式太陽能供熱方式,利用串聯(lián)太陽能聚熱板進(jìn)行集熱。當(dāng)然,太陽能集熱板也可以設(shè)置在屋面及道路架空上方,或者在熱水器及換熱器下方設(shè)置地下室設(shè)備,配合變頻泵為用戶供應(yīng)熱水。

        六、結(jié)語

        綜上所述,市政給排水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,需要基于城市建設(shè)實(shí)際情況進(jìn)行專業(yè)化設(shè)計(jì)與調(diào)整,做到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的節(jié)能、節(jié)水與材料節(jié)約,并嘗試對(duì)生活用水進(jìn)行減壓限制,全面提高城市水資源利用效率,避免水資源浪費(fèi),滿足城市居民的生產(chǎn)生活用水要求。

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