高速公路服务区给排水设计中的节能措施_牟新宇.pdf

运输经理世界道路工程与技术0引言高速公路服务区作为公路附属基础设施的重要组成部分，其存在的意义在于能够为高速公路上过往的车辆提供人员休憩、食物补充、汽车燃料补充等方面的服务。为了能够最大程度地践行节能减排、绿色环保的建筑工程设计理念，在服务区进行设计建造时其减排节能性能极为重要。给排水功能作为服务区建设的重点工程项目，在功能实施过程中还存在着诸多不足之处，对此进行及时调整和优化是提升服务区给排水功能的必由之路。1高速公路服务区给排水功能设计中存在的不足之处分析1.1 废水回收功能不够完善，水资源利用效率较差高速公路上的服务区建设区域基本上处于和城区供水主管道相对较远的位置，在利用水资源实现服务功能的过程中，资源的耗费程度相对较高，因此产生较为高昂的水资源成本。在当前阶段的高速公路服务区建设中，大部分服务区的废水回收功能都不够完善，甚至存在着缺乏废水回收设施的现象，使得水资源的利用效率相对较差。由于没有能够及时对服务区产生的废水进行回收处理，造成服务区水资源利用不完全，水资源的价值未能达到最大程度的展现。一般情况下，在服务区经过废水回收装置处理过的水资源，其利用的渠道和方式多种多样，如公共厕所的冲洗、车辆洗护以及消防用水等。故此，对高速公路服务区给排水系统进行废水回收功能的建设，能够有效缓解水资源利用程度不高的现象，在一定程度上减少水资源浪费。1.2 实际耗水量和设计耗水量间存在较大偏差高速公路服务区日接待车辆数量和人流量相对较大，如果在给排水设计时未能较为准确地统计客流量数据，就会使得服务区水资源耗用量的数据信息出现偏差，造成高速公路服务区耗用量定额设置不合理的现象。此外，由于诸多外在因素的干扰，使得水资源耗用量估算预测的准确程度不高，出现高速公路服务区实际水资源耗用量和设计水资源耗用量之间出现较大偏差。高速公路服务区设计水资源耗用量较高时，就会在一定程度上增加服务区给排水工程设施的建设成本，同时也会增加服务区的人工管理成本。故此，在高速公路服务区给排水设计过程之中，相关给排水设计人员应当对实际考察的数据信息引起重视，尽可能地将实际考察数据和预测数据相结合，充分预留出水资源的波动空间，科学合理地选择水箱以及水池等基础设施，正确设置废水资源调节池，在设计过程中要秉承扩大服务范围以及尽可能降低能耗的 原 则 进 行 废 水 回 收 设 施 以 及 供 水 设 施 的 设 计工作1。1.3 服务区污水处理的相关标准存在差异在传统形式理念的影响下，以往进行高速公路服务区的建造设计时，大多使用建设化粪池的方式对服务区产生的污水进行处理，这种污水处理方式一直延续到 20 世纪 90 年代才逐渐被污水处理设备所替代。此类情况就意味着部分建造年代相对久远的服务区还没有进行污水处理设备的升级改造工作。利用化粪池对服务区产生的污水进行处理，其处理标准和相关规定中的排放标准存在一定的差异。污水的排放对于生态环境的破坏、污染相对较大，在车辆通行的高速公路服务区给排水设计中的节能措施牟新宇、王爽、甘福江（北京市市政四建设工程有限责任公司，北京 100032）摘 要：为了在高速公路服务区设计建设过程中将节能理念和技术融合到给排水工作中，针对高速公路服务区给排水功能设计中存在的不足之处进行分析，提出高速公路服务区给排水节能措施的相关策略，旨在为相关行业从业人员提供经验借鉴和帮助，助力服务区节能减排、绿色环保理念的深化实施。关键词：高速公路；服务区；节能减排；绿色环保中图分类号：U491.8文献标识码：A1运输经理世界道路工程与技术高峰期尤为突出。在环保意识不断增强的当下阶段，服务区也应该在基础设施的更新迭代上引起重视，积极应用先进技术手段和科学管理模式来实现水资源的节能减排工作，为高速公路事业的发展打下坚实基础。2高速公路服务区给排水节能措施优化提升的策略分析2.1 提升对水资源最高耗用量进行精确统计测算的能力针对高速公路服务区而言，基础给排水设施的建设主要依赖于对当日水资源耗用量的精确统计测算，基于此而科学合理地配置水箱、管网以及水泵等设施。高速公路服务区给排水工程项目的设计过程中，相关管道和设备的资金投入成本相对较高，在设计中尽可能地践行节能减排理念，对节约资金成本有着极为重要的意义。在高速公路服务区功能定位存在差异的情况下，单日内极有可能出现多次用水高峰期，用水高峰期的持续时间也存在不确定性，故此相关给排水设计人员在进行日用水量测算统计时，应当对高速公路服务区的客流量进行精准性分析，在综合服务区 工 作 人 员 用 水 需 求 的 基 础 上 对 每 日 用 水 量 进 行确定。此外，由于高速公路的服务区还会受到沿线经济发展以及政策调整等方面的影响，因此要在高速公路服务区中安装水表对用水量进行统计并进行数据信息的收集整理工作，绘制出水资源耗用曲线图，以此来为后续同类型定位的服务区建设提供更趋经济实用性的数据参考。2.2 经济性选择服务区水泵，有效降低后续运营管理费用高速公路服务区的给排水设施以及管网的建设离不开水泵的应用，科学合理地选择水泵能够极大地降低后续的运营管理费用，有效提升运营效率。在当前阶段变频调速水泵已经广泛应用于各种给排水设施中，通过变频调速水泵的自动调整功能，可以在一定程度上契合流水量的变化规律，从而降低了电能和水资源的消耗。但值得注意的是，不能因为选择了变频调速水泵而忽视节能效率，如果相关参数不在高效区范围之内，相对频繁的变频以及水泵的低效使用，就已经脱离了工程设计的节能初衷。此外，针对一些在夜间使用量相对较小的设施而言，可以考虑使用夜间稳压小水泵。通过大小水泵之间的协调作业，有效减少大泵的频繁变频，能够在一定程度上节约电力能源。当高速公路的各个服务区都进行自动化水泵有效节能作业时，就能够在日常运营和管理过程中大幅度降低能源消耗和管理费用，实现节能减排的运营目标2。2.3 尽可能地选择节水型的卫生洁具高速公路服务区能够为人们提供休憩、公共厕所等基础服务设施，卫生洁具的应用数量相对较多，当服务区全部安装了节水型的卫生洁具后，其节水节能所带来的经济效益将十分可观。在服务区的相关基础设施应用中，可以使用充气水嘴装备员工宿舍的淋浴以及洗漱等相关设备，使其能够在有效保障水柱直径不缩减的基础上达成节水的目标。此外，可以在服务区的公共厕所中加设具备感应功能的冲洗阀，能够尽可能地规避手动冲洗阀忘记关闭造成的水资源浪费，同时也可以借助真空技术对卫生洁具进行冲洗作业。如此，在前期节水设施方面的资金投入将相对较高，但在长期的运营管理过程中能够展现出极为优异的经济性特点，从而实现高速公路服务区给排水节能设计的理念要求3。2.4 设 置 雨 水 利 用 以 及 中 水 回 收 等 相 关设施针对高速公路服务区应用的水资源属性，除了服务区日常饮用的水资源之外，洗车、灌溉绿植以及冲刷厕所等相关生活设施的用水可以不必达到饮用水标准，故此，在针对服务区供水的建设中应该根据水资源的实际水质情况进行给排水设置，如公共厕所的污水排放管线可直接接入城市排水管网，而工作人员平时所用的如洗涤、淋浴等相对洁净的污水可收集加工为中水加以使用等。当服务区进行汽车冲洗或者绿植灌溉作业时，可使用中水代替自来水，从而有效地节省水资源。但值得注意的是，收集利用中水项目往往前期投入资金较多，但其是节省水资源的有效手段，是服务区改进基础性服务的发展趋势。为最大程度地减轻给水集中回收处理装置的资金负担，可对中水补充符合标准要求的深井水。另外，可以设置雨水收集处理设备，将雨水集中收集并贮存于沉砂池之中，当雨水沉淀完成后将上层清液导流到储水池，并借助氯进行消毒处理。经过消毒处理后的雨水资源能够充当中水的补充资源，在一定程度上节约水资源的耗费量。服务区雨水收集工艺流程如图 1 所示。渗透式铺装路面渗透式雨水口地面雨水渗排一体化管网溢流雨水排至边沟雨水收集池加压提升泵综合利用渗透式排水管过滤消毒图 1 雨水收集工艺流程2运输经理世界道路工程与技术2.5 服务区热水供应的热源节能措施在绿色工程节能减排的趋势背景下，高速公路服务区的热源经过长期的技术发展，广泛应用了太阳能热源、地源热泵以及水源热泵等方式，已经取代了传统形式的燃煤锅炉，相较于燃煤锅炉，这些热源形式更为环保。特别是太阳能热源形式，能够有效针对高速公路服务区用水点分散的特点进行合理布置，同时还能够在宿舍以及淋浴相对集中的区域进行单体设置。太阳能热源形式布置区域相对灵活，可选择的范围相对广泛，在高速公路服务区节能减排中发挥出巨大优势。服务区应用的热源加热设备运行费用对比如表 1 所示。2.6 服务区室外供水网络的节能优化布置在基础设施配套相对完善的高速公路服务区中，一般设置有员工宿舍、综合性大楼、汽修车间以及加油站、公共厕所等小型的单体设施，服务区中用水相对集中的区域主要分布在综合性大楼以及员工宿舍，因此在设置泵房时要尽量接近服务区中的主要用水单体，在实施外部线路布设时要事先对主要用水单体进行连接，可以有效降低大直径远距离的管线铺设作业量，也可以减少水头损失，减少水泵扬程，降低服务区后续运营维护工作的费用支出。对于服务区中的综合性大楼而言，应设置两个进水口完成接入工作，而对于公共厕所和其他功能区则可以只设置一个进水口。在供水单体只设置一个进水口的情况下，由于管道直径较大，在突然大流量用水时会削弱其他供水单体的用水压力，使得整体供水出现不稳定现象，故此要尽可能地和集中用水量较大的单体进行分隔。设置两个进水口的好处在于给水管道外线的管径可以 适 当 缩 减，能 够 在 一 定 程 度 上 降 低 工 程 项 目 的造价4。2.7 服务区给水系统的减压节流措施给水系统中要格外注意超压出流现象，尽可能地规避因为超压出流造成的卫生洁具损坏等相关安全问题。在当前阶段的高速公路服务区设计建设过程中，一般情况下并不存在较高的高层建筑，同时也基本没有竖向给水分区，但仍要对配水管的压力状态引起足够重视，有效规避因为配水管压力过大所造成的超压出流现象。服务区中最应重点关注的区域在于公共厕所，公共厕所中使用的卫生洁具数量较大，使用的频次相对较高，如果不能对其进行有效控制，长此以往将造成大量水资源浪费。高速公路服务区一般建设在高速公路的两侧，当实际条件较差时，两端的服务区可能需要共用同一侧的泵房，如果在泵房建筑的同一侧服务区发生了超压情况，则应及时采取相应的减压措施，如增设减压阀、降压孔板等装置，使配水系统的水量得到适当调整，直到管网水压完全恢复，以此来达成配水系统稳定、高效节能用水的目标。3结语作为保障区域经济增长、保障基础民生的重要基础性设施，高速公路发挥了极为重要的作用，基于此，对高速公路服务区的服务功能也提出了更高层次的要求。给排水系统作为服务区中的重点工程项目，在绿色环保、节能减排理念的大背景下，科学合理的节能措施设计尤为重要。在高速公路服务区给排水节能设计中，要尽可能地选用具备节水功能的卫生洁具、科学准确地对用水量进行统计、有效配置外线输水网络、提升废水回收以及雨水收集处理能力、加强热水供应节能等，采取多样化的方式对服务区开展节水作业，为高速公路事业的绿色环保可持续发展奠定基础。参考文献：1郝小旋.环保节能理念在高速公路服务区给排水 设 计 中 的 应 用 J.工 程 技 术 研 究，2021（20）：168-169.2刘文超.浅谈高速公路服务区给排水设计中节能措施J.民营科技，2016（2）：169.3刘坚.高速公路服务区给排水节能设计研究J.工程技术研究，2021（14）：237-238.4刘晓峰.高速公路服务区给排水节能设计分析J.建筑设计管理，2013（2）：57-58.设备所耗能源每单位能源产生的热量能源利用率所耗能源每单位能源费用费用合计使用年限热泵热水器电860kcal/度380%12.2度0.64元/度7.8元1015年燃气热水器液化气12000kcal/kg80%4.2kg4.7元/kg19.7元810年燃油热水器轻柴油10300kcal/kg80%4.85kg3.9元/kg18.9元810年电热水器电860kcal/度95%4