【摘要】随着水利建设工程要求的不断提高，研究其节能设计方法有着关键价值。本文首先介绍了水利建设工程节能设计原则，分析了水利建设工程功能的节能，并从相关实践经验出发，对水利工程的节能设计方法进行了研究。
【关键词】水利；建设工程；节能；设计；方法
一、前言
作为水利建设工程中的重要考虑因素之一，其节能设计方法在近期得到了有关方面的高度重视。该项课题的研究，将会更好地提升水利建设工程节能设计方法的实际应用水平，从而有效优化水利建设工程的最终整体效果。
二、水利建设工程节能设计原则
1.安全性和效益性
为了能更好地、更持久地为人们服务，按照工程力学等相关水利工程理论的要求，水利工程节能设计必须保证安全，达到抗损耗能力强等建设标准，要做到在实际中能够抵御各种严酷气候条件，还要按照相关原理确保工程符合自然生态特征和规律，避免因违背客观规律而造成的过度消耗。如此，则要求相关工作人员在方案的筛选过程中务必进行多项指标比对，反复考量利弊，坚持选择具备水利和生态两者最佳衔接点的设计方案。
2.生态系统自主修复
生态系统对物种具有自然选择功能，对于那些能够对其进行适应的物种，生态系统具有天然的亲近性，最终让物种在自己的系统内达到生存的目的。将以上原理和水利工程节能设计进行结合的时候，此时的水利工程设计已经和传统的设计有了质的提升。生态系统的自主修复功能的主体是生态系统自身，而传统的水利工程设计主体则是人，因此两种设计本质是不同的。传统的水利工程设计运用的方式，设计的过程都在人为控制之中，一切都在朝着人们预设的目标前进。
3.兼顾环境
水利工程节能设计的设计过程应该兼顾相关环境理论，进而达到水文相关指标合格的目的。水污染问题和水的季节变化给水利工程节能设计的设计建设带来了各种阻碍，这是其建设过程中必须要面对的挑战。比如某些地区的水利工程建设，由于当地的水的质量不符合设计要求，因此必须要在水利工程建设之前做好水质维护工作。经过几年的相关维护工作，改善水质的目的依然无法实现。因此，水利工程节能设计的设计要兼顾环境问题。
三、水利建设工程功能的节能
1.最大限度提高水利工程的自排能力
水利工程的自排能力主要取决于水系的布置和水闸、河道的结构特征，该水利工程，经过多年建设已形成一个较完善的防洪排涝体系，水系经过优化布置，再进行综合技术经济比较，选择合理的水闸的孔宽和河道断面，就可以只建水闸少建泵站，利用闸前后的水位差，通过启闭闸门，用自排来达到排涝和调水的要求。
2.泵闸结合的布置
当单纯靠自排无法满足排涝的要求必须修建泵站时，在设计中大都采用泵闸结合的布置，在泵站附近或在泵站下部修建口胡光明水闸，以水闸自排为主，只有在水位差较大或灾害性天气时，才进行强排，这样可大幅度的降低强排时间，节约大量的能源。
3.合理规划，综合考虑区域排水模式
在设计区域排水水系时，排水系统一般都分一级排水和二级排水，先将整个区域分成几块，每一块需要排出的水集中到一级泵站，启动一级泵站的水泵将水排至二级排水河道里，再由二级排水河道里的出口泵闸将水排到区域外。在排水系统设计时，优化水系的布置和合理选择二级排水水位，利用地面和河道水位的高差，使一级排水就近直接排入二级排水河道，可取消或减少一级排水泵站，这种排水模式会使二级排水泵站动力和运行时间有所增加，由于二级排水的河道有蓄水的功能，因此二级排水泵站增加的动力远小于区域内一级排水泵站动力总和，节能效果显著。
4.利用景观绿化和人工水面，增加河道蓄洪能力
以往在设计水利工程中的防汛墙时，为了减少占地面积，一般都采用直立式结构所示。随着时代的进步，人们对环境的要求越来越高，河道的修建和改造，都要求在河道的两侧布置一定宽度的绿化带。这样布置既增加了河道的蓄洪能力，减少强排时间，又满足了生态景观的要求，据初步计算这种布置方式约可减少能源消耗16%。
5.应用信息技术，进行合理科学地调度
经过多年不懈建设，水系内已经建成了大量水利工程，如何根据气象和地理条件对这些水利工程进行高效调度，提高综合防汛和调水能力，减少强排时间，以达到节能的目的，是一个非常复杂的系统工程问题，依靠传统人工调度的方式是无法解决这个难题的，只有应用现代化的信息技术才能满足上述要求。新建的防汛和水资源管理实时监控系统是新时期区域水利工程信息化调度控制的中枢，以现代集散控制和网络技术实现全部水利设施的实时控制、统一调度、集中管理，达到优化运行结构、提高反应速度、降低运行成本的目的。
四、水利工程的节能设计方法研究
水利工程的节能设计，主要是从工程设计、用能品种、用电设备、水利泵站变压器等方面进行控制，下面就从这些方面，介绍节能措施。
1.建筑物设计节能措施
建筑物设计节能技术主要用于泵站厂房、水电站厂房、管理站用房等工业及民用建筑物的设计中。目前国家正在逐步发展和完善建筑物节能标准体系，建筑物设计节能措施一般需要考虑以下几方面内容。
（一）建筑墙体、屋面和门窗节能技术。包括采用高效保温材料复合的外墙和屋面、外墙外保温技术，限制并逐步淘汰内保温技术；采用各类新型屋面节能技术、节能窗技术，控制窗墙面积比，改善窗户的传热系数和遮阳系数等。
（二）采暖和空调节能技术。包括根据工程所在的自然条件和基础设施条件，研究采用集中供热技术、优化配置冷热源技术、空气热回收技术、太阳能技术等先进节能技术的合理性和可行性，减少采暖、制冷方面的能源消耗。
（三）采光和通风节能技术。包括根据建筑物的布局情况，研究泵站、水电站厂房利用自然光技术、自然通风技术的可行性，减少采光通风方面的能源消耗。
2.用能品种的节能设计
根据水利工程相关的设计方案及施工组织设计，正确计算工程施工期和运行期的用能品种、数量，再换算为标准煤数量，以此可以分别计算出工程施工期和运行期折合为标准煤的用能总量，人们根据这些可以有效加强节能设计。
3.用电设备的节能设计
在水利节能工程设计中，應该选择合适的用电设备也能满足体现节能要求。
（一）合理选择水泵。新建水利工程的水泵多为大中型轴流型式，可供不同用户选择这类产品，在设计中，应正确比较水泵参数，严格按实际需求，全面考虑叶片安放角、水泵泵型、门径和比转速等，这样才能使得用电设备能够适应现实情况。
（二）采用直连的方式。在水利工程用电设备的节能设计时，应该要求转速一致，采用直连的方式，通过齿轮变速箱连接电动机和水泵，这就决定了与之配套的电动机必须保持低速，这样的方式比较经济划算。根据节能中长期专项规划的要求，水利工程中的水泵机组以及各类闸门启闭设备的电能消耗是工程运行期间的主要能源消耗，这能使得主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平。
五、结束语
通过对水利建设工程节能设计方法的相关研究，我们可以发现，节能设计涉及到诸多方面的要素，有关人员应该从水利建设工程的客观实际需求出发，充分利用多项优势特点，研究制定最为契合实际的工程节能设计方法应用方案。
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