水景及游泳池給水排水工程 96頁(yè)

1、水景及游泳池給水排水工程 Water Supply and Sewerage Engineeringfor Waterscape and Swimming Pool概 述 噴泉是以人工制造的水景，具有美化環(huán)境的功能，常常博得觀賞者的喜愛(ài)。噴泉水景首次在我國(guó)興建是18世紀(jì)中期，北京圓明園(又名長(zhǎng)春園)中的“西洋樓”建筑群中就包括有三組大型噴泉和若干小噴泉。它是用水力傳動(dòng)的龍尾車(chē)將水從低處提升到高處的蓄水池(180m3)里，然后通過(guò)管道供給噴泉。 近代，國(guó)內(nèi)外隨著城市和工業(yè)的發(fā)展，改善城市環(huán)境，興建自然景觀日益增多。因而水景的藝術(shù)形式和規(guī)模都有很大發(fā)展。特別是現(xiàn)代電子技術(shù)賦予水景的活力，水景中各種

2、音樂(lè)噴泉相繼出現(xiàn)，雕塑、綠化、燈光、噴泉和瀑布的巧妙配合，構(gòu)成一幅五光十色、華麗壯觀、悅耳動(dòng)聽(tīng)的美景。水景的基本形態(tài)鏡池、溪流、疊流、瀑布、水幕噴泉、冰塔、涌泉、水膜、水霧孔流、珠泉121 水景給水排水設(shè)計(jì)水景利用水的哪些特性創(chuàng)造優(yōu)美的環(huán)境流動(dòng) 聚散 蒸發(fā) 等等水 景四種常用的水景形式和給水系統(tǒng)1. 直流給水系統(tǒng) 圖 14直流給水系統(tǒng)的特點(diǎn) 如圖所示，將噴頭直接與給水管網(wǎng)連接，噴頭噴射出的水即排放，不循環(huán)使用。該系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但存在耗水量大的缺點(diǎn)，常與假山盆景配合做小型噴泉、瀑布、孔流等，適合在小型庭院、大廳內(nèi)設(shè)置。2. 陸上水泵循環(huán)給水系統(tǒng)圖2陸上水泵循環(huán)給水系統(tǒng)

3、的特點(diǎn) 如圖 2所示，系統(tǒng)設(shè)有貯水池、循環(huán)水泵房和循環(huán)管道。噴頭噴射后的水多次循環(huán)使用。具有耗水量少，運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。但系統(tǒng)較復(fù)雜占地較多，管材用量較大，投資費(fèi)用高，維護(hù)管理麻煩。系統(tǒng)適合各種規(guī)模和形式的水景，一般用于較開(kāi)闊的場(chǎng)所。3.潛水泵循環(huán)給水系統(tǒng) 圖3.潛水泵循環(huán)給水系統(tǒng)的特點(diǎn) 如圖3所示，系統(tǒng)設(shè)有貯水池，將成組噴 頭和潛水泵直接放在水池內(nèi)作循環(huán)使用。這種系統(tǒng)具有占地少，投資低，維護(hù)管理簡(jiǎn)單，耗水量少的優(yōu)點(diǎn)。但水姿花形控制調(diào)節(jié)較困難，適合各種形式的中、小型噴泉、水塔、涌泉、水膜等。4.盤(pán)式水景循環(huán)給水系統(tǒng)圖4盤(pán)式水景循環(huán)給水系統(tǒng)的特點(diǎn) 如圖4所示，系統(tǒng)設(shè)有集水盤(pán)、集水井和水泵房。盤(pán)內(nèi)

4、鋪砌踏石構(gòu)成兩路。噴頭設(shè)在石隙間，適當(dāng)隱蔽。此系統(tǒng)具有人可在噴泉間穿行，滿(mǎn)足人們的親水感，增加歡樂(lè)氣氛的特點(diǎn)。系統(tǒng)不設(shè)貯水池，給水均循環(huán)利用，耗水量少，運(yùn)行費(fèi)用低，但存在循環(huán)水易被沾污，維護(hù)管理較麻煩的缺點(diǎn)。此系統(tǒng)宜在公園中采用，可設(shè)計(jì)成各種中、小型噴泉、冰塔、孔流、水膜、瀑布、水幕等形式。應(yīng)注意的技術(shù)要點(diǎn) 上述4種系統(tǒng)的配水管道宜以環(huán)狀形式布置在水池內(nèi)，小型水池也可埋人池底，大型水池可設(shè)專(zhuān)用管廊。配水管的水頭損失一般采用5-10 mm/m為宜。配水管道接頭要求嚴(yán)密平滑，轉(zhuǎn)彎處應(yīng)采用大轉(zhuǎn)彎半徑的光滑彎頭。每個(gè)噴頭前應(yīng)有不小于20倍噴管口徑的直線(xiàn)管段；每組噴頭要設(shè)調(diào)節(jié)裝置，以調(diào)節(jié)射流的高度或形狀

5、。循環(huán)水泵應(yīng)靠近水池。以減少管道的長(zhǎng)度?？刂品绞?為增加水景的觀賞效果，通常使水姿有一定的變換，有時(shí)需要使水的姿態(tài)變換與燈光色彩、照度以及音樂(lè)的旋律節(jié)奏相諧調(diào)。這就要求采取較復(fù)雜的自動(dòng)控制措施。常用的水景控制方式 1.手動(dòng)控制 在水景設(shè)備運(yùn)行后，噴水姿態(tài)固定不變，一般只需設(shè)置必要的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，待噴水姿態(tài)調(diào)節(jié)滿(mǎn)意后就不再變換。這是常見(jiàn)的簡(jiǎn)單的控制方式。2.時(shí)間繼電器控制 設(shè)置多臺(tái)水泵或用電磁閥、氣動(dòng)閥、電動(dòng)閥等控制各組噴頭。利用時(shí)間繼電器控制水泵，電磁閥、氣動(dòng)閥或電動(dòng)閥的開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)各組噴頭的姿態(tài)變換，照明燈具的色彩和照度也可同樣實(shí)現(xiàn)變換。3.音響控制 簡(jiǎn)易音響控制法 一般是在一個(gè)磁帶上同時(shí)錄

6、上音樂(lè)信號(hào)和控制信號(hào)。為使音樂(lè)與水姿同步變化，應(yīng)根據(jù)管道布置情況，使控制信號(hào)超前音樂(lè)信號(hào)一定的時(shí)間。在播放音樂(lè)的同時(shí)，控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)，控制和調(diào)節(jié)電磁閥的開(kāi)關(guān)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟度、水泵的轉(zhuǎn)速等，從而達(dá)到變換噴水姿態(tài)的目的。間接音響控制法 間接音響控制法是利用同步調(diào)節(jié)裝置控制音響系統(tǒng)和噴水、照明系統(tǒng)諧調(diào)運(yùn)行。音響系統(tǒng)可采用磁帶放音，噴水和照明系統(tǒng)采用程序帶、邏輯回路和控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。 直接音響控制法 直接音響控制法是利用各種外部聲源，經(jīng)聲波轉(zhuǎn)換器變換成電信號(hào)，再經(jīng)同步裝置諧調(diào)后控制噴水和照明的變換運(yùn)行?；旌峡刂品?對(duì)于大、中型水景，讓一部分噴頭的噴水姿態(tài)和照明燈具的色彩和強(qiáng)度固定不

7、變而將其他噴頭和燈具分成若干組，使用時(shí)間繼電器使各組噴頭和燈具按一定時(shí)間間隔輪流噴水和照明，在任意一組噴頭和燈具工作時(shí)，得利用音響控制噴水姿態(tài)、照明的色彩和強(qiáng)度的變換。這樣就可使噴水隨著音樂(lè)的旋律而舞動(dòng)，使照明隨著音樂(lè)的旋律而變換，形成變化萬(wàn)千的水景姿態(tài)。噴頭的形式直流式吸氣（水）式旋流式縫隙式環(huán)隙式折射式碰撞式組合式(1)直流式噴頭 直流式噴頭是形成噴泉射流的噴頭之一，如圖1稱(chēng)，噴頭內(nèi)腔類(lèi)似于消防水槍形式，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。在同樣水壓下可獲得較高或較長(zhǎng)的射流水柱。 1.(2)吸氣（水）式噴頭 吸氣(水)式噴頭是可噴成冰塔形態(tài)的噴頭。如圖2所示，利用噴嘴射流形成的負(fù)壓，吸入空氣(或

8、水)使水柱中摻人大量的氣泡，增大水的表觀流量和反光效果。選用時(shí)需根據(jù)試驗(yàn)確定噴水效果。 2.(3)旋流式噴頭 旋流式噴頭是制造水霧形態(tài)的噴頭，有時(shí)還可采用消防使用的水霧噴頭代替。如圖3所示，其構(gòu)造復(fù)雜，加工較為困難。 3.(4)縫隙式噴頭 縫隙式噴頭是能?chē)姵銎矫婊蚯嫠さ膰婎^之一，如圖4所示。出水口為較窄的條形縫隙。若縫隙形狀不規(guī)則，邊界粗糙，水壓較大時(shí)也能?chē)姵伤F。 4. (5)環(huán)隙式噴頭 環(huán)隙式噴頭的噴水口是環(huán)形縫隙，是形成水膜的另一種噴頭，如圖5所示 它可使水柱的表現(xiàn)流量變大、以較少的水量獲得較大的觀瞻效果。(6)折射式噴頭 水流在噴嘴外經(jīng)折射形成水膜。水膜的形態(tài)根據(jù)噴頭折射體形狀不同

9、。可噴出各種形狀的水膜，如牽?；ㄐ?，馬蹄蓮形，燈籠形，傘形等。如圖6所示。(7)碰撞式噴頭 碰撞式噴頭是靠水流相互碰撞或水流與噴頭內(nèi)壁碰撞而霧化；也是噴成水霧的噴頭形式之一，如圖7所示。 7.(8)組合式噴頭 由若干個(gè)同一形式或者不同形式的噴頭組裝在一起構(gòu)成組合式噴頭?？蓢姵晒潭ǖ淖藨B(tài)，或者經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)，噴出不同的姿態(tài)。圖8是組合式噴頭的一些實(shí)例。 噴頭的材料應(yīng)選用耐久性好，易于加工、不易銹蝕的材料。常采用黃銅、青銅、不銹鋼、鋁合金等材料。對(duì)于室內(nèi)小型水景也可選用塑料和尼龍材料加工。 8.噴頭的水力計(jì)算 噴頭的流動(dòng)狀態(tài)類(lèi)同于管嘴出流，因此，各種噴頭的出口流速和出流量的計(jì)算公式基本相同，只是公式

10、中的一些系數(shù)因噴嘴形狀不同而異?；居?jì)算公式如下： (1)噴頭出口流速水池設(shè)計(jì)計(jì)算 水池是噴泉的貯水設(shè)施，也是水景景觀的重要組成部分，水池形狀可根據(jù)水景的特點(diǎn)，布置成各種平面造型。 水池工藝尺寸 噴泉水池的工藝尺寸包括平面尺寸和水池深度兩部分。水池的平面尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)使噴泉的水滴不致被吹到池外，水滴在風(fēng)力作用下漂移的距離可用下列公式計(jì)算：水滴直徑水池的平面尺寸 水池的平面尺寸每邊應(yīng)比計(jì)算值大1.0 m以上，以減少向池外濺水。水池的水深和超高水池的水深一般采用0.4一0.6m，其超高一般采用0.250.30m。如下面圖所示。如果水池還兼做其它用途時(shí)，應(yīng)按其特定用途滿(mǎn)足水池深度要

11、求。水量損失、補(bǔ)充量和循環(huán)水量 水量損失包括風(fēng)吹、蒸發(fā)、溢流、排污和滲漏等損失。一般按循環(huán)流量或水池容積的百分?jǐn)?shù)計(jì)算，其數(shù)值參考表l 22選用。補(bǔ)充水量 應(yīng)滿(mǎn)足最大損失水量，還應(yīng)滿(mǎn)足運(yùn)行前的充水要求，充水時(shí)間一般按24-18 h考慮。對(duì)于非循環(huán)供水的鏡池、珠泉等靜水景觀，每月應(yīng)排空換水1-2次，或按表l 2-2中的溢流排污百分率連續(xù)溢流排污，同時(shí)不斷補(bǔ)入等量的新鮮水。補(bǔ)充水水質(zhì) 補(bǔ)給水可使用生活飲用水、生產(chǎn)用水或清潔的天然水體，水質(zhì)應(yīng)符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的感官性狀指標(biāo)要求。循環(huán)水流量應(yīng)等于各種噴頭噴水量的總和。 對(duì)于鏡池、珠泉等靜水景觀，為節(jié)約用水也可采用循環(huán)處理。水質(zhì)污染防治措施 當(dāng)采用生

12、活飲用水做補(bǔ)給水源時(shí)，為防止倒流污染，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)給水井。補(bǔ)給水通過(guò)浮 球閥供給補(bǔ)給水井。為了保持池水水面清潔和維持一定水位，噴泉水池應(yīng)設(shè)置溢流裝置，水池還應(yīng)設(shè)置泄水裝置，以保證檢修和清洗方便，泄空時(shí)間一般可按2448h考慮。水景設(shè)計(jì)的步驟和方法 水景設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是與建筑師密切配合確定與主體建筑相適應(yīng)的水景形式和藝術(shù)姿態(tài)以及水景水池的平面布置，進(jìn)行水景管道系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，以達(dá)到要求的水景形式。設(shè)計(jì)步驟1. 根據(jù)總體規(guī)劃要求選擇相適應(yīng)的水景形式和水池平面布置方式。2.選擇噴頭的形式、數(shù)量，以滿(mǎn)足所要求的藝術(shù)姿態(tài)。3.噴頭設(shè)計(jì)計(jì)算，確定噴頭口徑，噴頭射流高度或噴射半徑。 4.計(jì)算噴頭流量和噴頭

13、所需的水壓 H。5.進(jìn)行管道布置，并計(jì)算選擇管道系統(tǒng)的管徑、循環(huán)流量、管道的阻力以及循環(huán)泵所 需的流量和揚(yáng)程，選擇循環(huán)水泵的型號(hào)。6水池工藝尺寸的設(shè)計(jì)和補(bǔ)給水、排水溢流管道的設(shè)計(jì)計(jì)算。7.循環(huán)水泵房的工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算。8.確定水景藝術(shù)姿態(tài)變化形式，以確定控制方式。水景構(gòu)筑物的基礎(chǔ)知識(shí) 水景常用“堰”堰流及其特征（一）堰和堰流 在明渠流中，為控制水位或控制流量而設(shè)置構(gòu)筑物，使水流溢過(guò)構(gòu)筑物的流動(dòng)稱(chēng)為堰流，該構(gòu)筑物稱(chēng)為堰。由于堰對(duì)水流的約束，使堰前水位壅高；然后水在堰上的水位跌落，流過(guò)堰頂堰流的水力特性(1)堰的上游水流受阻，水面壅高，勢(shì)能增大；在堰頂上由于水深變小，速度變大，使動(dòng)能增大，在勢(shì)能轉(zhuǎn)

14、化為動(dòng)能過(guò)程中，水面有下跌的現(xiàn)象；(2)堰流一般從緩流向急流過(guò)渡，形成急變流。因此堰流的水力計(jì)算主要是局部阻力，其沿程阻力可忽略；(3)水流在流過(guò)堰頂時(shí)，一般在慣性的作用下均會(huì)脫離堰(構(gòu)筑物)，在表面張力的作用下，具有自由表面的液流，水流會(huì)收縮（二）堰的分類(lèi)一般以堰頂?shù)膶挾扰c堰上水頭H的比值來(lái)進(jìn)行分類(lèi) 薄壁堰 H0.67 特點(diǎn)： 水舌離開(kāi)堰頂后， 在重力作用下， 自然回落。薄壁堰 實(shí)用堰（0.67H2.5）特點(diǎn)： 堰頂?shù)膶挾却笥诒”谘撸唔數(shù)膶挾葘?duì)水流有一定的影響，堰上的水流形成一連續(xù)的降落狀。 實(shí)用堰的剖面有連續(xù)的曲線(xiàn)型見(jiàn)下圖(a)和折線(xiàn)型下圖(b)。在實(shí)際的水利工程中，溢流壩一般都采用實(shí)用

15、堰。實(shí)用堰 寬頂堰（2.5H10）特點(diǎn)： 堰頂?shù)膶挾容^大，對(duì)水流有顯著影響； 水流在進(jìn)入堰頂時(shí)形成一次跌落后，水流受堰頂較寬的影響，形成一段與堰頂近乎平行的水流； 如下游的水位較低水流在流出堰頂時(shí)將產(chǎn)生第二次跌落。寬頂堰（三）瀑布、疊流、水簾、水盤(pán)等構(gòu)筑 物的表面溢流計(jì)算 按其堰口形式選擇類(lèi)似堰形進(jìn)行計(jì)算 1)常用堰形為寬頂堰（進(jìn)水口分無(wú)側(cè)面收縮和有側(cè)面收縮，堰墻分直角、圓角、斜角和斜坡等）薄壁堰，均為非淹沒(méi)流。2)各種堰流的基本計(jì)算公式 q=K1H3/2V=K2H1/2式中 q溢流量（m3/hm）； V堰上流速（m/s）； K1、K2與堰形有關(guān)的系數(shù)； H堰上靜水頭（m）。3）最常用的寬頂堰

16、和薄壁堰的計(jì)算表見(jiàn)附錄S表S-3和S-4。4) 堰上靜水頭值由設(shè)計(jì)人根據(jù)要求的觀瞻效果、跌落高差大小、水膜不斷開(kāi)高度等因素確定。 （四）水盤(pán)、壁流、水簾等的孔口，常用管嘴出流，可按孔口和管嘴形式選擇，選擇適當(dāng)?shù)某隽鞴竭M(jìn)行計(jì)算。 1）常用孔口為薄壁直邊孔口，常用管嘴為直線(xiàn)形、流線(xiàn)形和收縮形外管嘴及直線(xiàn)形內(nèi)管嘴。 2)各種孔口和管嘴的基本計(jì)算公式q=K3H1/2V=K4H1/2式中 q出流量（m3/hm）； V出流速度（m/s）； K3、K4與孔口和管嘴直徑及形式 有關(guān)的系數(shù)； H靜水頭（m）。3）常用孔口和管嘴的計(jì)算表見(jiàn)附錄S表S-5。2.水盤(pán)、壁流、水簾等的孔口出流 常用管嘴出流，可按孔口和

17、管嘴形式選擇，選擇適當(dāng)?shù)某隽鞴竭M(jìn)行計(jì)算 常用孔口為薄壁直邊孔口，常用管嘴為直線(xiàn)形、流線(xiàn)形和收縮形外管嘴及直線(xiàn)形內(nèi)管嘴。 堰上靜水頭值由設(shè)計(jì)人根據(jù)要求的觀瞻效果、跌落高差大小、水膜不斷開(kāi)高度等因素確定。 游泳池給水排水設(shè)計(jì) 一、給水系統(tǒng) 游泳池是供人們進(jìn)行游泳比賽、訓(xùn)練、跳水、水球等項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所，也可作為水上娛樂(lè)的設(shè)施。游泳池按設(shè)計(jì)要求分比賽游泳池、訓(xùn)練游泳池、兒童游泳他、幼兒戲水池和跳水池幾種。人工游泳池的給水系統(tǒng)，有定期換水、直流供水和循環(huán)供水3種供水方式。游泳池的供水方式 定期換水供水方式 直流供水方式 循環(huán)供水方式定期換水供水方式 定期換水供水方式是每隔一定的時(shí)間將池水放空再換入新水

18、，一般每23d換一次水， 每天應(yīng)清除池底和表面臟物，并投加漂白粉或漂白精等進(jìn)行消毒。這種供水方式具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資省，維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，但因池水水質(zhì)未予保證，目前我國(guó)不推薦采用此種供水方式。2 直流供水方式 連續(xù)向池內(nèi)補(bǔ)充新水，同時(shí)不斷從泄水口和溢流口排走被沾污的水。為保證水質(zhì)，每小時(shí)的補(bǔ)充水量應(yīng)為池水容積的15一20。每天應(yīng)清除池底和水面污物，并用漂白粉或漂白精等進(jìn)行消毒。這種供水方式具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資省，維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在有充足清潔的水源時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用此種供水方式。3循環(huán)供水方式 設(shè)專(zhuān)用凈化系統(tǒng)，對(duì)池水進(jìn)行循環(huán)凈化，消毒，加熱等處理，可保證池水水質(zhì)符合衛(wèi)生要求。這種供水方式具有運(yùn)行費(fèi)用低，耗水量少的優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)較復(fù)雜，投資費(fèi)用大，維護(hù)管理較麻煩。此種方式適合于各種游泳池。游泳池的設(shè)計(jì)要求游泳池的長(zhǎng)度為12.5 m的整數(shù)倍寬度由泳道數(shù)量定：2.02.5m泳道 邊道另加0.25-0.5m游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)游泳池循環(huán)方式順流式逆流式混合式對(duì)稱(chēng)式、順流循環(huán)方式逆流