海洋管維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

海洋管維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析摘要：本文對(duì)海洋館維生系統(tǒng)的主要內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明，強(qiáng)調(diào)了其設(shè)計(jì)與構(gòu)建的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，以荊州小梅沙海洋館項(xiàng)目為例，結(jié)合筆者在上海漢裕建筑設(shè)計(jì)有限公司的工作經(jīng)驗(yàn)，以維生系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路、收集與排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)、熱交換設(shè)計(jì)、過濾設(shè)備、殺菌系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路選擇及敷設(shè)等內(nèi)容為切入點(diǎn)，闡述了海洋館維生系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思路與內(nèi)容，旨在為同類項(xiàng)目的展開提供參考。關(guān)鍵詞：海洋館；維生系統(tǒng)；配電引言：維生系統(tǒng)是一種為生物生存、生命延續(xù)提供支持的設(shè)備系統(tǒng)，在海洋館中，維生系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)為水內(nèi)海洋生物提供良好的水質(zhì)、適宜的溫度以及充足的氧氣支持，促使海洋館內(nèi)各種海洋生物的成活率大幅上升，并盡可能維持其機(jī)體健康狀態(tài)。對(duì)于海海洋維生系統(tǒng)而言，其對(duì)于配電有著更高的要求，因此整體設(shè)計(jì)難度相對(duì)較高?；谶@樣的情況，對(duì)海洋館生物系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開探究具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。一、海洋館維生系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)與構(gòu)建的現(xiàn)實(shí)價(jià)值分析維生系統(tǒng)是整個(gè)海洋館項(xiàng)目中的核心技術(shù)，維生系統(tǒng)健全與否，直接關(guān)系到海洋館的展示效果和動(dòng)物的健康，其決定了海洋館運(yùn)營(yíng)的成敗[1]。正是正確運(yùn)用了現(xiàn)代維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)，才能模仿自然環(huán)境為養(yǎng)殖生物創(chuàng)造和諧健康的人工水環(huán)境，從而依托展窗為游客帶來(lái)更為震撼的視覺體驗(yàn)。一般情況下，海洋館維生系統(tǒng)的水處理可以劃分為上循環(huán)和下循環(huán)這兩部門，依托投放海洋動(dòng)物的差異性，這兩個(gè)循環(huán)所占的比例不同。其中，水處理上循環(huán)的主要流程為：在集水槽內(nèi)整合收集污水；引導(dǎo)污水自流到回水池；依托水泵展開抽水操作，將污水轉(zhuǎn)移至蛋白分離器；蛋白分離完成后轉(zhuǎn)移至臭氧混合罐內(nèi)，并在完成相應(yīng)處理后引導(dǎo)水流入回水池底部；在水泵的支持下展開清水的抽取，促使水回到池底。水處理下循環(huán)的主要流程為：污水由集水坑進(jìn)入內(nèi)管道；依托水泵展開抽水操作，將污水轉(zhuǎn)移至砂缸或?yàn)V池內(nèi)進(jìn)行處理；利用板式換熱器保持處理后水的溫度；并引導(dǎo)水流入回水池頂部。鑒于維生系統(tǒng)在水族館設(shè)計(jì)中的重要性，海洋館建筑設(shè)計(jì)尤其是方案設(shè)計(jì)中必須對(duì)維生系統(tǒng)所需空間進(jìn)行調(diào)配。在本研究中，主要選取荊州小梅沙海洋館項(xiàng)目，對(duì)海洋館維生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。二、海洋館維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)例分析（一）項(xiàng)目概述荊州迎來(lái)一個(gè)大型文化旅游項(xiàng)目——荊州海洋世界。作為離中心城區(qū)最近的旅游項(xiàng)目，這一項(xiàng)目將填補(bǔ)城市現(xiàn)有重大文化旅游項(xiàng)目的空白，直接惠及荊州及江漢平原人民，成為荊州發(fā)展文化旅游的又一個(gè)“引爆點(diǎn)”。荊州小梅沙海洋館由新界文化旅游發(fā)展有限公司聯(lián)合深圳特發(fā)集團(tuán)共同打造的創(chuàng)新型第四代海洋館。該項(xiàng)目規(guī)模達(dá)到2萬(wàn)平米，筆者主要承擔(dān)平面方案設(shè)計(jì)以及維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)。在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過程中，本項(xiàng)目從建筑主體到建筑室內(nèi)裝飾是一體設(shè)計(jì)完成的，整個(gè)外觀和室內(nèi)裝飾風(fēng)格統(tǒng)一并得到延伸。在室內(nèi)裝飾過程中，大廳的裝飾效果完成是具有一定技術(shù)難度的。整個(gè)空間效果由3DMAX異型建模完成，整個(gè)天花和墻面造型連貫串通，在落地到施工圖紙上時(shí)具有一定困難。為了確保本項(xiàng)目完美落地，在實(shí)際的設(shè)計(jì)與施工過程中，積極與材料供應(yīng)商反復(fù)探討，按照模具生產(chǎn)要求，將3D模型拆解，將模型落地到CAD圖紙，將每一片曲線型材進(jìn)行編號(hào)生產(chǎn)，最終大廳效果才得以完美實(shí)現(xiàn)。（二）維生系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路水族維生系統(tǒng)是荊州海洋世界設(shè)計(jì)核心亮點(diǎn)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，主要依托BIM技術(shù)的應(yīng)用，將荊州海洋世界維生系統(tǒng)中各項(xiàng)功能設(shè)備（包括化學(xué)過濾系統(tǒng)、生物過濾系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等等）參數(shù)化、信息化，為項(xiàng)目建設(shè)方后期運(yùn)維及維護(hù)工作提供直觀、全面、真實(shí)的數(shù)據(jù)參考。在荊州海洋世界維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，旨在為荊州海洋世界內(nèi)的生存的海洋動(dòng)物提供一個(gè)健康的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)游客能零距離接觸海洋環(huán)境、了解海洋生物，領(lǐng)略來(lái)自大海的魅力。（三）維生系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)1.基于展示池聚污和排污的收集與排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)在進(jìn)行荊州海洋世界的設(shè)計(jì)中，著重對(duì)排除水中懸浮物、海洋動(dòng)物糞便、殘餌等雜物，避免這些物質(zhì)在展示水體的某個(gè)角落中聚集，從而導(dǎo)致缺氧、生成硫化氫等有毒有害物質(zhì)等一系列問題的發(fā)生。基于此，必須要重點(diǎn)優(yōu)化對(duì)基于展示池聚污和排污的收集與排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在荊州海洋世界維生項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)關(guān)注以下幾項(xiàng)要點(diǎn)的落實(shí)：第一，排污管的優(yōu)化設(shè)計(jì)。排污管位置設(shè)計(jì)的合理程度直接關(guān)系著維生系統(tǒng)運(yùn)行效率以及相應(yīng)展示水體中的生物容量，必須要著重保證其位置設(shè)計(jì)的合理程度。實(shí)踐中，必須要在污物聚集的區(qū)域作為加設(shè)排污管的位置，以此保證展示水體中存在的污物可以依托排污管轉(zhuǎn)移至水體外部。第二，注水管的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此過程中，要著重關(guān)注水流在排污過程中的作用，重點(diǎn)利用水流完成順利排污。2.熱交換設(shè)計(jì)在進(jìn)行水族館維生系統(tǒng)的熱交換設(shè)計(jì)中，必須要重點(diǎn)落實(shí)對(duì)相應(yīng)水族館所取水源在一年四季變化情況下產(chǎn)生的水溫上限值與下限值，明確季節(jié)變換時(shí)所取水溫度變化的規(guī)律，同時(shí)對(duì)水族館換水方式、生物需氧量、生物過濾能力等內(nèi)容進(jìn)行充分考量。在荊州海洋世界維生項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，主要引入了冷卻水加溫設(shè)備，并在各個(gè)水族箱內(nèi)加設(shè)溫度轉(zhuǎn)換板，結(jié)合預(yù)設(shè)溫度以及水族箱內(nèi)展示水體的實(shí)際溫度情況，自動(dòng)進(jìn)行升溫或是降溫處理。在此過程中，著重參考水族箱內(nèi)引入海洋生物的不同來(lái)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度，例如，表演池中展示水體的溫度需要始終穩(wěn)定在20℃±2℃的范圍內(nèi)；大洋池中展示水體的溫度需要始終穩(wěn)定在30℃±2℃的范圍內(nèi)；水母缸中展示水體的溫度需要始終穩(wěn)定在24℃±1℃的范圍內(nèi)。3.過濾設(shè)備的選擇、配置與設(shè)計(jì)過濾設(shè)備在整個(gè)海洋館維生系統(tǒng)中占據(jù)著核心地位，主要承擔(dān)著保證展示水體透明程度、為生存于展示水體中海洋生物提供更優(yōu)質(zhì)水質(zhì)環(huán)境的任務(wù)。對(duì)于單一的維生系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，出于對(duì)增強(qiáng)過濾成效的考量，普遍會(huì)結(jié)合應(yīng)用多種過濾方式。目前，常用的過濾方式包括物理過濾、化學(xué)過濾、生物過濾、機(jī)械式過濾這幾種。在荊州海洋世界的維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，主要引入了物理過濾、化學(xué)過濾、生物過濾這三種過濾方式，具體的過濾流程如下所示：過濾時(shí)，水族箱中的海水先經(jīng)過一個(gè)微粒袋式過濾器，過濾掉水中的塵埃、鐵銹以及泥沙等雜質(zhì)，再進(jìn)入沙缸過濾掉動(dòng)物糞便、殘餌等各種廢物，之后還要進(jìn)入蛋白分離器用臭氧殺菌，把溶解在水中的有機(jī)物分離出來(lái)，對(duì)水族箱起到清潔作用，剔除展示水體中污物的同時(shí)也達(dá)到殺菌消毒的效果。4.殺菌系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)展示水體、水族箱中滋生細(xì)菌（來(lái)源與殘餌、廢棄物及其溶出物等等）的全面查殺，主要在維生系統(tǒng)中引入了殺菌系統(tǒng)，避免在展示水體完成過濾并流回水族箱中時(shí)出現(xiàn)細(xì)菌隨展示水體進(jìn)入水族箱的問題發(fā)生，體現(xiàn)出對(duì)水族箱中海洋生物生存安全的維護(hù)。實(shí)踐中，出于對(duì)殺菌系統(tǒng)占用空間、殺菌效率與質(zhì)量的考量，主要引入了O3殺菌系統(tǒng)，依托臭氧迅速滅活展示水體中包含著的細(xì)菌，實(shí)現(xiàn)徹底性的殺菌消毒。（四）維生系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)、選用與敷設(shè)在本海洋館項(xiàng)目中，維生系統(tǒng)配電線路選用的電纜型號(hào)為WDZ-YJY。同時(shí)，為了更好的保證海洋館生物的存活率，必須要營(yíng)造盡可能貼近海洋環(huán)境的海水水池，而這種水池極容易生成煙霧區(qū)，對(duì)管線造成較為嚴(yán)重的腐蝕[2]。同時(shí)，在管線銹蝕后，滴落的水滴會(huì)對(duì)海水水池造成相對(duì)嚴(yán)重的污染，影響海洋館內(nèi)海洋生物的正常生存。為了避免上述問題的發(fā)生，本項(xiàng)目選用316不銹鋼材料進(jìn)行海水水池區(qū)域內(nèi)所有螺栓、吊桿、支架、電纜橋架等鋼構(gòu)件的敷設(shè)；選用304不銹鋼用于潮濕區(qū)域內(nèi)所有螺栓、吊桿、支架、電纜橋架等鋼構(gòu)件的敷設(shè)；針對(duì)其他區(qū)域，選用的材料為鍍鋅鋼材。通常情況下，嚴(yán)格控制穿管絕緣導(dǎo)線的截面積總數(shù)值不高于五分之二的管內(nèi)截面積；控制槽內(nèi)載流導(dǎo)線、槽內(nèi)電纜的截面積總數(shù)值不高于五分之一的槽內(nèi)凈截面積。在本海洋館維生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝過程中，所需要設(shè)定的配電范圍相對(duì)較高，線路也相對(duì)復(fù)雜，所以必須要在槽內(nèi)設(shè)置電線電纜。此時(shí)，受到不規(guī)則彎曲的影響，所需要的電纜敷設(shè)空間相對(duì)較大?；谶@樣的情況，要在五分之二凈面積的基礎(chǔ)上增大1倍所需的橋架截面積。另外，出于對(duì)抗震效果的考量，針對(duì)不低于1米的橋架加設(shè)抗震支架，以12米為間隔設(shè)置側(cè)向抗震支架以及縱向抗震支架[3]?？偨Y(jié)：綜上所述，在海洋館維生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，積極與材料供應(yīng)商反復(fù)探討，按照模具生產(chǎn)要求，將3D模型拆解，將模型落地到CAD圖紙，將每一片曲線型材進(jìn)行編號(hào)生產(chǎn)，結(jié)合維生系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路、收集與排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)、熱交換設(shè)計(jì)、過濾設(shè)備、殺菌系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路選擇及敷設(shè)等內(nèi)容的落實(shí)，提升了海洋館維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效果及科學(xué)性，為海洋生物營(yíng)造了更為良好的生存環(huán)境。參考文獻(xiàn)：[1]劉剛,龐拓,