水景給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)
——以上海中心項(xiàng)目水景為例

李 雯

（上海市園林設(shè)計(jì)研究總院有限公司，上海市 200031）

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，公園綠地、城市廣場、商業(yè)區(qū)、小區(qū)等都有越來越多的水景設(shè)計(jì)。水景是景觀設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，水景的效果直接關(guān)系到整個(gè)景觀環(huán)境營造的成敗。水景給排水設(shè)計(jì)包括水景補(bǔ)水、水景循環(huán)、水質(zhì)保持、水景設(shè)備、溢流排水、水景放空等。通過上海中心大廈項(xiàng)目的四個(gè)室外節(jié)點(diǎn)水景的詳細(xì)分析，介紹了水景設(shè)計(jì)中給排水專業(yè)需要注意的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 工程概況

上海中心大廈位于浦東陸家嘴功能區(qū)，占地超過3萬m2。所處地塊東至東泰路，南依銀城南路，北靠花園石橋路，西鄰銀城中路。主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580 m，總高度632 m，是當(dāng)時(shí)我國國內(nèi)規(guī)劃中的第一高樓，于2015年建成。地下結(jié)構(gòu)5層，地上部分包括124層塔樓和7層?xùn)|西裙房。

室外景觀設(shè)計(jì)了四個(gè)節(jié)點(diǎn)水景，分別為西側(cè)銀城中路入口區(qū)域環(huán)形車道處的A——特色水景1，銀城中路入口區(qū)域南側(cè)綠地內(nèi)的B——L E D水墻，東北角花園石橋路和東泰路路口的C——鏡面水池，和東側(cè)東泰路入口環(huán)形車道區(qū)域的D——特色水景2。水景位置如圖1所示。在B1層共設(shè)置了三個(gè)水景循環(huán)泵房，作為上述四個(gè)水景的循環(huán)和水處理泵房。西側(cè)泵房為水景A、B的合用泵房，東側(cè)和建筑中部的泵房分別為水景C、D的泵房。泵房位置如圖2所示。

圖1 室外水景位置圖

圖2 B1層水景循環(huán)和水處理泵房位置圖

2 水景給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 水景給排水設(shè)計(jì)基本流程

水景由中水回用系統(tǒng)作為補(bǔ)水水源。水景用水循環(huán)使用，設(shè)置循環(huán)水泵滿足景觀需求。水景回流進(jìn)入循環(huán)泵房內(nèi)的循環(huán)平衡水箱。在水景循環(huán)泵房內(nèi)設(shè)置水處理系統(tǒng)，以滿足水景水質(zhì)要求。降雨時(shí)，水景多余的水溢流入園區(qū)室外雨水系統(tǒng)。水景定期放空清洗，水景放空排水排入園區(qū)室外雨水系統(tǒng)。水景循環(huán)流程如圖3所示。

圖3 水景循環(huán)流程圖

2.2 水景補(bǔ)水

2.2.1 水景補(bǔ)水水源

根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50555—2010）[1]中第4.1.5條規(guī)定，景觀用水水源不得采用市政自來水和地下井水。應(yīng)利用中水（有限利用市政中水）、雨水收集回用等措施，解決人工景觀用水水源和補(bǔ)水等問題。該項(xiàng)目水景補(bǔ)水水源為項(xiàng)目內(nèi)中水回用的清水池供水。

中水原水為酒店、辦公樓內(nèi)的浴盆及淋浴排水、臉盆排水、空調(diào)冷卻系統(tǒng)排水、冷凝水、游泳池排水、酒店洗衣機(jī)房排水、車庫沖地排水等。廁所坐便器、小便器的排污水，不作為中水原水收集，直接排入市政污水管道。廚房含油成分較高的排水，通過隔油池處理后，直接排入市政污水管網(wǎng)。而收集的原水經(jīng)處理后的中水用于室內(nèi)外綠化澆灌、室內(nèi)外水景補(bǔ)水，部分用于辦公樓的衛(wèi)生間大便器沖洗及空調(diào)冷卻塔補(bǔ)水、道路及車庫沖洗。室外綠化澆灑、水景補(bǔ)水等單獨(dú)預(yù)留中水接口，由變頻泵從B5層中水儲(chǔ)水箱中抽水供給。中水處理工藝流程如下：生活廢水→格柵井→原水池→物化處理→中間水箱→砂濾→生物活性碳濾→精濾→超濾→消毒→中水箱→加壓至用戶。中水處理系統(tǒng)設(shè)置事故泵和溢流管，其中L66層及L6層中水機(jī)房內(nèi)發(fā)生事故或超設(shè)計(jì)流量時(shí)，原水經(jīng)溢流，重力排至B5層中水機(jī)房；B5層中水機(jī)房原水則溢流至集水坑內(nèi)，由集水坑內(nèi)的事故排水泵提升至室外。中水的清水池設(shè)置自來水補(bǔ)水接口。在中水原水量不足的情況下，用自來水補(bǔ)水。

水景補(bǔ)水水質(zhì)滿足現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《噴泉水景工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 222—2015）[2]的第 4.2.5條第四款規(guī)定，采用再生水作為補(bǔ)水水源時(shí)，其水質(zhì)不應(yīng)低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T 18921—2002）[3]的有關(guān)規(guī)定。中水回用的供水管道嚴(yán)禁與生活飲用水管道連接。

2.2.2 水景補(bǔ)水水量

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2009年版）》（GB 50015—2003）[4]中第 3.11.2條規(guī)定，水景循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)水水量應(yīng)根據(jù)蒸發(fā)、飄失、滲漏、排污等損失確定，室外工程宜取循環(huán)水流量的3%～5%。該項(xiàng)目均為室外水景，補(bǔ)水量按循環(huán)水流量的5%計(jì)。

該項(xiàng)目在L66層、L6層和B5層設(shè)置中水處理站，分別供建筑的上、中、下分區(qū)的室內(nèi)沖廁用水及室外綠化灌溉和水景補(bǔ)水。其中B5層處理站中水量為792.63 m3/d，其處理設(shè)施的處理能力為45m3/h。可滿足建筑地下室至31層建筑室內(nèi)沖廁、空調(diào)冷卻塔補(bǔ)水、室外綠化灌溉、水景補(bǔ)水、車庫沖洗的中水用水量。其中水景補(bǔ)水量為17m3/d。

2.2.3 補(bǔ)水口的設(shè)置

該項(xiàng)目在地面層的水景位置和地下一層的水景循環(huán)泵房內(nèi)均設(shè)置了補(bǔ)水接口，以減少由于泵房的檢修維護(hù)對(duì)水景造成的影響。由于水景的補(bǔ)水水源非飲用水，在水景內(nèi)的補(bǔ)水口不需要考慮空氣間隙，補(bǔ)水口設(shè)置在水景的水位線以下隱蔽設(shè)置，并加裝不銹鋼篦子，防止補(bǔ)水口對(duì)景觀造成影響。室外水景處的補(bǔ)水管設(shè)置電動(dòng)閥自動(dòng)控制水位，在電動(dòng)閥前設(shè)置止回閥，以避免補(bǔ)水管失壓時(shí)水景內(nèi)無水。地下一層的水景循環(huán)泵房內(nèi)的循環(huán)平衡水箱內(nèi)設(shè)置浮球閥自動(dòng)控制水位。

2.3 水景循環(huán)

2.3.1 水景景觀要求

水景給排水最重要的就是要滿足景觀的外形設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)時(shí)需要與景觀設(shè)計(jì)師細(xì)致溝通，通過水景的平面圖、立面圖、剖面圖、效果圖以及相似案例的實(shí)景照片等多種形式，了解該項(xiàng)目所要達(dá)到的景觀效果，再根據(jù)所需的水流形式選用適合的噴頭形式。

由于不同的設(shè)備廠家的噴頭所需的流量和水壓并不相同，所以在計(jì)算時(shí)要盡量按照常見的噴頭形式進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)留有一定的余量。在施工前，要對(duì)施工方所采購的噴頭產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，以保證最終的景觀效果。

所有噴頭均為工廠加工的批量產(chǎn)品，并不能保證每個(gè)噴頭在相同的水壓情況下出流量完全一致。所以在每個(gè)噴頭下必須設(shè)置閥門，便于安裝和調(diào)試階段調(diào)節(jié)每個(gè)噴頭的出流，以達(dá)到噴泉的噴水高度和噴水效果一致。

水景循環(huán)管和配水管在水景中應(yīng)設(shè)置在管槽內(nèi)，避免暴露在外面影響景觀效果。應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)與硬質(zhì)和結(jié)構(gòu)專業(yè)協(xié)調(diào)好，管槽尺寸應(yīng)滿足管道以及閥門等配件的安裝要求。

水景循環(huán)管在B1層梁下布置時(shí)，與室內(nèi)其他管線應(yīng)做好避讓工作，按照小管讓大管，有壓管讓無壓管的原則進(jìn)行布置，同時(shí)要考慮不可布置在電氣管線的上方，消除安全隱患。

2.3.2 水景循環(huán)系統(tǒng)計(jì)算

2.3.2.1 A——特色水景1

根據(jù)景觀設(shè)計(jì)的要求，為環(huán)形設(shè)置的雙層跌水景觀，上層設(shè)置42個(gè)直流噴頭，噴高1.1 m。噴頭型號(hào)與參數(shù)見表1。

表1 噴頭型號(hào)與參數(shù)（一）

式中：Q為計(jì)算循環(huán)水流量，m3/h；N為噴頭個(gè)數(shù)；qp為噴頭流量，m3/h。

根據(jù)景觀設(shè)計(jì)的要求，為環(huán)狀跌水水幕，跌水寬度16.96m，水幕高度0.5m，連續(xù)水膜0.5 m，跌水所需的水量如下：連續(xù)水膜高度h=0.5m。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施：給水排水》（2009JS C S-3）[5]附錄K-3寬頂堰水力計(jì)算表的結(jié)論，單寬流量q=5.04m3/（h·m），跌水寬度B=16.96m，Q＝qB=5.04×16.96=85.48（m3/h）。

噴頭的流量與跌水流量基本接近，噴頭的出水可同時(shí)滿足跌水的景觀效果?？紤]到噴頭的景觀效果可調(diào)，實(shí)際出流可能小于設(shè)計(jì)流量。為便于跌水景觀的可調(diào)性，在上層水池內(nèi)再增加一根配水管，同時(shí)設(shè)置控制閥門，補(bǔ)充跌水的水量，并便于控制。

水泵揚(yáng)程：

式中：Hb為水泵揚(yáng)程，m；Hs為總水頭損失，m；Hy為揚(yáng)水高度，m；Hc為要求的流出水頭，m。

選用K Q L100/125-11/2循環(huán)泵一臺(tái)。水泵設(shè)計(jì)參數(shù)為Q=100m3/h，H=20m，N=11 kW。

2.3.2.2 B——LED水墻

根據(jù)景觀設(shè)計(jì)的要求，為9個(gè)并列的跌水水幕，每個(gè)水幕寬度0.8 m，水幕高度3.5 m，連續(xù)水膜0.5 m，跌水所需的水量如下：連續(xù)水膜高度h=0.5 m，單寬流量q=5.04 m3/（h·m），跌水寬度B=9×0.8=7.2（m），Q=qB=5.04×7.2=36.29（m3/h）。

每個(gè)跌水水幕的供水管上均設(shè)置一個(gè)控制閥門，便于控制和調(diào)節(jié)。

水泵揚(yáng)程：Hb≥Hs+Hy+Hc=5.0+12.0 + 2.0=19.0（m）。

選用K Q L80/125-5.5/2循環(huán)泵一臺(tái)。水泵設(shè)計(jì)參數(shù)為Q=50m3/h，H=20m，N=5.5 kW。

2.3.2.3 C——鏡面水池

根據(jù)景觀設(shè)計(jì)的要求，鏡面水池跌水水幕寬度75m，水幕高度0.4m，連續(xù)水膜0.2m，跌水所需的水量如下：連續(xù)水膜高度h=0.5 m，單寬流量q=2.09 m3/（h·m），跌水寬度B=75 m，Q＝qB=2.09×75=156.75（m3/h）。

水泵揚(yáng)程：Hb≥Hs+Hy+Hc= 5.0 + 2.0+ 3.0 =10.0（m）。

該水景不在地下建筑頂板范圍內(nèi)，不受地下建筑頂板標(biāo)高的限制，可在水池內(nèi)設(shè)置循環(huán)水泵。選用S P95-2-A潛水循環(huán)泵兩臺(tái)。水泵設(shè)計(jì)參數(shù)為Q=100m3/h，H=15m，N=7.5 kW。

2.3.2.4 D——特色水景2

根據(jù)景觀設(shè)計(jì)的要求，為環(huán)形設(shè)置的雙層跌水景觀，上層設(shè)置32個(gè)樹冰噴頭，噴高0.3m。噴頭型號(hào)與參數(shù)見表2。

表2 噴頭型號(hào)與參數(shù)（二）

根據(jù)景觀設(shè)計(jì)的要求，為環(huán)狀跌水水幕，跌水寬度26.10m，水幕高度0.65m，連續(xù)水膜0.65m，跌水所需的水量如下：連續(xù)水膜高度h=0.65m，單寬流量q=6.53m3/（h·m），跌水寬度B=26.10m，Q＝qB=6.53×26.10=170.43（m3/h）。

噴頭的流量與跌水流量基本接近，噴頭的出水可同時(shí)滿足跌水的景觀效果?？紤]到噴頭的景觀效果可調(diào)，實(shí)際出流可能小于設(shè)計(jì)流量。為便于跌水景觀的可調(diào)性，在上層水池內(nèi)再增加一根配水管，同時(shí)設(shè)置控制閥門，補(bǔ)充跌水的水量，并便于控制。

水泵揚(yáng)程：Hb≥Hs+Hy+Hc= 5.0 + 8.5 + 10.0=23.5（m）。

選用K Q L150/250-18.5/4循環(huán)泵一臺(tái)。水泵設(shè)計(jì)參數(shù)為Q=200m3/h，H=25m，N=18.5 kW。

2.3.3 水景循環(huán)平衡水箱

水景循環(huán)平衡水箱的有效容積根據(jù)水景循環(huán)水泵5～10min的流量確定。如果泵房在水池的正下方或附近區(qū)域，可取小值；如果泵房距離水池較遠(yuǎn)，建議取大值。

2.4 水景水質(zhì)

2.4.1 水景水質(zhì)要求

由于該項(xiàng)目水景為人體非直接接觸型，但是考慮到上海中心為上海市的標(biāo)志性景點(diǎn)，每天有大量的游客經(jīng)過，為了游客的安全，并為提升水景的品質(zhì)，設(shè)計(jì)中提升了該項(xiàng)目水景的水質(zhì)要求。水景水質(zhì)滿足現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《噴泉水景工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 222—2015）[2]的第 4.2.5 條第一款規(guī)定，人體非全身性接觸的水景景觀用水水質(zhì)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）[6]中規(guī)定的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.2 水景水質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)

水景應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)循環(huán)處理，經(jīng)加藥—過濾—消毒等水處理過程，保證水質(zhì)滿足規(guī)范要求。

2.4.3 水景水質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)計(jì)算

水質(zhì)循環(huán)泵的流量按平衡水箱+水景總?cè)莘e，4 h循環(huán)一次計(jì)算。在冬天可以每天開4 h，春夏季節(jié)每天循環(huán)8 h。夏季天氣較熱時(shí)，為防止水質(zhì)變壞，可以每天循環(huán)12 h。

2.5 水景回水和排水

2.5.1 水景回水

該項(xiàng)目在B1層設(shè)置了水景循環(huán)泵房，所有的循環(huán)供水均由泵房內(nèi)的循環(huán)水泵供水，循環(huán)回水進(jìn)入泵房內(nèi)的循環(huán)平衡水箱。水景回水采用溢流式回水，以保證在水景停止的狀態(tài)下，水景內(nèi)能保持穩(wěn)定的水位，保證景觀效果。在常水位的位置設(shè)置溢流口，溢流管應(yīng)按重力流滿流計(jì)算，并留有一定的余量。在回水管上設(shè)置電磁閥，在水景不循環(huán)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉水景的回水管閥門，盡量避免雨水進(jìn)入B1層水景循環(huán)平衡水箱，減少平衡水箱的溢流量。泵房內(nèi)的循環(huán)平衡水箱也應(yīng)設(shè)置溢流管，該溢流管應(yīng)大于水景的回水管管徑，避免降雨時(shí)回水管閥門未關(guān)閉的情況下平衡水箱滿溢。

水景循環(huán)泵房的位置應(yīng)盡量設(shè)置在水景正下方或就近設(shè)置。由于水景在室外地面處的位置一般不可能比地面標(biāo)高高出很多，水池底下到B1層頂板上方的間距非常有限，且回水管為重力流管道，需要考慮管道坡度，很少能有供回水管能在B1層頂板上方解決。該項(xiàng)目水景的供回水管均走在B1層的梁下，供回水管的下方不可為強(qiáng)弱電管，且水景下方的房間和供回水管路徑的位置均不可設(shè)置成配電房等不允許水管經(jīng)過的房間，管道盡量設(shè)置在B1層公共走道的位置。由于回水為重力流管道，應(yīng)考慮該管道的敷設(shè)坡度和路徑，管線不可過長，且B1層梁下的其余管線標(biāo)高應(yīng)避開重力流管道。

2.5.2 水景溢流

該項(xiàng)目為室外水景，應(yīng)考慮降雨的影響。在常水位的溢流口上方0.1m處設(shè)置降雨的排水溢流口，該溢流管上不可設(shè)置閥門。溢流管應(yīng)按整個(gè)水景面積的5 a一遇暴雨強(qiáng)度計(jì)算，并按20 a一遇暴雨強(qiáng)度校核。平時(shí)水景通過標(biāo)高較低的回水溢流口回流，降雨時(shí)通過標(biāo)高較高的排水溢流口排水。該溢流排水就近排入園區(qū)室外雨水管網(wǎng)，不能排入B1層雨水系統(tǒng)，以減小B1層提升泵的設(shè)計(jì)流量。

2.5.3 水景放空

水景由于檢修、維護(hù)、清淤等需要，應(yīng)設(shè)置放空管，放空口應(yīng)設(shè)置在水景的最低處，一般設(shè)置在水景泵坑或水景管槽底部。如有多層水池，每層均應(yīng)分別設(shè)置放空管。放空口上應(yīng)設(shè)置不銹鋼篦子，放空管上應(yīng)設(shè)置閥門，閥門一般設(shè)置在室外閥門井內(nèi)，便于操作。放空管管徑一般按D N100設(shè)置，管徑過小使用時(shí)容易被雜物堵塞，管徑過大管道流速過緩，不利于管道自凈，且可能造成雨水管排水不暢時(shí)從地面滿溢。放空管坡度一般選用1%，以利于水景快速排凈。放空排水就近排入園區(qū)室外雨水管網(wǎng)，不能排入B1層雨水系統(tǒng)，以減小B1層提升泵的設(shè)計(jì)流量。當(dāng)重力流排水排不凈時(shí)，也可設(shè)置壓力排水，可單獨(dú)設(shè)置放空排水泵或利用循環(huán)泵排水[7]。當(dāng)使用壓力排水時(shí)，要設(shè)置合理的停泵水位，避免水泵燒壞。

3 結(jié)語

水景是景觀設(shè)計(jì)中非常重要的元素，水景滿足了游客賞水、親水的需求。水景給排水設(shè)計(jì)首先應(yīng)考慮景觀的外形設(shè)計(jì)要求，了解項(xiàng)目所要達(dá)到的景觀效果，再根據(jù)所需的水流形式選用適合的噴頭形式和循環(huán)水泵。其次要滿足水景水質(zhì)的要求，使水質(zhì)滿足觀賞和親水需求，按照水質(zhì)要求選擇合適的補(bǔ)水水源和水質(zhì)循環(huán)處理系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中尋找合適的泵房位置也非常重要，在設(shè)計(jì)中應(yīng)與建筑專業(yè)溝通，避免泵房和管道位置影響其他建筑功能的設(shè)置。在大面積地下室頂板上的水景設(shè)計(jì)，還應(yīng)考慮供回水管道的平面和高程布置，與建筑室內(nèi)外管道協(xié)調(diào)一致。在運(yùn)營維護(hù)中，定期的水質(zhì)循環(huán)和清淤等工作是保證水景效果的重要組成部分。

本文對(duì)上海中心的室外水景給排水設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為今后其他的水景設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。