游泳池、嬉水池、水上樂園、等場館設(shè)計中存在的問題及解決措施

責(zé)任編輯：tpe 發(fā)布時間：2015-02-02

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　　游泳嬉水是極好的文體活，游泳館、游泳池、嬉水池、水上樂園遍布全球。隨著社會的發(fā)展，這些建筑與日俱增，在發(fā)達(dá)的美國，已有450萬座，中國的這類建筑，也如雨后春筍，比比皆是，正以迅猛的速度在發(fā)展，許多專家、工程師也都相繼遇到了泳池設(shè)計這一問題。泳池嬉水工程的投資，少則幾十萬，多則幾千萬。而每年的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，少則數(shù)十萬，多則數(shù)百萬。它既是耗水大戶、又是耗電大戶和耗熱大戶。隨著能源的日益緊缺，隨著時代的迅速發(fā)展，我們應(yīng)該在理論上深入研究，在設(shè)計上不斷改進(jìn)，在這實踐中認(rèn)真總結(jié)，逐步使問題得到解決。許多國外的理論、實踐總結(jié)、經(jīng)驗公式和各具特色的過濾砂缸，在各自的國度里都曾取得了一定的成功，便在群眾性泳池中使用，始終并不十分盡人意。近些年來，知用于人口眾多的我國的群眾性泳池中，顯得無能為力。如何簡化設(shè)計、簡化管理，減少基建投資，減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)，如何節(jié)水、節(jié)電、節(jié)熱能、節(jié)藥品、節(jié)人力，如何在任何情況下確保水質(zhì)，是本文討論的內(nèi)容。
　　一、把機(jī)房面積降下來已建游泳池機(jī)房面積普遍偏大，從123-400m2不等（為便于說明，本文皆以標(biāo)準(zhǔn)為例）機(jī)房造價10-40萬元甚至更高，濾罐數(shù)2-6個都有，罐徑一般2-3m,立式居多，臥式較少，國外的機(jī)房設(shè)計得更是寬大。形成的主要原因是罐數(shù)多，擺開后必然占據(jù)較大的面積。有的機(jī)房，除了過濾間外，還有加氯間、氯瓶間、加藥間、加熱間、工具間、藥庫、化驗室、控制室等。這種照大中型水廠配置的幫法，在任何超大型、任何高檔次的游泳館也是不需要的。水廠和泳池處理，雖然有共同之處，但卻是兩個完全不同領(lǐng)域的兩碼事。（1）世界上幾乎幾不到≥1萬m3水的游泳館，而中型水廠的產(chǎn)水量都在幾萬m3以上，水量相差懸殊。（2）水廠是無限的水，一次性通過；而泳池的水是有限的水，“無限”次通過。（3）江河湖的原水水質(zhì)可能驟變，而泳池的水質(zhì)不可能驟變，沒有強(qiáng)烈外界因素的直接加入，泳池水質(zhì)的變化是極為緩慢的。（4）江河湖水常規(guī)處理主要靠投加混凝劑和助凝劑后沉淀和過濾，而泳池水處理要靠過濾、氧化和活化。泳池這幾千噸水的周而復(fù)始處理，當(dāng)路子走對以后，并不困難，沒有必要人為搞得那么復(fù)雜。除了全部電動閥門控制的系統(tǒng)需要設(shè)置控制室外，手動系統(tǒng)和水力自動化系統(tǒng)都無此必要。其它房間更沒有單設(shè)的必要。對水力自動化系統(tǒng)來說，除了主機(jī)房和機(jī)房一角的加氯間外，不需要再設(shè)置任何房間。水力自動化系統(tǒng)的機(jī)房總面積<50m2,主體是水力自動化曝氣濾機(jī)，占地面積不足90m2,它是一種結(jié)構(gòu)緊湊的整體性機(jī)型，當(dāng)前已有60套機(jī)型，日處理水量由100m2~30000m3.
　　二、把電耗降下來游泳池水處理的唯一目的是解決水質(zhì)問題。是采用壓有處理，還是采用無壓處理，
　　只是個手段問題。對于0.000來，又回到0.000去的這一特定環(huán)境下的水處理領(lǐng)域，使用什么手段才是合理的呢？很顯然，對于原來沒有壓力要求的系統(tǒng)，做成重力系統(tǒng)更合理。請看公式（1）
　　N=QH/102η（N=水泵軸功率，Q=水泵流量m?/h,H=水泵揚(yáng)程m,η=水泵效率%）
　　當(dāng)處理流量Q相同的情況下，軸功率N與揚(yáng)程H成正比。
　　（一）、綜合國內(nèi)外壓力系統(tǒng)的設(shè)計水頭為：H1=15~35m
　　（二）、無壓系統(tǒng)的設(shè)計水頭H2
　　1 .水處理機(jī)房與泳池在同層，H2=3~5m.
　　2.水處理機(jī)房在泳池下層。H2=4~6m. 注：無壓循環(huán)水理系統(tǒng)，初始水頭損失0.4m,終止水頭損失2.2m,正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需水頭3m-6m.這個數(shù)值主要取決于機(jī)房地面與泳池水在的相對關(guān)系。換句話說，同層、地面、半地下式機(jī)房，取決于處理機(jī)頂高于泳池水面的高度；下層、地下式機(jī)房，取決于水面高于機(jī)房地面的高度。因此，水處理設(shè)計與土建設(shè)計的配合是關(guān)鍵

　　三、把水耗降下來
　　1、取消自動補(bǔ)水池
　　在水的系統(tǒng)中，為了保持某一固定液面，補(bǔ)水池、補(bǔ)水箱往往是不可缺少的。除非控制水位的浮球閥或電磁閥已經(jīng)損壞外，一般不會漏水。但對游泳池來說，補(bǔ)水池、補(bǔ)水箱不宜使用。開放中的游泳池是不存在固定的液面的，波動的游泳池液面造成的結(jié)果是，泳者不斷的入水，池水一次次地溢走，泳者不斷的出水，一次次的補(bǔ)水，永不停息，只有閉池時，才算結(jié)束。浪費(fèi)的水超過30m3/h.對全球缺水的今天，應(yīng)杜絕這種做法。那一次次溢走的水，都是經(jīng)過加熱的溫水，而一次次補(bǔ)進(jìn)的水卻都是冷水，這才是池溫為什么迅速降低的根本原因。由于低溫水無休止的加入，每年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤超出百噸！為了堵住這個耗水跑熱大漏洞，30多年來筆者走了一個漫長的全過程，逐漸縮小補(bǔ)水池為補(bǔ)水箱，又把補(bǔ)水箱縮小到只有300L,實踐證明，浪費(fèi)的水量和熱量與補(bǔ)水池或補(bǔ)水箱的容量大小毫無關(guān)系，與采取何種型式的浮球閥與電磁閥也沒無關(guān)系。直到徹底取消補(bǔ)水箱，這個漏洞才堵注。結(jié)論是：不能依靠泳池波動水面來控制泳池液面。每年我國有上億噸水和幾十萬噸煤，由這里流掉！但取消補(bǔ)水池和補(bǔ)水箱以后，除了每池、每年帶來5~10萬元的效益外，未出理異常。
　　2、力圖取消平衡水池
　　一般設(shè)計平衡水池的主要目的是：調(diào)節(jié)泳者占據(jù)的池容。調(diào)節(jié)手段是：用（各種各樣的）浮球閥的補(bǔ)水，來保持固定的液面。實際上，在國內(nèi)外的許多實例中，可以看到，平衡水池的水面與泳池水面安全一致，浮球閥也是控制著這個水面。不管它是叫平衡水池，還是叫調(diào)節(jié)水池，實際都是一個放大了的補(bǔ)水池。因此，它浪費(fèi)的水量和熱量與補(bǔ)水池是完全相同的。這種平衡水池應(yīng)淘汰。     還有一種設(shè)計，平衡水池的水面，或浮球閥控制的水面，明顯低于泳池的水面。開池時泳者擠出的水存入平衡水池，閉池時再打入泳池中。由于波動的泳池水面不會影響浮球閥，該形勢較好。但這種平衡水池補(bǔ)水浮球閥，必須比泳池液面低得多，浮球閥控制水面以上的容量，必須不小于高峰人流的總?cè)萘浚ǔ２恍∮?0m3,以儲存泳者擠出的水，閉池時把水送回泳池采取什么手段，也是麻煩事，國外的作法是把平衡池當(dāng)作水泵吸水池來用，方法是簡單而有效的，可是能量白白浪費(fèi)了不少。眾所周知，那些平衡池、調(diào)節(jié)水池的容量有的雖然很大，但與泳池的容量相比，卻又是小巫見大巫。因此，如何開發(fā)泳池本身的調(diào)節(jié)作用，才是設(shè)計研究者的課題。     請看，無平衡水池館池的情況：當(dāng)開池前特意把水放滿，通常15個人擠走1m3水，入池極限450人，擠走30m3水，在閉池時，水面下降應(yīng)是30mm,實際上，由于池水充滿度總是100%,時刻有水溢走，溢走的水近10m3,閉池時測量水位降是30~41mm.這時池水少了40m3,造成池水的水位變化卻很微小，假如不去測量，往往不易發(fā)現(xiàn)。在一次開池時，只要有人入池，便雙失去了平靜的水面，更難發(fā)現(xiàn)這個水位差。隨著入池人員的增多，又一次達(dá)到高峰時，由于池水不再溢滿，溢走的水明顯減少，如此周而復(fù)始，可以達(dá)到一個動態(tài)平衡，也可以看出，開池時水面總是高于停池時的水面。眾所周知游泳池本身不僅有相當(dāng)大的水量，而主要是它的水面很大。即使水量減少了100m3,水面才相差100mm.對于重大的國際比賽平說，只有對池水深度的嚴(yán)格規(guī)定，把泳池設(shè)計成無論什么時候都100%的溢滿，是一種很大的誤解，實用中并沒有這個必要。     然而，池底進(jìn)水，周邊溢水的設(shè)計，則又心須絕對溢滿，還要絕對溢流，否則，水處理無法進(jìn)行。然而，即使這種型式，同樣可以啟用游泳池本身的調(diào)節(jié)功能，而需設(shè)置平衡水池。具體的做法是：泳池水面、周邊溢水面、溢水溝蓋面示高皆為0.000,溝外側(cè)地面皆為0.040的標(biāo)高，然后四周以1%的坡度坡向溢水溝。
　　盡量避免使用上升泉式，多用河道式。由土建配合，啟用游泳池本身的自我調(diào)節(jié)功能，力圖避免另設(shè)平衡池。
　　3、節(jié)約游泳池濾體的沖洗水量     游泳池濾體的沖洗水量，取決于工作周期、沖洗歷時、和沖洗強(qiáng)度三個因素。     濾體的工作周期：筆者曾對國內(nèi)外的大量館池作過普查，了解到各館的工作周期都不一樣，從1天~7天都有，實質(zhì)都是人為規(guī)定的一種作法、一種自己制訂的沖洗制度。有的水量浪費(fèi)很大。其中也有正確的作法，按濾層阻力增加值實施沖洗。遺憾的是，它是手動的；當(dāng)水質(zhì)不好時，幾乎都誤認(rèn)為是沖洗不夠造成的，人為提前沖洗和拉長沖洗的時間。國外還有一種輪沖的作法，如5個罐，每天沖1個，5天1個輪回。這種自動輪沖的作法，與我國手動沖洗的作法并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，與實際情況脫節(jié)，和水質(zhì)沒有建立起任何關(guān)系。眾所周知，季節(jié)不同，地區(qū)不同，館的性質(zhì)不同，人流量不同，人口素質(zhì)不同，水的污染程度相差不是幾倍，而是百倍！死的（不管是手動的還是電動的）工作制度都不夠理想。國外的資料表明，盡管其人流數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于我國，夏季水質(zhì)變壞也屢有發(fā)生。我們利用濾層阻力增加，水位自然升高的原理，實現(xiàn)了水力自動化控制。工作周期是一
　　個變值，它隨季節(jié)、天氣、人流、污染程度的變化而變化。上百個館池的大量數(shù)據(jù)告訴我們，工作周期完全決定于水質(zhì)。極限最短的工作周期和極限最長的工作周期相差百倍！一般冬季難得遇到自動沖洗的機(jī)會。     游泳池濾體的沖洗歷時：總括中外寫在書本上的資料為 5~8 min,實際普查結(jié)果為 15~30 min,個別的竟達(dá)到2h,調(diào)查中竟未見到一處是 5~8min,連國外的電動沖洗閥，也設(shè)定為15min.原因是管理或承包者怕沖不干凈影響水質(zhì)？！這是一個很大的浪費(fèi)。按常用的 φ2.5m罐計算，每一次沖洗水量，至少比需要的多消耗 38 m3/每罐次！.     沖洗歷時不應(yīng)人為確定，應(yīng)以開始流出清水的時間作為依據(jù)。我們測得的數(shù)據(jù)是， 2.0min后沖洗水濃度開始減小， 2.5 min后開始變清， 3.0min以內(nèi)全清。于是，以水力學(xué)原理按此實測資料制造機(jī)型，實現(xiàn)水力自動控制，不受人為因素影響，它的沖洗歷時永遠(yuǎn)是150s.     游泳池濾體的沖洗強(qiáng)度：中外公布的沖洗強(qiáng)度為 15~20 l/s?㎡，根據(jù)我們?yōu)V料情況，在機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，把沖洗強(qiáng)度提高為 32l/s?㎡，此時全部濾料翻滾攪搓，2.5 min內(nèi)已淘洗潔凈。     結(jié)論：只有增大了沖洗強(qiáng)度，才能減少沖洗歷時，還必須依據(jù)水質(zhì)自身規(guī)律實現(xiàn)自動沖洗，才能做到節(jié)水。

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