中國重慶渝秀表演池水處理設(shè)計(jì)

王屹 周文旭

中國中元國際工程有限公司，中國·北京 100089

1 引言

重慶是中國山水之城的典范，城市印象鮮明，而“渝秀”作為區(qū)域性地標(biāo)建筑，立足于充分展現(xiàn)城市特色，立面概念方案定義為“曲水環(huán)山”；立面肌理抽象于起伏的山地地貌及巖層分層特點(diǎn)，展示出長(zhǎng)江和嘉陵江環(huán)抱山城重慶的特色以及山城棒棒文化。

2 概況

渝秀及渝秀附屬樓，位于文化旅游體驗(yàn)區(qū)地塊西南角，分為渝秀及渝秀附屬樓兩個(gè)子項(xiàng)。秀場(chǎng)建筑面積1.5225萬m2，位于室外樂園內(nèi)環(huán)路與秀場(chǎng)消防路環(huán)繞的相對(duì)獨(dú)立區(qū)域；附屬樓面積0.43萬m2與秀場(chǎng)隔秀場(chǎng)消防路相對(duì)，兩建筑外墻最近距離為13m。本項(xiàng)目按演藝類項(xiàng)目，觀眾廳坐席數(shù)為1466座，按大型乙等劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)。本工程為二類高層建筑，地上耐火等級(jí)為二級(jí)，地下耐火等級(jí)為一級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，本工程劇場(chǎng)等級(jí)為乙等；抗震設(shè)防烈度6度。

3 表演池水處理系統(tǒng)

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

表演池水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)具體情況見表1。值得一提的是，系統(tǒng)運(yùn)行總水量1430m3，管道及砂缸等水體按總水量5%計(jì)[1]，運(yùn)行時(shí)水處理量按1502m3計(jì)算。

表1 表演池水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2 過濾系統(tǒng)

第一，表演池具有干濕轉(zhuǎn)換功能，水處理過濾系統(tǒng)根據(jù)表演池功能可分租切換，匹配2套過濾系統(tǒng)，滿足實(shí)際需求。表演池循環(huán)系統(tǒng)過濾方式采用逆流式循環(huán)方式，池底循環(huán)供水，池邊溢水槽回水至緩沖罐。通過循環(huán)泵經(jīng)石英砂缸過濾、加溫、消毒進(jìn)行處理后入水池循環(huán)運(yùn)行。

第二，池水凈化過濾系統(tǒng)采用石英砂過濾砂缸，過濾砂缸φ2000共5臺(tái)，閥門采用電動(dòng)閥，通過PLC設(shè)置每天按順序自動(dòng)反沖洗，反沖洗時(shí)間3～5分鐘，根據(jù)演出安排及水質(zhì)情況可調(diào)，反沖洗強(qiáng)度為12～15L/s[2]。

第三，表演水池消毒系統(tǒng)采用氯消毒為主，以紫外線消毒為輔，紫外線消毒器為中壓紫外線消毒器。采用次氯酸鈉堿性消毒劑，并投加酸性化學(xué)藥劑調(diào)節(jié)pH值。

3.3 投藥系統(tǒng)

第一，絮凝劑。采用聚合氯化鋁，促進(jìn)水中雜質(zhì)沉降，提高過濾效果，設(shè)計(jì)投加量為1～5mg/L。

第二，消毒劑。采用次氯酸鈉溶液，殺滅水中細(xì)菌，保持水中余氯含量，設(shè)計(jì)投加量為1～2mg/L。

第三，酸堿劑。采用碳酸氫鈉溶液調(diào)整泳池池水中的酸堿性，間斷投加，使池水的pH值保持再7.0～7.8的范圍內(nèi)。

3.4 加藥檢測(cè)系統(tǒng)

第一，長(zhǎng)效消毒劑采用成品次氯酸鈉溶液，使用水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)控制次氯酸鈉溶液的投加量，使造浪池池水的余氯含量在0.5mg/L～1.5mg/L。監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)調(diào)整pH值調(diào)整劑投加量，使pH值保持在7.3～7.6的范圍內(nèi)。運(yùn)營中匹配人工檢測(cè)儀，結(jié)合自動(dòng)水質(zhì)檢測(cè)儀及時(shí)檢測(cè)水質(zhì)。

第二，藥品庫房面積大小，建議根據(jù)建筑條件及藥劑存儲(chǔ)量約15天設(shè)計(jì)。

3.5 池水加熱系統(tǒng)

第一，池水初加熱采用板式換熱器，熱源由燃?xì)忮仩t提供，供回水溫度參數(shù)按85℃～60℃設(shè)計(jì)[3]。

第二，初次加熱。設(shè)置常規(guī)模式和應(yīng)急模式，日常運(yùn)營采用常規(guī)模式，按升溫0.5℃/h設(shè)計(jì)，特殊情況采用應(yīng)急模式，按照加熱時(shí)間50小時(shí)設(shè)計(jì)。

表演池：水體積為1221m3（含表演池、緩沖罐、管道及砂缸存水），初次注水及補(bǔ)水溫度按重慶冬季最低氣溫條件7℃設(shè)計(jì)，初次加熱耗熱量為1309kW。

儲(chǔ)水罐：水體積為277m3（含管道及砂缸存水），初次注水及補(bǔ)水溫度按重慶冬季最低氣溫條件7℃設(shè)計(jì)，初次加熱耗熱量初次加溫可分開進(jìn)行，提供水處理機(jī)房總熱量按1309kW計(jì)。

第三，表演期間維持溫度。加熱時(shí)間為2.5小時(shí)（按每天2場(chǎng)，每場(chǎng)1.5小時(shí)計(jì)算），表演池維溫耗熱量為883kW，儲(chǔ)水罐159kW。

3.6 供水、補(bǔ)水、排水系統(tǒng)

由生活給水管網(wǎng)供給，安裝倒流防止器后接入水處理設(shè)備機(jī)房，設(shè)計(jì)提供DN150供水管，壓力為0.3MPa。設(shè)計(jì)排水提供DN200壓力排水管。

4 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)采用全智能監(jiān)控，提供BA接口，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控。循環(huán)水泵能夠切換主備運(yùn)行。水處理循環(huán)泵開啟其他系統(tǒng)才能開啟，砂缸能夠根據(jù)進(jìn)出水口壓力差設(shè)置自動(dòng)反沖洗功能，切換功能時(shí)必須與水泵系統(tǒng)、氯消毒投藥系統(tǒng)、紫外線加熱系統(tǒng)進(jìn)行連鎖控制。低水位時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行并報(bào)警。當(dāng)加熱系統(tǒng)給各水池水體加溫達(dá)到設(shè)計(jì)水溫時(shí)，自動(dòng)停止加溫并與一次側(cè)熱媒供系統(tǒng)反饋信號(hào)進(jìn)行連鎖控制。緩沖罐的功能日常運(yùn)行時(shí)，補(bǔ)水閥接收液位控制系統(tǒng)信號(hào)，低水位時(shí)報(bào)警并打開自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到正常水位時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉供水電動(dòng)閥。超高水位時(shí)報(bào)警并溢排水。表演水池可進(jìn)行干濕舞臺(tái)轉(zhuǎn)換，水位差0.5米，排水電動(dòng)閥控制，當(dāng)達(dá)到設(shè)置水位時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉供水電動(dòng)閥。水池由-0.5至0.0水位，由快充泵完成，舞臺(tái)干濕轉(zhuǎn)換由水處理機(jī)房控制，也可由舞臺(tái)中心控制臺(tái)控制。

5 演繹需求的變化

5.1 變化

在整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中，演藝方因?yàn)楣?jié)目的修改對(duì)舞臺(tái)也提出了新的需求。新的節(jié)目要求表演舞臺(tái)水深為500mm，且具備干濕轉(zhuǎn)換的條件，在演出中部分場(chǎng)景可能將舞臺(tái)完全排干，需要在18分鐘內(nèi)完成。演出后再由干舞臺(tái)變?yōu)闈裎枧_(tái)。這一新增需求與原舞臺(tái)方案不同，減少了表演水池的深度，增加了干濕轉(zhuǎn)換舞臺(tái)功能。提出這一需求時(shí)表演水池已施工完畢。需要在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行修改設(shè)計(jì)。原水池為中間5m深、周邊2.5m深的水池。

5.2 解決方法

第一，對(duì)水池進(jìn)行修改，我們?cè)诒硌菟?1.0m的標(biāo)高增加一層結(jié)構(gòu)板，演員的表演水深；布水口、燈光、泡泡機(jī)等舞臺(tái)設(shè)備的安裝均在這個(gè)高度完成，為了減少干濕轉(zhuǎn)換的水量，降低設(shè)備選型及投資，我們只下降表演所需的500mm的水深。此外，在原深水池區(qū)增加儲(chǔ)水池，儲(chǔ)存這部分的水。中間區(qū)域則作為管道夾層，敷設(shè)用于快充快排的管道及水處理的管道。這一修改將深水池分成了三部分，即表演水池、管道夾層、儲(chǔ)水池。第二，為了保證表演水池及儲(chǔ)水池池水的水質(zhì)，我們又增加了干舞臺(tái)時(shí)表演水池的水處理系統(tǒng)及新增儲(chǔ)水池的水處理系統(tǒng)及水池吸污系統(tǒng)。 第三，增加了快充快排系統(tǒng)，保證18min的時(shí)間完成干濕轉(zhuǎn)換。

根據(jù)節(jié)目需求在18分鐘內(nèi)完成干濕舞臺(tái)的轉(zhuǎn)換，需要水位下降時(shí)位于主表演池底的閥門打開，水位由0.00降至-0.55m（防滑地板下），變成干舞臺(tái)。需要水位上升時(shí)，開啟快充泵，水由儲(chǔ)水罐快速充入表演舞臺(tái)，水位由-0.55m上升至0.00m。

演繹需求的新舊變化見圖1、圖2。

圖1 原方案平面和剖面

圖2 新方案平面和剖面

雖然處理水量較原來減少，但處理系統(tǒng)增加，加大了系統(tǒng)及控制的復(fù)雜性。其中，表2為水處理系統(tǒng)設(shè)備匹配表。

表2 水處理系統(tǒng)設(shè)備匹配表

5.3 經(jīng)濟(jì)性

水處理系統(tǒng)和快充快排系統(tǒng)總投入380萬元，日運(yùn)行費(fèi)用約3019元（水費(fèi)+電費(fèi)+藥劑費(fèi)+人工費(fèi)），修改方案后，處理水量降低，日運(yùn)行成本費(fèi)用減少約33%。

6 結(jié)語

水資源以及其他能源是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是制約國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要因素。作為固定資產(chǎn)建筑物給排水工程的工程設(shè)計(jì)師，應(yīng)當(dāng)遵循合理用能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，可節(jié)約許多能量以及用水量，是一件利國利民的大事，且其節(jié)能效果性價(jià)比較高，應(yīng)值得大力推廣使用。