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景观给排水设计技术措施的探讨

文章来源:海西给排水 发布时间:2018-07-01 08:15:53 阅读次数:779 次 [关闭]

                                              ――以福州市东部新城商务办公中心景观工程为例

杨晓宇

(福建省建筑设计研究院 福建福州350001)

  要:介绍了福州市东部新城商务办公中心景观给排水工程中的场地绿化灌溉系统设计、水景设计、大面积地下室顶板及裙房屋面花园顶板排水系统设计,并结合工程实际情况,对景观给排水设计中经常遇到的问题进行了分析和探讨及提出相应的设计观念和相关注意事项。

关键词绿地灌溉 水景设计 地下室及屋顶花园顶板排水

1. 工程概况

福州市东部新城商务办公中心景观工程位于福州市南江滨东路东段西南侧,设计范围内总面积约75301m2,其中建筑占地面积约22560 m2,景观用地面积约52741 m2,含ABCD楼的裙房屋顶花园面积约2663 m2,地下室顶板上的景观面积约23134 m2,地下室顶板边缘周边的景观面积约36944 m2。工程的给排水设计包括场地的绿化灌溉系统,地下室及屋顶顶板排水系统以及水景的设计等方面的内容,由于该工程涉及景观给排水内容相对较多,为了更好的总结经验,本文结合工程实际情况,对景观给排水设计中经常遇到的问题进行了分析和探讨。

2. 景观给水设计

2.1 绿地灌溉

本工程地下室顶板上方及地下室边缘周边绿化种植土采用田园土,种植土厚土约为1m,主要种植小灌木,综合考虑土壤的允许灌溉强度、水源条件、植物需水要求、景观和环境效果及经济实用性等方面因素后,确定选择自动喷灌系统。考虑景观灌溉区域面积较大,为分散干管流量,减少工程投资和系统的配置,提高设备利用率,本工程采用轮灌制度,共分17组(其中16组喷灌,1组滴灌)。设计时根据场地实际情况选配喷嘴和选择合理的喷头组合方式,确保灌溉强度能满足《喷灌工程技术规范》GB/T50085-20074.2.1-1 中各类土壤的允许喷灌强度的要求,避免灌溉时产生地表径流,因此,喷灌系统主要选用具有灌水强度低,喷洒角度与射程调节方便,喷洒均匀度高,抗风能力强等优点的地埋旋转射线喷头MP系列的喷头,控制工作压力为0.28MPa,射程4.1~9.1m,流量0.102~0.862 m3/h ,喷灌强度10mm,使系统既能满足植物需水要求又能满足土壤的允许喷灌强度的要求。  

ABCD楼的裙房屋顶花园,由于屋面位置相对较高和种植土土层较薄,年平均风速均通常大于2.6m/s,若采用喷灌系统,风速会改变喷嘴水舌的形状和喷射距离,降低喷灌的均匀度,造成水量损失。经技术比较分析后,考虑到灌溉的效果和节水的要求,确定裙房屋顶花园采用滴灌系统较为适宜,滴灌管滴头间距0.5m,行距0.5m,单滴头流量为3L/h,这样每次滴灌水通过土壤的渗透达到植物的根部,保证植物的成活率和水资源的利用率。此外,滴灌管滴头口径较小,为避免滴灌管的滴头堵塞,滴灌系统的主干管始端配置安装过滤器,以保证系统的正常运行。

由于喷灌及滴灌在景观区域的边角地段可能会形成灌溉盲区,所以需要在主要景观道路边便于工作人员取用的地方,服务半径按最大25m为准均匀覆盖种植区域增设快速取水阀,以便对喷灌和滴灌不易控制的边角地段进行人工灌溉补充。为了不影响场地景观的效果,快速取水阀设于地面以下,并且设有明显标志。

自动化控制技术是当今城镇园林灌溉的发展方向,在本工程中的灌溉控制上也采用时序控制灌溉系统,系统将灌水开始时间、灌水延续时间和灌水周期作为控制参量,实现整个系统的自动灌水。其基本组成包括:控制器、电磁阀,选配降雨传感器设备。其中控制器是系统的核心。灌溉管理人员可根据需要将灌水开始时间、灌水延续时间、灌水周期等设置到控制器的程序当中,控制器既通过电缆向电磁阀发出信号,开启或关闭灌溉系统,做到相对精确供水,大大提高灌溉效果,减少了盲目性,节约了灌溉水量。

2.2 水景的设计

2.2.1 跌水池的概况

跌水池的容量360m3,设有6级跌梯,初次充水时按12h充满,最大时用水量30m3/h,水池蒸发、飘失、渗漏、排污等损失按每天15mm/m2设计,水池面积约1150m2,其中最顶部水池面积356 m2,最底部水池面积294 m2,每天补水量为5.8m3,其充水及补水由水位电液位计及电动阀联合控制。

2.2.2 喷泉的设计

景观水池设计一般是不以喷泉设计做为先控条件的,而是根据景观设计相关要求,先确定水池的大小、形状,再确定设置喷头型式的数量、型号及喷高,因此喷头的喷高限制在设计风速时水滴不致吹到池外。本工程根据景观效果要求,在跌水池的最顶部水池内和最底部水池内分别各设置1组喷泉(24个直流喷头/,喷头型号及参数:SB-219Q=2.5m3/hH=5.5m),喷高1.2m。由于景观水景可不必连续工作,喷泉水泵选用应简化,每组选一台水泵能满足水景运行效果,所以不考虑备用泵。

2.2.3 跌水的设计

本工程跌水池共有6级,最大一级跌水堰长65.8m,最小一级跌水堰长57.3m。跌水堰类似于宽顶堰,为达到景观水池跌水效果,采用循环提升泵由水景池自身取水循环的方式提供跌水流量,同时水量计算时,应以最长一级的跌水堰作为设计流量。首先,根据景观效果要求确定应达到的连续水膜厚度,由此确定堰上水头高度,具体要求可通过查《2009全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水》附录K-3 的宽顶堰水力计算表,进而求出流量。

在跌水的景观设计中根据《城市绿地设计规范》GB50420-2007,第8.3.5条的条文解释:景观水池内有时有小孩玩水,超过12V低电压可能给人带来触电危险。而且《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008,第12.9.4条也规定:对于喷泉池,安全电源应设在1区(2m)以外的地方。即:景观水池内禁止直接使用电压超过12V的潜水泵。因此,本工程选用的管道泵设置在地下室二层的水景池专用泵房内,避免电机漏电引起触电危险。为了保证跌水景观效果,满足水景运行时多种工况,系统配置了两台循环水泵,当两台同时运行时,可保证最佳景观效果,平时可只开一台,满足一般景观效果要求。管道泵型号:ISG150-400CQ=208H=28N=22KW,两用。经计算:当单泵运行时,最长跌水堰的堰上实际净水头6.30mm,最短跌水堰的堰上实际净水头7.25mm;当双泵运行时,最长跌水堰的堰上实际净水头10mm,最短跌水堰的堰上实际净水头11.51mm

3. 景观排水设计

3.1 地下室大面积顶板排水

地下室顶板排水是地下室防排水的重要组成部分。目前建筑工程地下室顶板水从类型可分为地表水和土壤渗透水两种。地表水主要考虑快速排放,结合景观消防车道采用排水沟解决,就本工程施工情况而言,地表水排水排放方式均按相关规定进行常规设计,在此不作详细说明。

对于土壤渗透水,考虑到本工程地下室顶板景观区域的不规则性,地下室顶板排水系统采用排水板、土工布、渗水沟及软式透水管组成。排水板采用HDPE支点朝上防塌陷的聚丙乙烯防排水保护板(卷材,单位质量不低于800g/m2,支点凸起高度不低于15mm,抗压强度不低于300Kpa),采用特殊强力PVC接着剂连接,以达到满铺和防植物根系穿刺要求。排水板敷设之前,地下室顶板要先做50mm厚的找坡层,坡度控制在0.3%~0.5%。考虑到景观区域的不规则性,在景观区域结合场地的车道设置渗水沟,将渗透到排水板上的积水排至渗水沟,再通过渗水沟将积水排至地下室顶板边缘的雨水口,同时在地下室顶板边缘设置了软式透水管,沿软式透水管部位铺设150mm厚卵石滤水层,形成导水系统的排水面,达到完整排滤水效果。工程投入使用一段时间后,未出现积水现象,植物长势良好,景观效果理想。

3.2 裙房屋顶绿化种植区顶板排水

屋顶绿化种植区顶板排水的至关重要原则就是需要利用整个屋面固有的排水系统,裙房屋面绿化排水利用屋面固有的内排水系统,当满铺排水板遇到雨水斗需要切割一个比雨水斗稍大的洞口,因为排水板的上面需要设置一个检查口,以便日后对排水口的检查和维修;过滤层采用300g/m2的聚酯针刺土工布铺设在排水板上,土工布接缝严密,可有效防止种植土流失,至今没有出现疏水层排水不畅的现象。

3.3 景观水体的排水

3.3.1跌水池放空采用重力放空,池外设置泄水阀门井,井内安装泄水阀,相邻的水景池池底标高一致,在池底设置连通管以达到全部排放的目的。各级跌水池采用预留孔洞,以橡胶塞封堵。

3.3.2跌水池溢流系统的设计通常是以水体面积作为汇水面积,按当地暴雨公式计算降雨量作为最大设计溢流量,但设计中发现这样的设计结果往往偏差较大,产生偏差原因主要是没有充分考虑跌水全程流行时间和利用终端水体边岸超高部分的调蓄能力造成的。

本工程全程汇水面积约1150m2,终端水体面积294m2,水流全程流行汇水面积约856 m2,终端水体岸边超高200mm。跌水流行全程15m,最终一级跌水池堰长57.3m 

福州市区的暴雨强度公式:

Te-重现期,取2年。

地面径流系数1.0,集水时间5min,既得:q=427.5L/s.104m2=2.565mm/min

水流水体计算流量为:Q=0.04275×856=36.6L/s,终端堰长57.3m,求得:单宽流量q1=0.638L/s.m,查《2009全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水》附录K-3 宽顶堰水力计算表,求得:不计流速水头的堰上水头H=0.00534m=5.34mm跌水终点流速:

   跌水平均流速约为终点流速的一半,即反算跌水全程流行时间为小于集水时间5min,已满足要求。由于本工程5min内可汇流的所有水域面积的雨水量才是跌水池的最大溢流量,既得

      终端水体的200mm边岸超高的调蓄容量为58.8 m3,以5min最大暴雨强度来计算,终端水体的调蓄时间为::T1=58.8/2.52=23min,说明最大降雨强度持续降雨23min同时没有任何排水才会出现水满溢出的现象根据《建筑给水排水设计手册》第二版的漏斗式溢流口溢流量公式: 其中溢流漏斗的上口直径D0.15m,溢流漏斗的淹没深度取0.15m;溢流量Q1=qT=81.95 m3>58.8 m3,所以本水池可只设根直径为DN100溢流管,溢流漏斗的上口直径0.15m就可以满足要求,但根据工程实际情况,由于终端面积相对较大,为了溢流排水的均衡和防止堵塞,在终端水池中的两侧各设一个DN100溢流口,适当增加其溢流能力,保证溢流排水的可靠性。  

4. 景观给排水设计中其它应注意的问题

4.1 景观水体的水源可选用:雨水回用、建筑中水、地表水(地表水取用应经当地水利部门同意),并按用途执行相应的现行水质标准。根据《民用建筑节水标准》GB50555-10,第4.1.5条规定:景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水。若没有以上三种水源可利用,景观设计时应避免设计水景,在方案阶段应与景观专业的设计人员沟通解释。

4.2多级跌水池的补水口应设在最顶部水池,以便水体一次性注满。若补水口设在最底部水池,顶部水池则需要循环泵从最底部水池输送注水,在最底部水池降至最低水位时只能停泵,待最底部水池注满后再次开泵,反复数次才能注满各级的池体。

4.3 同一工程或一个工程的同一轮灌组中,最好选配一种型号或性能相似的喷头,以保证系统良好的喷洒均匀度和整个系统的运行管理。

4.4 地下室顶板铺设排水板排水时,第一层回填土一次性回填厚度要大于40cm,夯实后方可在回填土行走车辆,而后采用分层回填,每次回填厚度30cm,根据需要回填人工配制种植土,自然回填不夯实。

4.5 屋面和地下室顶板,对于铺设卷材的排水板的可以考虑不做耐根穿刺防水层;对于铺设片材的排水板,应做耐根穿刺防水层。

5. 结束语

综上所述,合理的进行景观给排水设计有许多值得广大设计同行仔细研究和探讨的问题。本文以实际工程为例,对绿地灌溉方式的选择进行比较分析,优选出合理的灌溉方式,努力做到精确灌溉的同时,又能满足景观和环境效果;对水景中的跌水和喷泉及设备选择进行设计分析,优化水景运行机制;对地下室及屋面顶板的渗透水的排除方式进行优化设计,防止地下室及屋面顶板积水。本文仅是个人结合工程涉及的思路与体会,希望能为相关景观给排水系统的设计提供借鉴。

参考文献

1.GB/T 50485-2009,微灌工程技术规范[S].

2.JGJ 155-2007,种植屋面工程技术规程[S].

3.DB11/T 281-2005,屋顶绿化规范[S].

4.DB440300/T 37-2009,屋顶绿化设计规范[S].

5. GB/T 50085-2007,喷灌工程技术规范[S].

6.2002J/T-301,建筑夹层塑料板防排水构造.

7.水利部农村水利司、中国灌溉排水发展中心 编著,节水灌溉工程实用手册[M].中国水利水电出版社,2005.

8.顾烈烽滴灌工程设计图集[M].中国水利水电出版社,2005.

9. 2009全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水

10. GB 50555-2010,民用建筑节水设计标准

11. GB50420-2007,城市绿地设计规范

12. GB/T1892,城市污水再生利用景观环境用水水质。

13.JGJ16-2008 ,民用建筑电气设计规范

(文章来源:全国给水排水技术信息网 42 届技术交流会论文集)



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