室外游泳池与水景循环系统设计实例分析

当代居住小区环境的公共游泳池是社区必备的硬件设施，满足社区体育运动娱乐项目。对于*内游泳池的施工工艺简单、技术十分成熟，但游泳水泵设备均采用了进口设备（维护与寿命关系）。结合设计实例，对游泳池与景观水景系统结合作了详细叙述，水景综合考虑节约用水资源及回收利用。在目前的情况对此工程没有完善的验收规范措施。*内主要存在下列问题，游泳池结构、加热设备部分由有资质的设计单位完成，工艺设计与设备供应均*内代理商承包，又分土建、装饰、安装三家单位施工。

1工程概况

本工程是南方某房地产开发一期的项目。会所室外公共游泳池、儿童戏水池、按摩池（按摩床设备）与下沉广场景观水池的视觉上连成一体，同时游泳池、儿童戏水池与下沉广场的高差形成台阶跌水小瀑布的水景。游泳池、儿童戏水池均为满溢流向跌水小瀑布低位池。储水箱控制水位与跌水低位池水位一致。

简述该方案游泳池、儿童戏水池为无边，游泳池西侧与下沉广场的跌水高差为3 米，同时游泳池局部设置雕塑喷泉，与跌水瀑布形成壮观的景点。游泳池面积为400m²，成人池分为深水区和浅水区，其水池深0.9~1.5m， 容积约为500m³。戏水池面积为50m²， 戏水池深为0.6m，容积为30 m³。按摩床水池深为0.5m。游泳池跌水池及低位跌水池面积约为100m²，其水池深为0.3m。总容积约为600m³。根据上述情况，为了节约成本，本设方案将游泳池与按摩共用一套设备循环过滤系统。

2方案提出与比较

2.1 系统设备应用

根据现在游泳池过滤设备、技术水平主要有传统游泳池循环系统与成套过滤设备二种类型。给水循环类型比较如下表：

游泳池运行费用的经济分析。以本案为例，总容积580m³。以法*戴思乐泳池成套过滤设备参考说明，具体数据分析内容见下表-----游泳池运行费用的经济分析数据表。

根据某工程方案的数据进行分析比较， 综合经济和技术因素，成套过滤设备在现代工程的水处理与游泳循环系统得到广泛应用。因而本工程的游泳池与景观结合的园林配合设计方案需要，因此采用传统的机械式游泳池循环系统。

2.2 经济分析数据表

3 循环系统设计

3.1 循环方式的选择

鉴于定期供水方式卫生条件差等缺点及直流供水方式受水源的限制，游泳池一般采用循环过滤方式供水。设置独立的水净化设备，使用过的池水抽出一部分经净化和消毒后再送回游泳池里循环使用。目前*内外游泳池供水的循环方式一般有三种，升流式、顺流式和混合式。采用升流式供水的做法是池底进水，池顶周边溢水，目的是使漂流物能够较快溢出水面。此种供水方式要求池水绝对满溢，否则水处理无法进行，因此在施工中对土建要求极为严格，即要求池顶边上表面，都必须在同一高程上，否则就会造成溢流出水的不均匀。为弥补这一缺陷，常采用的方法是加大循环流量，必然造成能量的浪费。另一方面由于池底进水口的面积与池底的面积比相差悬殊，池水的平均上升速度很小，除进水口处水流是自下而上外，周围的水流都是自上而下的回流，沉淀照样进行，故池底还是易积污；顺流式的做法是浅水端池壁进水、深水端池底回水，泳池中沉淀物能顺利排出池外进入过滤器，避免了新、旧水的过度掺合，增加了过滤器的除污能力，确保了出水质量，但需要人工打捞水面漂流物；混合式则是二上述二种循环方式的综合，池底和池壁都进水，回水从池底回40%，表面溢流回水占60%，这种循环方式配水均匀，池底不积污，水面漂浮物也会及时溢走，但该方式施工难度大，造价高，一般只有需要承接重大比赛项目的游泳场馆才会采用，如奥运会比赛游泳馆。根据上述情况，结合本工程配合景观园林方案的要求采用升流式供水方式。

3.2 水力计算

3.2.1 游泳池循环水量的计算

循环水量是设计机械循环设备的主要数据，一般根据循环次数按下式计算。

Q=V/（A·T）

Q———游泳池的循环水量，m³ ／ h；

V———游泳池的水容积，m³；

a———管道、水处理设备水容积调整系数，取 a＝1．05；

T———循环周期，h。

根据《游泳池和水上游乐池给水排水设计规范》（CECS14：2002）中对泳池循环水的要求，取循环周期T=6 小时；代入公式得:

Q= V/（A·T）=500/（1.05*6）=80.0 m³/h

根据本工程的游泳池的回水方式为满溢回流，回水量均由溢流回水，必须增加循环水泵的流量。因此游泳池水泵循环水量以满足跌水的流量，同时循环水的回水时间确定储水箱的水箱容积大小。查建筑给排水设计手册P355，表7.2-9 得出堰的进口形式是直角，其流量系数m=1420，游泳池壁跌水堰口水面长度b=40.0m，沿池墙堰口顺流下跌，水厚H0=10cm,代入公式计算水泵流量:

Q=m*b*H₀^3/2＝1420.0×40.0×0.01^3/2×3.6＝208.0 m³/h

因此，游泳循环水泵流量必须满足要求选用设备的型号。

3.2.2 儿童池循环水量的计算

根据图纸设计内容满足跌水的溢流量水力计算公式，查建筑功给排水设计手册得出宽顶堰溢流水量公式：

Q=m* b*H₀^3/2

Q———溢流循环水量，L ／S

m———宽顶堰的流量系数，取决于堰流进口形式，查建筑给排水设计手册P355，表7.2-9。

b———堰口水面宽度，m

H₀———堰前静水头，mH2o

查建筑给排水设计手册P355， 表7.2-9 得出堰的进口形式是直角，其流量系数m=1420，儿童水池墙的跌水堰口水面长度b=13.5m，沿池墙堰口顺流下跌，水厚H₀=15cm，代入公式计算水泵流量：

Q=m*b* H₀^3/2=1420×13.5×0.015^3/2 ×3.6=108.0m³/h

经验数据计算堰口跌水量可按照10.0~15.0 m³/h 作为计算依据。

3.2.3 水景池跌水流量的计算

下沉广场人工小溪及人工湖面积约370?。小溪的流水分别由高位水景池跌水流，实际情况跌水池分别有小溪的上位水池、游泳池西侧台阶水池跌水均取下沉广场小溪水作为循环水量、下沉广场池中池的跌水量。分别计算水景各处跌水流量：

查建筑给排水设计手册P355， 表7.2-9 得出堰的进口形式是直角， 其流量系数m=1420， 人工小溪上位跌水池堰口水面长度b1=10.0m、游泳池西侧台阶水池堰口水面长度b2=18.0m、沉广场池中池沿池堰口水面长度b3=34.0m，墙堰口顺流下跌，水厚H0=10cm，代入公式计算水泵流量：

Q=m*b* H₀^3/2=1420×（10+18+34.0）×0.010^3/2 ×3.6=300.0m³/h

4 过滤沙缸的确定

依据计算后游泳池的循环水量进行选用过滤沙缸的流量，本工程的游泳设备均参照澳洲“运水高”品牌，根据厂家产品使用手册，选用3 台φ1400 侧式过滤沙缸， 其单台工作*大压力为100KPa （ 即10mH2o 水头损失），其过滤面积M=1.54*3=4.62m²,过滤沙缸的过滤速度60.0 m³/h.个，游泳池循环水量Q=3*60.0=180.0 m³/h 满足要求，儿童池循环水量108.0 m³/h 也满足要求，选用2 台φ1400 侧式过滤沙缸。下沉广场水景循环水选用4 台φ1400 侧式过滤沙缸，Q=4*90.0=360.0 m³/h 满足要求，过滤面积M=2.0*4=8.0m²。

5 确定水泵流量、扬程

根据游泳池、按摩池循环水量，过滤器的水头损失及管道的水头损失。

5.1 水泵的流量

游泳、按摩池循环水泵流量，选用澳洲“运水高”游泳设备的离心水泵，并带有毛发收集器，其主要技术参数见下表：

5.2 循环水泵及过滤设备的选用与经济效益

循环水泵与过滤设备的反冲洗水泵合用，并以反冲洗的要求来校核。循环水泵基础设型橡胶剪切隔振器；进水管道设可曲挠管道橡胶伸缩接头，以减小水锤冲击和水泵振动产生噪声。

循环周期和循环流量决定系统处理能力的大小，总造价的高低和运行费用的多少，因此在设计中用变换循环流量的办法来适应由于季节、游泳池池水水质变化对流量的影响。本设计依靠台数控制来降低实际运行能耗，调节流量。在砂缸上设有压力表，可根据压力表数值的变化来确定砂缸的反冲洗时间。砂缸上亦设有清水镜，以便随时观察水流状态。为便于维修，进出水管道上设控制阀门。

综合经济与技术等因素的条件下，在游泳池工程选用水泵、过滤器等设备均为进口设备为合适，在运行与维护过程中，结合投资商与物业公司的分析：投资——运行——维护——寿命。 按照传统游泳池循环系统，主要设备有水泵、加药设备、过滤沙缸三大设备；结合下表内容进行比较，投资商与物业公司一致认为使用进口设备，维护费与初期投资分析比较，*产的水泵一般2 年以后就进行维护或更换。但是进口水泵一般5 年后进行维护。

6总结

游泳给水循环系统与景观水景给水循环系统结合满足不同场合水景特色功能要求。在节水的同时不仅提高供水效率，降低管理费用，预期达到景观观赏价值。下沉广场人工小溪水景与游泳池分为两个独立系统，一次性投资相对较大，但能达到节水效果，运行费用低，社会效益大，值得借鉴。

游泳池系统设备选用时， 建议在游泳池容积在300m³ 以下选购成套设备作为过滤方式的同时投资与运行效果及管理费比较合理。容积超以上范围值建议使用传统机械式工艺过滤设备才能保证游泳池运行效果、投资及运行管理费的效益。