李素梅
(同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司,上海 200092)
本項目為上海某地塊項目(小區)的游泳池給排水設計,其建筑等級為甲級,包括室內游泳池一座,要求能滿足日常訓練和供群眾鍛煉休閑的使用要求。設計內容由游泳池的供回水管道系
統,循環水泵站水回水管道系統,循環水泵站,水凈化站(過濾),消毒凈化站(過濾),消毒、pH值調整等水質處理站和加熱等五部分組成。游泳池為11 m×25 m即275 m2,平均水深1.35 m。循環周期為6 h,初次補水時間為24 h,放空時間按8 h計。
考慮到是公共游泳池,泳池系統采用逆流式供水,做法是池底進水,池頂周邊溢水,目的是使漂流物能夠較快溢出水面,要求池水絕對滿溢,溢流出水要均勻,在施工中對土建要求極為嚴格,可適當加大循環流量,見圖1。
根據CJJ 122-2008游泳池給水排水工程設計規程4.5.1計算:

其中,q為游泳池的循環水量,t/h;V為游泳池的水容積,t;a為管道、水處理設備水容積調整系數,取 a=1.1;T為循環周期,取T=6 h;故本設計中選 1臺Q=70 t/h,H=18 m,P=7.5 kW,此泵前設毛發聚集器。
泳池采用逆流式循環,應設置均衡水池,采用間接連續不斷地向池中補水,使游泳池有一個穩定的水位,以調節游泳池人負荷不均勻而帶來的溢流回水量的浮動,另外還能使循環水中較大顆粒污物得到初步沉淀。
1)游泳池的熱負荷計算分2個部分:a.泳池初次加熱的熱量;b.恒溫后的循環加熱量。前者根據CJJ 122-2008游泳池給水排水工程設計規程7.1.5計算,后者根據7.2.1來計算,根據游泳池的使用性質,游泳池的池水溫度定為28℃,采用板式換熱器間接加熱的方式。板式換熱器具有出水水溫恒定、無噪聲的優點,且有利于系統的自動化控制。
2)游泳池初次加熱功率:

其中,V為游泳池水體積;ρ為水的密度,取1.0 kg/L;C為水的比熱,4.186 8 kJ/(kg·℃);Td為游泳池的池水設計溫度,28℃;Tf為游泳池初次充水的原水溫度,5℃。

圖1 逆流式全流量硅藻土消毒池水凈化工藝流程圖
3)游泳池恒溫功率計算。
a.游泳池池水表面蒸發損失的熱量:

其中,β為壓力換算系數,取133.32 Pa;ρ為水的密度,取1.0 kg/L;r為與池水溫度相等的飽和蒸汽的蒸汽汽化潛熱,2 433 kJ/kg;Vw為池水表面上的風速,室內游泳池:0.2 m/s~0.5 m/s,取0.3 m/s;Pb為與池水溫度相等的飽和空氣的水蒸氣分壓,3 773 Pa;Pq為泳池環境空氣的水蒸氣分壓,2 266 Pa;As為池水的水面面積,275 m2;B為標準大氣壓力,101 325 Pa;B′為當地的大氣壓力,101 580 Pa。
b.游泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量,應按照游泳池水表面蒸發損失熱量的20%計算確定。

c.補充水加熱所需熱量:

其中,Vb為游泳池新鮮水的補充量,10%V=0.1×275×1.35=37.13 t/d;Td為游泳池的池水設計溫度,28℃;Tf為游泳池初次充水的原水溫度,10℃;t為加熱時間,按池水凈化系統實際運行時間12 h計算。
d.游泳池池水維持“恒溫”所需總熱量:

根據計算得知,由于泳池初次加熱所需熱量和日常運行時維持恒溫所需熱量相差較大,由于在日常運行中游泳池池水的溫降只有1℃ ~2℃,因而只需對1/5~1/4的循環水進行加熱,加熱后的水再與未加熱的4/5~3/4的循環水進行混合。
所以在確定設備臺數時,按初次加熱同時使用兩臺同規格的換熱器考慮,按正常運行期的單臺設備換熱容量滿足補充循環水量所需熱量進行校核,并互以為備。
小區游泳池考慮初期的投資小,運行費用低,相對于傳統的砂濾,硅藻土過濾器占地面積小,反沖洗強度小,砂缸過濾常與臭氧消毒和加氯消毒一起進行水處理,而硅藻土過濾器本身的過濾精度高,出水濁度低,可直接加氯消毒,節約了占地面積,節約了初期的土建施工成本。在運行上,硅藻土濾料用量少,硅藻土過濾器的反沖洗強度比砂濾的反沖洗強度低,省了電費和水費。
游泳池池水必須進行pH值調整和消毒殺菌處理。為了保證池水清潔安全,防止傳染疾病、防止產生臭味、防止游泳人員的眼睛感到不適,避免和減小管道、設備的腐蝕,需對池水pH值進行連續監控并自動投加消毒劑,使余氯經常保持在規定的范圍內。
本設計采用傳感器技術,通過帶敏感器件測量,經控制儀控制精密計量泵的投藥裝置,完成對水質的pH值的監測控制及消毒處理,使池水的pH值保持在7.5。在循環泵的出水管中投加定量的混凝劑(明礬)和向過濾器的出水管中投加定量的除藻劑(硫酸銅),可方便地控制加藥量的大小。
加藥計量泵和循環水泵聯鎖工作,只有當循環水泵工作時,加藥計量泵才能工作。游泳池pH值和消毒劑濃度的自動控制及自動計量加藥,除了能保持良好的池水水質使游泳者很舒適以外,還可以由于自動投加藥劑而節省運行費用。
設備機房的凈高應不小于3 m,面積根據設備布置而定,本工程中包含均衡水池,且均衡水池的最高水位應低于泳池的溢流水位300 mm。采用逆流式供水,進水口布置在游泳池的底板,需要在泳池底板預留至少400 mm的墊層,以便安裝進水口的管道。泳池四周最好預留日后的檢修通道,此次預留的是游泳池外邊緣以外1.2 m寬,1.3 m高的廊道。
游泳池的給排水設計的合理性關系到初期投資的多少,和日后運行的多少,在土建設計時需要配合其他專業來合理的優化系統,以節約成本達到最佳效果。
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