水景給排水設計要點
——以上海中心項目水景為例

李 雯

（上海市園林設計研究總院有限公司，上海市 200031）

0 引 言

隨著社會經濟發展和人民生活水平的不斷提高，公園綠地、城市廣場、商業區、小區等都有越來越多的水景設計。水景是景觀設計中非常重要的組成部分，水景的效果直接關系到整個景觀環境營造的成敗。水景給排水設計包括水景補水、水景循環、水質保持、水景設備、溢流排水、水景放空等。通過上海中心大廈項目的四個室外節點水景的詳細分析，介紹了水景設計中給排水專業需要注意的重點和難點。

1 工程概況

上海中心大廈位于浦東陸家嘴功能區，占地超過3萬m2。所處地塊東至東泰路，南依銀城南路，北靠花園石橋路，西鄰銀城中路。主體建筑結構高度為580 m，總高度632 m，是當時我國國內規劃中的第一高樓，于2015年建成。地下結構5層，地上部分包括124層塔樓和7層東西裙房。

室外景觀設計了四個節點水景，分別為西側銀城中路入口區域環形車道處的A——特色水景1，銀城中路入口區域南側綠地內的B——L E D水墻，東北角花園石橋路和東泰路路口的C——鏡面水池，和東側東泰路入口環形車道區域的D——特色水景2。水景位置如圖1所示。在B1層共設置了三個水景循環泵房，作為上述四個水景的循環和水處理泵房。西側泵房為水景A、B的合用泵房，東側和建筑中部的泵房分別為水景C、D的泵房。泵房位置如圖2所示。

圖1 室外水景位置圖

圖2 B1層水景循環和水處理泵房位置圖

2 水景給排水設計要點及難點

2.1 水景給排水設計基本流程

水景由中水回用系統作為補水水源。水景用水循環使用，設置循環水泵滿足景觀需求。水景回流進入循環泵房內的循環平衡水箱。在水景循環泵房內設置水處理系統，以滿足水景水質要求。降雨時，水景多余的水溢流入園區室外雨水系統。水景定期放空清洗，水景放空排水排入園區室外雨水系統。水景循環流程如圖3所示。

圖3 水景循環流程圖

2.2 水景補水

2.2.1 水景補水水源

根據《民用建筑節水設計標準》（GB 50555—2010）[1]中第4.1.5條規定，景觀用水水源不得采用市政自來水和地下井水。應利用中水（有限利用市政中水）、雨水收集回用等措施，解決人工景觀用水水源和補水等問題。該項目水景補水水源為項目內中水回用的清水池供水。

中水原水為酒店、辦公樓內的浴盆及淋浴排水、臉盆排水、空調冷卻系統排水、冷凝水、游泳池排水、酒店洗衣機房排水、車庫沖地排水等。廁所坐便器、小便器的排污水，不作為中水原水收集，直接排入市政污水管道。廚房含油成分較高的排水，通過隔油池處理后，直接排入市政污水管網。而收集的原水經處理后的中水用于室內外綠化澆灌、室內外水景補水，部分用于辦公樓的衛生間大便器沖洗及空調冷卻塔補水、道路及車庫沖洗。室外綠化澆灑、水景補水等單獨預留中水接口，由變頻泵從B5層中水儲水箱中抽水供給。中水處理工藝流程如下：生活廢水→格柵井→原水池→物化處理→中間水箱→砂濾→生物活性碳濾→精濾→超濾→消毒→中水箱→加壓至用戶。中水處理系統設置事故泵和溢流管，其中L66層及L6層中水機房內發生事故或超設計流量時，原水經溢流，重力排至B5層中水機房；B5層中水機房原水則溢流至集水坑內，由集水坑內的事故排水泵提升至室外。中水的清水池設置自來水補水接口。在中水原水量不足的情況下，用自來水補水。

水景補水水質滿足現行的行業標準《噴泉水景工程技術規程》（CJJ/T 222—2015）[2]的第 4.2.5條第四款規定，采用再生水作為補水水源時，其水質不應低于現行國家標準《城市污水再生利用景觀環境用水水質》（GB/T 18921—2002）[3]的有關規定。中水回用的供水管道嚴禁與生活飲用水管道連接。

2.2.2 水景補水水量

根據《建筑給水排水設計規范（2009年版）》（GB 50015—2003）[4]中第 3.11.2條規定，水景循環系統的補水水量應根據蒸發、飄失、滲漏、排污等損失確定，室外工程宜取循環水流量的3%～5%。該項目均為室外水景，補水量按循環水流量的5%計。

該項目在L66層、L6層和B5層設置中水處理站，分別供建筑的上、中、下分區的室內沖廁用水及室外綠化灌溉和水景補水。其中B5層處理站中水量為792.63 m3/d，其處理設施的處理能力為45m3/h。可滿足建筑地下室至31層建筑室內沖廁、空調冷卻塔補水、室外綠化灌溉、水景補水、車庫沖洗的中水用水量。其中水景補水量為17m3/d。

2.2.3 補水口的設置

該項目在地面層的水景位置和地下一層的水景循環泵房內均設置了補水接口，以減少由于泵房的檢修維護對水景造成的影響。由于水景的補水水源非飲用水，在水景內的補水口不需要考慮空氣間隙，補水口設置在水景的水位線以下隱蔽設置，并加裝不銹鋼篦子，防止補水口對景觀造成影響。室外水景處的補水管設置電動閥自動控制水位，在電動閥前設置止回閥，以避免補水管失壓時水景內無水。地下一層的水景循環泵房內的循環平衡水箱內設置浮球閥自動控制水位。

2.3 水景循環

2.3.1 水景景觀要求

水景給排水最重要的就是要滿足景觀的外形設計要求，在設計時需要與景觀設計師細致溝通，通過水景的平面圖、立面圖、剖面圖、效果圖以及相似案例的實景照片等多種形式，了解該項目所要達到的景觀效果，再根據所需的水流形式選用適合的噴頭形式。

由于不同的設備廠家的噴頭所需的流量和水壓并不相同，所以在計算時要盡量按照常見的噴頭形式進行計算，并應留有一定的余量。在施工前，要對施工方所采購的噴頭產品進行復核計算，以保證最終的景觀效果。

所有噴頭均為工廠加工的批量產品，并不能保證每個噴頭在相同的水壓情況下出流量完全一致。所以在每個噴頭下必須設置閥門，便于安裝和調試階段調節每個噴頭的出流，以達到噴泉的噴水高度和噴水效果一致。

水景循環管和配水管在水景中應設置在管槽內，避免暴露在外面影響景觀效果。應在設計時與硬質和結構專業協調好，管槽尺寸應滿足管道以及閥門等配件的安裝要求。

水景循環管在B1層梁下布置時，與室內其他管線應做好避讓工作，按照小管讓大管，有壓管讓無壓管的原則進行布置，同時要考慮不可布置在電氣管線的上方，消除安全隱患。

2.3.2 水景循環系統計算

2.3.2.1 A——特色水景1

根據景觀設計的要求，為環形設置的雙層跌水景觀，上層設置42個直流噴頭，噴高1.1 m。噴頭型號與參數見表1。

表1 噴頭型號與參數（一）

式中：Q為計算循環水流量，m3/h；N為噴頭個數；qp為噴頭流量，m3/h。

根據景觀設計的要求，為環狀跌水水幕，跌水寬度16.96m，水幕高度0.5m，連續水膜0.5 m，跌水所需的水量如下：連續水膜高度h=0.5m。根據《全國民用建筑工程設計技術措施：給水排水》（2009JS C S-3）[5]附錄K-3寬頂堰水力計算表的結論，單寬流量q=5.04m3/（h·m），跌水寬度B=16.96m，Q＝qB=5.04×16.96=85.48（m3/h）。

噴頭的流量與跌水流量基本接近，噴頭的出水可同時滿足跌水的景觀效果。考慮到噴頭的景觀效果可調，實際出流可能小于設計流量。為便于跌水景觀的可調性，在上層水池內再增加一根配水管，同時設置控制閥門，補充跌水的水量，并便于控制。

水泵揚程：

式中：Hb為水泵揚程，m；Hs為總水頭損失，m；Hy為揚水高度，m；Hc為要求的流出水頭，m。

選用K Q L100/125-11/2循環泵一臺。水泵設計參數為Q=100m3/h，H=20m，N=11 kW。

2.3.2.2 B——LED水墻

根據景觀設計的要求，為9個并列的跌水水幕，每個水幕寬度0.8 m，水幕高度3.5 m，連續水膜0.5 m，跌水所需的水量如下：連續水膜高度h=0.5 m，單寬流量q=5.04 m3/（h·m），跌水寬度B=9×0.8=7.2（m），Q=qB=5.04×7.2=36.29（m3/h）。

每個跌水水幕的供水管上均設置一個控制閥門，便于控制和調節。

水泵揚程：Hb≥Hs+Hy+Hc=5.0+12.0 + 2.0=19.0（m）。

選用K Q L80/125-5.5/2循環泵一臺。水泵設計參數為Q=50m3/h，H=20m，N=5.5 kW。

2.3.2.3 C——鏡面水池

根據景觀設計的要求，鏡面水池跌水水幕寬度75m，水幕高度0.4m，連續水膜0.2m，跌水所需的水量如下：連續水膜高度h=0.5 m，單寬流量q=2.09 m3/（h·m），跌水寬度B=75 m，Q＝qB=2.09×75=156.75（m3/h）。

水泵揚程：Hb≥Hs+Hy+Hc= 5.0 + 2.0+ 3.0 =10.0（m）。

該水景不在地下建筑頂板范圍內，不受地下建筑頂板標高的限制，可在水池內設置循環水泵。選用S P95-2-A潛水循環泵兩臺。水泵設計參數為Q=100m3/h，H=15m，N=7.5 kW。

2.3.2.4 D——特色水景2

根據景觀設計的要求，為環形設置的雙層跌水景觀，上層設置32個樹冰噴頭，噴高0.3m。噴頭型號與參數見表2。

表2 噴頭型號與參數（二）

根據景觀設計的要求，為環狀跌水水幕，跌水寬度26.10m，水幕高度0.65m，連續水膜0.65m，跌水所需的水量如下：連續水膜高度h=0.65m，單寬流量q=6.53m3/（h·m），跌水寬度B=26.10m，Q＝qB=6.53×26.10=170.43（m3/h）。

噴頭的流量與跌水流量基本接近，噴頭的出水可同時滿足跌水的景觀效果。考慮到噴頭的景觀效果可調，實際出流可能小于設計流量。為便于跌水景觀的可調性，在上層水池內再增加一根配水管，同時設置控制閥門，補充跌水的水量，并便于控制。

水泵揚程：Hb≥Hs+Hy+Hc= 5.0 + 8.5 + 10.0=23.5（m）。

選用K Q L150/250-18.5/4循環泵一臺。水泵設計參數為Q=200m3/h，H=25m，N=18.5 kW。

2.3.3 水景循環平衡水箱

水景循環平衡水箱的有效容積根據水景循環水泵5～10min的流量確定。如果泵房在水池的正下方或附近區域，可取小值；如果泵房距離水池較遠，建議取大值。

2.4 水景水質

2.4.1 水景水質要求

由于該項目水景為人體非直接接觸型，但是考慮到上海中心為上海市的標志性景點，每天有大量的游客經過，為了游客的安全，并為提升水景的品質，設計中提升了該項目水景的水質要求。水景水質滿足現行行業標準《噴泉水景工程技術規程》（CJJ/T 222—2015）[2]的第 4.2.5 條第一款規定，人體非全身性接觸的水景景觀用水水質應符合國家標準《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）[6]中規定的Ⅲ類標準。

2.4.2 水景水質循環系統

水景應進行水質循環處理，經加藥—過濾—消毒等水處理過程，保證水質滿足規范要求。

2.4.3 水景水質循環系統計算

水質循環泵的流量按平衡水箱+水景總容積，4 h循環一次計算。在冬天可以每天開4 h，春夏季節每天循環8 h。夏季天氣較熱時，為防止水質變壞，可以每天循環12 h。

2.5 水景回水和排水

2.5.1 水景回水

該項目在B1層設置了水景循環泵房，所有的循環供水均由泵房內的循環水泵供水，循環回水進入泵房內的循環平衡水箱。水景回水采用溢流式回水，以保證在水景停止的狀態下，水景內能保持穩定的水位，保證景觀效果。在常水位的位置設置溢流口，溢流管應按重力流滿流計算，并留有一定的余量。在回水管上設置電磁閥，在水景不循環時，應自動關閉水景的回水管閥門，盡量避免雨水進入B1層水景循環平衡水箱，減少平衡水箱的溢流量。泵房內的循環平衡水箱也應設置溢流管，該溢流管應大于水景的回水管管徑，避免降雨時回水管閥門未關閉的情況下平衡水箱滿溢。

水景循環泵房的位置應盡量設置在水景正下方或就近設置。由于水景在室外地面處的位置一般不可能比地面標高高出很多，水池底下到B1層頂板上方的間距非常有限，且回水管為重力流管道，需要考慮管道坡度，很少能有供回水管能在B1層頂板上方解決。該項目水景的供回水管均走在B1層的梁下，供回水管的下方不可為強弱電管，且水景下方的房間和供回水管路徑的位置均不可設置成配電房等不允許水管經過的房間，管道盡量設置在B1層公共走道的位置。由于回水為重力流管道，應考慮該管道的敷設坡度和路徑，管線不可過長，且B1層梁下的其余管線標高應避開重力流管道。

2.5.2 水景溢流

該項目為室外水景，應考慮降雨的影響。在常水位的溢流口上方0.1m處設置降雨的排水溢流口，該溢流管上不可設置閥門。溢流管應按整個水景面積的5 a一遇暴雨強度計算，并按20 a一遇暴雨強度校核。平時水景通過標高較低的回水溢流口回流，降雨時通過標高較高的排水溢流口排水。該溢流排水就近排入園區室外雨水管網，不能排入B1層雨水系統，以減小B1層提升泵的設計流量。

2.5.3 水景放空

水景由于檢修、維護、清淤等需要，應設置放空管，放空口應設置在水景的最低處，一般設置在水景泵坑或水景管槽底部。如有多層水池，每層均應分別設置放空管。放空口上應設置不銹鋼篦子，放空管上應設置閥門，閥門一般設置在室外閥門井內，便于操作。放空管管徑一般按D N100設置，管徑過小使用時容易被雜物堵塞，管徑過大管道流速過緩，不利于管道自凈，且可能造成雨水管排水不暢時從地面滿溢。放空管坡度一般選用1%，以利于水景快速排凈。放空排水就近排入園區室外雨水管網，不能排入B1層雨水系統，以減小B1層提升泵的設計流量。當重力流排水排不凈時，也可設置壓力排水，可單獨設置放空排水泵或利用循環泵排水[7]。當使用壓力排水時，要設置合理的停泵水位，避免水泵燒壞。

3 結語

水景是景觀設計中非常重要的元素，水景滿足了游客賞水、親水的需求。水景給排水設計首先應考慮景觀的外形設計要求，了解項目所要達到的景觀效果，再根據所需的水流形式選用適合的噴頭形式和循環水泵。其次要滿足水景水質的要求，使水質滿足觀賞和親水需求，按照水質要求選擇合適的補水水源和水質循環處理系統。在設計中尋找合適的泵房位置也非常重要，在設計中應與建筑專業溝通，避免泵房和管道位置影響其他建筑功能的設置。在大面積地下室頂板上的水景設計，還應考慮供回水管道的平面和高程布置，與建筑室內外管道協調一致。在運營維護中，定期的水質循環和清淤等工作是保證水景效果的重要組成部分。

本文對上海中心的室外水景給排水設計進行了詳細的分析，為今后其他的水景設計提供參考和借鑒。