喷泉的水力计算及水泵选型.ppt

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1、第三章第三章 水景工程水景工程园林技术专业园林技术专业 复习复习:v1、喷泉的作用是什么？v2、喷泉的布置形式有哪些？本节的主要内容:五、喷泉的控制方式五、喷泉的控制方式六、喷泉的给排水系统六、喷泉的给排水系统七、喷泉的水力计算及水泵选型七、喷泉的水力计算及水泵选型八、喷泉构筑物八、喷泉构筑物重点：重点：给排水系统的布局给排水系统的布局难点：难点：喷泉的水力计算喷泉的水力计算v五、喷泉的控制方式五、喷泉的控制方式v 喷泉喷射水量、时间和喷水图样变化的控制，主要有以下3种方式：v1）手阀控制v 这是最常见和最简单的控制方式，在喷泉的供水管上安装手控调节阀，用来调节各管段中水的压力流量，形成固定的

2、水姿形式。v 2）继电器控制v通常用时间继电器按照设计时间程序控制水系、电磁阀、彩色灯等的起闭，从而实现可以自动变换的喷水水姿形式。第三节第三节 喷泉工程（二）喷泉工程（二）v 3）音响控制v 声控喷泉是利用声音来控制喷泉水型变化的一种自控泉。它一般由以下几部分组成：v 声电转换、放大装置：通常是由电子线路或数字电路、计算机组成。v 执行机构：通常使用电磁阀来执行控制指令。v 动力设备：用水泵提供动力，并产生压力水。v 其它设备：主要有管路、过滤器、喷头等。v声控喷泉的原理是将声音信号转变为电信号，经放大及其它一些处理，推动继电器或其电子式开关，再去控制设在水路上的电磁阀的启闭，从而控制喷头水

3、流的通断。这样，随着声音的起伏，人们可以看到喷水大小、高矮和形态的变化。它能把人们的听觉和视觉结合起来，使喷泉喷射的水花随着音乐优美的旋律而翩翩起舞。v4）电脑控制v计算机通过对音频、视频、光线、电流等信号的识别，进行译码和编码，最终将信号输出到控制系统，使喷泉及灯光的变化与音乐变化保持同步，从而达到喷泉水型、灯光、色彩、视频等与音乐情绪的完美结合，使喷泉表演更生动，更加富有内涵。v六、喷泉的给排水系统六、喷泉的给排水系统v 喷泉的水源应为无色、无味、无有害杂质的清洁水。因此，喷泉除用城市自来水作为水源外，也可用地下水；其它像冷却设备和空调系统的废水也可作为喷泉的水源。v1）喷泉的给水方式v喷

4、泉的给水方式有下述4种：v直流式供水（自来水供水）流量在23Ls以内的小型喷泉，可直接由城市自来水供水,使用后的水排入雨水管网。v离心泵循环供水 为了确保水具有必要的、稳定的压力，同时节约用水，减少开支，对于大型喷泉，一般采用循环供水。循环供水的方式可以设水泵房。v潜水泵循环供水 将潜水泵直接放置于喷水池中较隐蔽处或低处，直接抽取池水向喷水管及喷头循环供水。这种供水方式较为常见，一般多适用于小型喷泉。v高位水体供水 在有条件的地方，可以利用高位的天然水塘、河渠、水库等作为水源向喷泉供水，水用过后排放掉。为了确保喷水池的卫生，大型喷泉还可设专用水泵，以供喷水池水的循环，使水池的水不断流动；并在循

5、环管线中设过滤器和消毒设备，以消除水中的杂物、藻类和病菌。v喷水池的水应定期更换。在园林或其它公共绿地中，喷水池的废水可以和绿地喷灌或地面洒水等结合使用，作水的二次使用处理。v2）喷泉管线布置v大型水景工程的管道可布置在专用或共用管沟内，一般水景工程的管道可直接敷设在水池内。为保持各喷头的水压一致，宜采用环状配管或对称配管，并尽量减少水头损失。每个喷头或每组喷头前宜设置调节水压的阀门。对于高射程喷头，喷头前应尽量保持较长的直线管段或设整流器。v喷泉给排水管网主要由进水管、配水管、补充水管、溢流管和泄水管等组成。v由于喷水池中水的蒸发及在喷射过程中有部分水被风吹走等，造成喷水池内水量的损失，因此

6、，在水池中应设补充水管。补充水管和城市给水管相连接，并在管上设浮球阀或液位继电器，随时补充池内水量的损失，以保持水位稳定。v为了防止因降雨使池水上涨而设的溢水管，应直接接通雨水管网，并应有不小于3的坡度；溢水口的设置应尽量隐蔽，在溢水口外应设拦污栅。v泄水管直通雨水管道系统，或与园林湖池、沟渠等连接起来，使喷泉水泄出后、作为园林其它水体的补给水。也可供绿地喷灌或地面洒水用，但需另行设计。v在寒冷地区，为防冻害，所有管道均应有一定坡度，一般不小于2%，以便冬季将管道内的水全部排空。v连接喷头水管不能有急剧变化，如有变化，必须使管径逐渐由大变小，另外，在喷头前必须有一段适当长度的直管，管长一般不小

7、于喷头直径的2030倍，以保持射流稳定。v七、喷泉的水力计算及水泵选型七、喷泉的水力计算及水泵选型v各种喷头因流速、流量的不同，喷出的花形会有很大差异，达不到预定的流速、流量则不能获得设计的效果，因此喷泉设计必须经过水力计算，主要求喷泉总流量、扬程和管径。v 1）总流量Qv单个喷嘴的流量(q):quf(2gH)1/2l0-3v式中：q喷嘴流量(m3/s)；vu流量系数，与喷嘴的形式有关，一般在0.620.94之间；如，蘑菇式喷头：0.80.98；雾状喷头：0.90.98；牵牛花喷头：0.80.9。vf喷嘴出水口断面积(mm2)；g重力加速度(9.80/s2)，H喷头入口水压(米水柱)。v总流量

8、(Q)v喷泉总流量是指在某一时间同时工作的各个喷头喷出的流量之和的最大值。即：vQq1十q2十十qnv 选择合适的进水管径(D)vD(4Q/v)v式中：D管径(mm)；Q总流量(m3/s)；v 圆周率(3.1416)；v流速(通常选用O.5-0.6m/s)。v另外，也可依据如下公式：v 进水管径：D 800Q1/2(mm)v泄水管管径：d=17.9F0.5H0.25T-0.5v其中：F：水池面积（）vH：水池水深（m）vT：要求泄水时间（h）,一般选用48小时，不超过12小时。v 总扬程v 水泵的提水高度叫扬程。一般将水泵进、出水池的水位差称为“净扬程”，加上水流进出水管的水头损失称为总扬程。

9、即：总扬程=净扬程+损失扬程v其中损失扬程的计算比较复杂。对一般的喷泉可以粗略地取净扬程10%30%作为损失扬程。表4.损失扬程估算表：表4.：损失扬程估算表v2）选择合适的水泵v根据以上所计算的总扬程以及水泵铭牌上的扬程（在一定转速下效率最高时的扬程，一般称为“额定扬程”），确定合适的水泵。v水泵选型v喷泉用水泵以离心泵、潜水泵最为普遍。单级悬壁式离心泵特点是依靠泵内的叶轮旋转所产生的离心力将水吸人并压出，它结构简单，使用方便，扬程选择范围大，应用广泛，常有IS型、DB型。潜水泵使用方便，安装简单，不需要建造泵房，主要型号有QY型、QD型、B型等。v水泵性能v水泵选择要做到“双满足”，即流量

10、满足、扬程满足。为此，先要了解水泵的性能，再结合喷泉水力计算结果，最后确定泵型。通过铭牌能基本了解水泵的规格及主要性能。vA水泵型号 按流量、扬程、尺寸等给水泵编的型号，有新旧两种型号。vB水泵流量 指水泵在单位时间内的出水量，单位用m3h或Ls(1升秒3600升d、时3.6立方米4、时3.6吨小时)。vC水泵扬程 指水泵的总扬水高度。vD允许吸上真空高度 是防止水泵在运行时产生汽蚀现象，通过试验而确定的吸水安全高度，其中已留有0.3m的安全距。该指标表明水泵的吸水能力，是水泵安装高度的依据。v泵型的选择v通过流量和扬程两个主要因子选择水泵，方法如下。vA确定流量 按喷泉水力计算总流量确定。v

11、B确定扬程 按喷泉水力计算总扬程确定。vC选择水泵 水泵的选择应依据所确定的总流量、总扬程查水泵铭牌即可选定。如喷泉需用两个或两个以上水泵提水时(注：水泵并联，流量增加，压力不变；水泵串联，流量不变，压力增大)，用总流量除水泵数求出每台水泵流量，再利用水泵性能表选泵。查表时，若遇到两种水泵都适用，应优先选择功率小、效率高、叶轮小、重量轻的型号。v 八、喷泉构筑物八、喷泉构筑物v 1)喷水池v 是喷泉的重要组成部分。本身不仅能独立成景，起点缀、装饰、渲染环境的作用，而且能维持正常水位以保证喷水。可以说喷水池是集审美功能与实用功能于一体的人工水景。v 喷水池的形状、大小应根据周围环境和设计需要而定

12、。形状可以灵活设计，但要求富有时代感；水池大小要考虑喷高，喷水越高，水池越大，一般水池半径为最大喷高的11.3倍，平均池宽可为喷高的3倍。实践中，如用潜水泵供水，吸水池的有效容积不得小于最大一台水泵3分钟的出水量。水池水深应根据潜水泵、喷头、水下灯具等的安装要求确定，其深度不能超过0.7m，否则，必须设置保护措施。v 喷水池常见的结构与构造：v 喷水池由基础、防水层、池底、压顶等部分组成。v 基础 基础是水池的承重部分，由灰土和混凝土层组成。施工时先将基础底部素土夯实，密实度不得低于85。灰土层厚30cm(3：7灰土)。C10混凝土厚1015cm.v 防水层 水池工程中，防水工程质量的好坏对水

13、池安全使用及其寿命有直接影响，因此，正确选择和合理使用防水材料是保证水池质量的关键。v 目前，水池防水材料种类较多。按材料分，主要有沥青类、塑料类、橡胶类、金属类、砂浆、混凝土及有机复合材料等。按施工方法分，有防水卷材、防水涂料、防水嵌缝油膏和防水薄膜等。v 水池防水材料的选用，可根据具体要求确定，一般水池用普通防水材料即可。钢筋混凝土水池还可采用抹5层防水砂浆(水泥中加入防水粉)做法。临时性水池则可将吹塑纸、塑料布、聚苯板组合使用，均有很好的防水效果。v池底 池底直接承受水的竖向压力，要求坚固耐久。多用现浇钢筋混凝土池底，厚度应大于20cm，如果水池容积大，要配双层钢筋网。施工时，每隔20m

14、选择最小断面处设变形缝，变形缝用止水带或沥青麻丝填充；每次施工必须从变形缝开始，不得在中间留施工缝，以防漏水，如图4.42所示。v池壁 是水池竖向的部分，承受池水的水平压力。池壁一般有砖砌池壁、块石池壁和钢筋混凝土池壁三种，见图4.43。池壁厚视水池大小而定，砖砌池壁采用标准砖，M7.5水泥砂浆砌筑，壁厚240mm。砖砌池壁虽然具有施工方便的优点，但红砖多孔，砌体接缝多，易渗漏，使用寿命短。块石池壁自然朴素，要求垒石严密。钢筋混凝土池壁厚度一般不超过300mm，常用150200mm，宜配直径8mm、12mm钢筋，中心距200mm，C20混凝土现浇，如图4.44所示。v压项 压项是池壁最上部分，

15、它的作用是保护池壁，防止污水泥沙流入池内。下沉式水池压项至少要高于地面510cm。池壁高出地面时，压项的做法见水池压顶做法。v喷水池其它设施v喷水池中还必须配套有供水管、补给水管、泄水管和溢水管等管网。这些管有时要穿过池底或池壁，这时，必须安装止水环，以防漏水。图4.45是喷水池内管道穿过池壁的常见做法。供水管、补给水管要安装调节阀；泄水管需配单向阀门，防止反向流水污染水池；溢水管不要安装阀门，直接在泄水管单向阀门后与排水管连接。为了利于清淤，在水池的最低处设置沉泥池，也可做成集水坑，如图4.46示。v 喷泉工程中常用的管材有镀锌钢管(白铁管)、不镀锌钢管(黑铁管)、铸铁管及硬聚氯乙烯塑料管几

16、种。一般埋地管道管径在70mm以上可以选用铸铁管。屋内工程或小型移动式水景可采用塑料管。所有埋地的钢管必须做防腐处理，方法是先将管道表面除锈，刷防锈漆两遍(如红丹漆等)。埋于地下的铸铁管，外管一律刷沥青防腐，明露部分可刷红丹漆。v 钢管的连接方式有螺纹连接、焊接和法兰连接三种。镀锌管必须用螺纹连接，多用于明装管道。焊接一般用于非镀锌钢管，多用于暗装管道。法兰连接一般用在连接阀门、止回阀、水泵、水表等处，以及需要经常拆卸检修的管段上。就管径而言，nN100 mm时管道用螺纹连接；nN100mm时用法兰连接。v2)泵房v 泵房是指安装水泵等提水设备的常用构筑物。在喷泉工程中，凡采用清水离心泵循环供

17、水的都要设置泵房。泵房的形式按照泵房与地面的关系分为地上式泵房、地下式泵房和半地下式泵房三种。v 地上式泵房的特点是泵房建于地面上，多采用砖混结构，其结构简单，造价低，管理方便，但有时会影响喷泉环境景观，实际中最好和管理用房配合使用，适用于中小型喷泉。地下式泵房建于地面之下，园林用得较多，一般采用砖混结构或钢筋混凝土结构，特点是需做特殊的防水处理，有时排水困难，会因此提高造价，但不影响喷泉景观；v泵房内安装有电动机、离心泵、供电、电气控制设备及管线系统等。水泵相连的管道有吸水管和出水管。出水管即喷水池与水泵问的管道，其作用是连接水泵至分水器之间的管道，设置闸阀。为了防止喷水池中的水倒流，需在出

18、水管安装单向阀。分水器的作用是将出水管的压力水合成多个支路再由供水管送到喷水池中供喷水用。为了调节供水的水量和水压，应在每条供水管上安装闸阀。北方地区，为了防止管道受冻坏，当喷泉停止运行时，必须将供水管内存的水排空。方法是在泵房内供水管最低处设置回水管，接入房内下水池中排除，以截止阀控制。v 泵房内应设置地漏，特别注意防止房内地面积水。泵房用电要注意安全。开关箱和控制板的安装要符合规定。泵房内应配备灭火器等灭火设备。v 3)阀门井v 有时在给水管道上要设置给水阀门井，根据给水需要可随时开启和关闭，便于操作。给水阀门井内安装截止阀控制 v 给水阀门井 一般为砖砌圆形结构，由井底、井身和井盖组成。

19、井底一般采用C10混凝土垫层，井底内径不小于1.2m，井壁应逐渐向上收拢，且一侧应为直壁，便于设置铁爬梯。井口圆形，直径600mm或700mm。井盖采用成品铸铁井盖。v排水阀门井 用于泄水管和溢水管的交接，并通过排水阀门井排进下水管网。泄水管道要安装闸阀，溢水管接于阀后，确保溢水管排水畅通。v4)喷泉照明特点v 目前，喷泉的配光已成为喷泉设计的重要内容。喷泉照明多为内侧给光，根据灯具的安装位置，可分为水上环境照明和水体照明两种方式。v水上环境照明，灯具多安装于附近的建筑设备上。特点是水面照度分布均匀，色彩均衡、饱满，但往往使人们眼睛直接或通过水面反射间接地看到光源，眼睛会产生眩光。水体照明，灯

20、具置于水中，多隐蔽，多安装于水面以下5cm处，特点是可以欣赏水面波纹，并能随水花的散落映出闪烁的光，但照明范围有限。喷泉配光时，其照射的方向、位置与喷水姿有关(图4.47)。喷泉照明要求比周围环境有更高的亮度，如周围亮度较大时，喷水的先端至少要有100200Lx的光照度；如周围较暗时，需要有50100Lx的光照度。照明用的光源以白炽灯为最，其次可用汞灯或金属卤化物灯，光的色彩以黄、蓝色为佳，特别是水下照明。配光时，还应注意防止多种色彩叠加后得到白色光，造成局部的色彩损失。一般主视面喷头背后的灯色要比观赏者旁边的灯色鲜艳，因而要将黄色等透射较高的彩色灯安装于主视面近游客的一例，以加强衬托效果。v

21、喷泉照明线路要采用水下防水电缆，其中一根要接地，且要设置漏电保护装置。照明灯具应密封防水，安装时必须满足施工相关技术规程。电源线要通过护缆塑管(或镀锌管)由池底接到安装灯具的地方，同时在水下安装接线盒，电源线的一端与水下接线盒直接相连，灯具的电缆穿进接线盒的输出孔并加以密封，并保证电缆护套管充满率不超过45%。为避免线路破损漏电。必须经常检查。各灯具要易于清洁，水池应常清扫换水，也可添加除藻剂。操作时要严格遵守先通水浸没灯具，后开灯；及先关灯后断水的操作规程。v总总 结：本节课重点讲述了喷泉的控制方式、结：本节课重点讲述了喷泉的控制方式、给排水系统、喷泉的水力计算及水泵选型和给排水系统、喷泉的水力计算及水泵选型和喷泉构筑物，同学们应重点掌握喷泉的给排喷泉构筑物，同学们应重点掌握喷泉的给排水系统和喷泉的水力计算，对喷泉的水力计水系统和喷泉的水力计算，对喷泉的水力计算相对有些难度，希望大家多加练习。算相对有些难度，希望大家多加练习。v复习思考题复习思考题v1、喷泉的控制方式有哪些？v2、喷泉的给水方式有哪些？v3、单个喷嘴的流量如何计算？