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室内游泳池水循环系统的选择与设计


室内游泳池水循环系统的选择与设计
赵    宏 伟
( 柏诚工程技术 ( 北京) 有限公司 ,北京   100062)

摘要   简要介绍了游泳池的给水及水循环方式 ,针对建筑内游泳池设计的特点 , 给出了相应的 游泳池水系统设计方案 : 在建筑内设计游泳池 ,由于建筑条件限制 ,通常只能设计成配有均衡水池的 逆流式循环系统 ,依靠目前成

熟的自动控制技术和相对水平较高的物业管理实现可靠运行 。而设置 补水水箱的顺流式循环系统 ,通常只在要求不高时才可以考虑采用 ; 设置平衡水池的顺流式循环系 统通常用于建筑条件较为宽裕的公共游泳池和露天游泳池 。 关键词   室内游泳池   逆流式循环   顺流式循环   补水水箱   平衡水池   均衡水池    目前 ,游泳池在宾馆 、 写字楼等公共建筑中已是 非常普遍的设施 。 《游泳池和水上游乐池给水排水 ( ) 设计规程》 CECS 14 : 2002 , 以下简称 “规程” 为保 证此类工程设计的规范化和统一化提供了依据 。但 工程实践中常有设计人员未吃透 “规程” 而凭经验操 作 ,为以后的运行管理留下隐患 。本文根据笔者设 计中的体会 ,给出 3 种游泳池常用循环系统图并做 出一些针对性的探讨 。
1  循环系统设置简介

循环等 。 宾馆 、 写字楼等公共建筑内部游泳池 ,通常设计 为多功能池或多用途池 , 给水系统通常采用循环过 滤净化给水系统 , 循环方式多采用逆流式或混合式 循环 ,自动化程度通常较高 。 对于循环过滤净化给水系统 , 由于每运行一段 时间后过滤器需要反冲洗 , 为保证游泳池水面不至 于在反冲洗时严重下降 , 一般需根据循环方式不同 分别设置补水水箱或平衡水池 、 均衡水池 。 “规程” 中对补水水箱 、 平衡水池和均衡水池的概念及使用 条件都有明确规定 。从 “规程” 条文看 , 补水水箱应 具有保持游泳池水池水面的水位 、 、 补水 维持循环系 统中水能连续运行的作用 。当游泳池水循环方式采 用顺流式循环时 ,系 统补水可靠 ,且建筑可提供合
18. 3 m 的高大净空场所的消防保护等 , 都是今后值

游泳池按其用途大致可分为比赛池 、 训练池 、 多 用途池 、 多功能池 、 跳水池 、 儿童池 、 嬉水池等 。给水 系统通常有循环过滤净化给水系统 、 直流过滤净化 给水系统 、 直接给水系统 、 定期换水给水系统等 。水 的循环方式通常有顺流式循环 、 逆流式循环 、 混合式 用面积有所增大 , 主要考虑当实际火灾荷载小于 试验火灾荷载时 , 可能出现闭式喷头开放时间滞 后于火灾蔓延的情况 , 因此增加了系统的作用面 积。
表3  非仓库类高大净空场所的系统设计基本参数
适用场所
1 2

得研究的课题 。 参考文献
1  李念慈 ,万明月 . 建筑消防给水系统的设计施工监理 . 北京 : 中国

建材工业出版社 ,2003
2  刘建 华 , 连 晓 宏 . 大 空 间 建 筑 消 防 设 施 设 计 探 讨 . 给 水 排 水 , 2004 ,30 (4) :79~82

净空高度
/m 8~12 8~12

喷水强度
/ L/ ( min? 2) m

作用面积
/ m2 260 300

喷头 喷头最大 选型 K 间距/ m   80
115 3 3

  6
12

  : 适用场所 1 为中庭 、 注 影剧院 、 音乐厅 、 单一功能体育馆等 ; 2 为 会展中心 、 多功能体育馆 、 自选商场等 。

另外 ,喷头跳跃开放现象在普通净空高度下并 不明显 ,但此次试验多次出现 。还有 ,对于高度超过
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给水排水   Vol. 31   . 12   No 2005

※ 通讯处 :300381 天津市南开区卫津南路 110 号 电话 : ( 022) 23387424 E2mail :yangbingjie @tfri. com. cn 收稿日期 :2005 06 01 修回日期 :2005 09 05

适的位置 ,使补水水箱水面能低于游泳池水面 ,但可 保证补水水箱出水管上止回阀能顺利开启所需水头 时 ,可仅设置一体积不小于 2 m3 的补水水箱 ( 具体 容积应计算确定) 。而平衡水池 、 均衡水池则均应具 有保持游泳池水面的水位 、 、 补水 维持循环系统中水 能顺利连续的运行 , 以及水泵吸水调节池的作用 。 但二者还是有区别的 , 平衡水池适用于顺流式循环 系统 ,均衡水池适用于逆流或混流式循环系统 。 2  设计存在问题 在工程设计实践中 , 有的设计人员不分游泳池 水循环系统形式 , 都设置一个与游泳池水面齐平的 水池 ( 按 “规程” 概念应称为平衡水池 ) , 水池与游泳 池间连通 ,试图通过此水池来平衡游泳池水面 。事 实上由于设置情况不同 , 这样的平衡水池并不能满 足使用的要求 。在设计宾馆 、 写字楼等建筑内的游 泳池时为了满足 “规程” 中平衡水池和游泳池有同一 水位的要求 ,要费尽心思与建筑专业协调寻找一个 放置的位置 。现代建筑特别是高档建筑中 , 建筑师 为了追求美感希望游泳池水面与地面平或稍微高出 周围地面 ,看上去像一块浮在地上的闪动镜面 ,这样 在游泳池周围找一个与其水面相同的位置设置平衡 水池难度很大 。另外游泳池的水位究竟怎么用这样 的平衡水池控制也存在问题 , 平衡水池的水位究竟 定多高 ? 如定为和游泳池顶水面相同 , 因逆流式或 混合式游泳池正常工作时水处于溢流状态 , 水位略 高于池顶 ,所以工作时游泳池的溢水不能自动流入 平衡水池 ,无法让循环水泵吸走使游泳池表面水得 到过滤和净化 。而补水也只能在水位 低于池顶 ,即游泳者出游泳池后 , 以及 用游泳池水反冲洗过滤器时 , 循环系 统不能维持正常水位时才有可能 。如 水位设置为溢流状态水位 , 工作时可 补水 ,但系统不工作时又会溢流不止 。 如果此时平衡水池仍用浮球阀来控制 水位 ,由于游泳池使用时水面势必波 动 ,浮球阀频繁开启也是个问题 。 3  不同布置方式的游泳池水循环系统 下面笔者根据 《建筑给水排水设 ( 计规范》 GB 50015 — 2003 ) 、游泳池 《 和水 上 游 乐 池 给 水 排 水 设 计 规 程》

( CECS 14 :2002) 以及参照香港地区设计标准 , 分别

给出设置补水水箱 、 平衡水池 、 均衡水池三种布置方 式的游泳池水循环系统供大家参考 。 3. 1   补水水箱 图 1 是笔者所设计某旅游酒店游泳池水循环系 统图 ,系统设计为顺流式循环过滤系统 。由于该项 目机房空间充足 ,而业主要求尽量控制造价 ,故只设 置补水水箱用于调节水泵吸水 , 游泳池溢流水直接 排至室外雨水排水系统 ( 这种做法已不符合国家发 改委等五部委 2005 年 4 月联合发布的 《中国节水技 术政策大纲》 “4. 7. 3 推广游泳池用水循环利用技 中 术” 的要求) 。 这是一种简易的游泳池水循环系统 , 只在要求 不高时可以采用 。但 《全国民用建筑工程设计技术 ( 措施   给水排水》 2003 版 ) 第 13. 3. 10 条规定 : 如 循环水泵从游泳池底直接吸水 ,有条件时 ,宜设置回 收游泳池溢流水的溢流回水调节池 ( 可与补水水箱 合并) ; 还指出 : 调节池内的溢流回水 ,宜采用水泵强 制送入循环水泵吸水管 , 保证游泳池表面回水能有 效进行过滤净化 。笔者认为 , 如此规定其实并无太 大意义 ,甚至不合理 。当条件具备时 ,应将补水水箱 改为均衡水箱 , 循环方式改为逆流式或混合式 。另 外需要指出的是 ,如溢水槽为池岸式时 ,溢流水管应 按比计算值大 1~2 号设计 ,且不应调节 。
3. 2   平衡水池

图 2 是笔者所设计某度假中心游泳池水循环系 统图 ,系统设计为顺流式循环过滤系统 。这 是 以 前

图1  游泳池水循环系统一 给水排水   Vol. 31   . 12   No 2005

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在国内设计中常采用的一种设计方 案 ,通常用于公共游泳池和露天游泳 池 ,这里只给出循环系统图 。同样 , 当 溢水槽为池岸式时 , 溢流水管应按比 计算值大 1~2 号设计 ,且不应调节 。 3. 3   均衡水池 重点介绍的是图 3 所示的适合建 筑内部设置的逆流式循环过滤系统 (混合式系统只是游泳池布水形式略 有不同 ,见相关手册) 。 这是笔者所设计某综合楼内 V IP 中心游泳池水循环系统图 , 系统设计 为混合式循环过滤系统 。游泳池给水 由循环泵经过砂过滤器 、 紫外线消毒 器、 热交换器加热并投加次氯酸钠 、H p 调节剂 、 硫酸铜后进入游泳池 ; 水由游 泳池侧岸溢流至均衡水池 , 循环水泵 又由均衡水池吸水 , 同时在回水主管 上设置水质监测仪及混凝剂投加设 施。 循环水泵设置 3 台变频泵 , 采用 目前成熟的变频设备控制平稳交替运 行 。根据设置于循环泵出口及游泳池 进水主管上的 2 个压力感应器的压力 差可自动控制砂过滤器的运行 、 反冲 洗交替 。消毒采用氯 + 紫外线联合消 毒方式 。由于建筑条件所限 , 砂过滤 器一般只能选择高速过滤器以节约空间 , 消毒剂选 用易于管理的次氯酸钠 。水中余氯应在满足消毒能 力的前提下尽可能低 ( 发达国家一般不限制最低余 氯量) ,以避免刺激皮肤、 眼睛或使泳衣褪色 ,有资料 建议采用水中余氯 0. 2~0. 5 mg/ L ,本项目控制在 0. 5~1 mg/ L ( 以有效氯计 ) 。紫外线消毒器自带照射 强度监测控制功能 ,可根据需要调整照射强度 ( 美国
N FS TITL E 55 号标准要求强度不小于 38 mJ / cm , 照射时间 1~5 s) ,但由于该紫外线消毒器无防空载
2

图2  游泳池水循环系统二

图3  游泳池水循环流程三

另外一台可负担 2/ 3 以上总热负荷并可独立运行设 计 ,根据系统回水温度控制出力 ( 最高出水温度不超
) 过 40 ℃ ,使游泳池水温稳定在 ( 26 ± ) ℃。次氯酸 2

钠、 、 酸 碱及明矾根据水质监测仪所提供余氯量 、
p H、 浊度参数控制投加 ; 硫酸铜根据情况由控制器

手动控制投加 ( 控制器设于控制室) 。 池水由侧岸溢流 ,一部分流至均衡水池 ,一部分 直接排至集水坑由潜水泵提升至中水原水集水池以 保持游泳池水不断更新 ( 满足 “规程” 中池水至少一 个月完全更新一遍的要求) 。池底设置排水口 ,三通 阀平时开启排水端 ( 需与均衡水池出水管调节阀联 合设定开度) ,只在游泳池排污时开启循环泵吸水端 使循环泵能够将池底污物吸走过滤 , 或在过滤器反

运行能力 ,为防止紫外线消毒器空载运行烧毁 ,只好 又在其前设置一个水流指示器 , 只有在水流指示器 反馈通水信号时紫外线消毒器方能运行 。
2 台热交换器按照 2 台同时工作 , 一台故障时 76  
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冲洗后开启循环泵吸水端使池水直接由回流管进入 过滤器从而使均衡水箱迅速补水 。均衡水箱在有使 用者入池后贮存游泳池溢出的水量 , 使用者出池后 溢流减少 ,此时循环水泵将箱内水送回游泳池以恢 复游泳池水位 。在均衡水池设置补水管以补充过滤 装置利用游泳池水反洗后的补水和其他补水 。补水 根据水位控制器提供的水位信号由电磁阀控制 , 浮 球阀只在电动阀故障时防止水箱不断溢流 。 当游泳人员按设计人数入池时均衡水池水位到 达 WL1 水位 ( 见图 3 ) , 游泳池中无人时 , 水位落至 水位 WL2 ,过滤器反洗或其它原因缺水后水位降至 水位 WL3 ,此时补水电磁阀 V1 打开 ,池底回流管上 电动调节阀 V2 关闭控制大量水经由均衡水池进入 过滤器 ,均衡水池出水量与补水量相同 。反冲洗结 束补水至水位 WL2 后 , 补水电磁阀 V1 关闭 , 溢流 管上电动调节阀 V2 调至原开启的位置 , 在此位置 保持循环系统正常状态 。 均衡水池有效容积及各水位对应容积计算如 下:
V j1 = V g + V s + V y

人确定最大同时使用人数 ,每人溢流水量 100 kg ,均 衡水池总容积按总溢流水量的 2 倍设计 。相比 “规 程” 所给公式 , 这种计算方法引入面积因素 , 对于承 担收集溢流水的均衡水池容积的计算 ,更为合理 。 在图 3 所示系统中 ,水位 WL1 对应容积应不小 于按式 ( 1) 或式 ( 2) 计算所得结果 ; 水位 WL2 对应容 1 积应不小于 V g + V s + V , 或不小于 V g + V s + 2 y 1 V ; 水位 WL3 对应容积不应小于 V g + V s 。当 2 j2 水位降至 WL3 ,电磁阀 V1 即应打开向系统补水直 至水位恢复至 WL2 ,电动调节阀 V2 应与电磁阀 V1 联动 。 这是一种比较简单有效的循环方式 , 借助目前 比较成熟的自控技术实现可靠运行 。相比顺流式循 环系统 ,节约了空间并便于建筑平面布置 ,特别适合 于物业管理水平相对较高的宾馆 、 写字楼等公共建 筑内游泳池 。 至于 “规程” “反冲洗应尽量利用游泳池内水 中 进行” 的条文 , 笔者认为对于要求较高的游泳池 , 如 不能保证游泳池水面稳定时不应采用 , 若要利用游 泳池内水进行反冲洗应尽量在游泳池不使用时间段 进行 。
4  结语

( 1)
V y = A Hy

式中   j 1 —— V — 均衡水池的有效容积 ,m3 ; V g —— — 循环水系统管道的水容积和单个过滤 器反冲洗水量 ,m3 ;  V s —— — 循环水系统设备 ( 如毛发聚集器 、 过 滤器 、 加热器等) 内的水容积 ,m3 ; V y —— — 溢流回水应附加的水容积 ,m3 ;
H y —— — 溢流 回 水 的 溢 流 水 层 厚 度 , 一 般 取

文中介绍了游泳池及水上游乐池常用的三种水 净化循环方式 ,笔者认为 : 设置补水水箱的顺流式水 循环方式只在要求不高时可以采用 ; 采用平衡水池 的顺流式水循环方式适用于公共游泳池和露天游泳 池 ,水上游乐池也可采用 ; 采用均衡水池的逆流式或 混流式水循环方式适用于竞赛或训练游泳池 、 宾馆
(含会所) 游泳池 、 多功能池等 , 水上游乐池也可采

0. 005~0. 01 m ;
A —— — 游泳池池水表面面积 ,m 。
2

初步设计时 , 技术措施中指出可按游泳池每小 时循环流量的 15 %~ 20 %估算均衡水池的最小有 效容积 ,或可参考以下计算方法 :
V j2

用。
※ 通讯处 :100062   北京市崇文门外大街 114 号京文大厦 电话 : ( 010) 67102376 8091 收稿日期 :2005 05 16 修回日期 :2005 07 15
E2mail :zhw6104 @vip . sina. com

1 = A × × 1× 0. 2 6

( 2)

式中   j 2 —— V — 均衡水池的最小有效容积 ,m3 。 式 ( 2) 含义为 : 根据游泳池池水面积 , 按 6 m2 /

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