景观给排水设计技术措施的探讨

景观给排水设计技术措施的探讨-以福州市东部新城商务办公中心景观工程为例杨晓宇（福建省建筑设计研究院福建福州 350001）摘要：福州市东部新城商务办公中心景观工程给排水设计的主要内容：绿化灌溉系统设计、 水景设计、大面积地下室顶板及裙房屋面花园顶板排水系统设计。本文结合工程实际情况， 详细介绍了福州市东部新城商务办公中心景观工程给排水各系统在实际工程设计中的应用， 并对景观给排水设计中经常遇到的问题进行了分析和探讨及提出相应的设计观念和相关注 意事项。关键词：绿地灌溉 水景设计 地下室及屋顶花园顶板排水1. 工程概况福州市东部新城商务办公中心景观工程位于福州市南江滨东路东段西南侧，设计范围内 总面积约75301m2，其中建筑占地面积约22560 m2,景观用地面积约52741 m2,含A、B、 C、D楼的裙房屋顶花园面积约2663 m2,地下室顶板上的景观面积约23134 m2,地下室顶 板边缘周边的景观面积约36944 m2。以下对本工程的绿化灌溉系统，地下室及屋顶顶板排 水系统,水景的设计进行了详细介绍,并就其中采用的技术措施进行探讨。2 景观给水设计2.1 绿地灌溉本工程地下室顶板上方及地下室边缘周边绿化种植土采用田园土，种植土厚土约为1m， 主要种植小灌木,综合考虑水源条件、植物需水要求、景观和环境效果及经济实用性等方面 因素后，选择自动喷灌系统。考虑景观灌溉区域面积较大，为减少工程投资，提高设备利用 率，本工程采用轮灌制度，共分17 组（其中 16组喷灌， 1 组滴灌）。喷灌系统主要采用地 埋旋转射线喷头 Pros-12-MP系列的喷头，工作压力为0.28MPa,射程4.19.1m,流量0.1020.862 m3/h，灌溉强度10mm,设计时应根据场地实际情况选择喷嘴和进行合理的喷 点布置，确保灌溉强度能满足喷灌工程技术规范GB/T50085-2007表4.2.1-1各类土壤的 允许喷灌强度的要求，避免灌溉时产生地表径流。本工程 A、 B、 C、 D 楼的裙房屋顶花园，由于立地条件的原因，种植土采用轻质混合 营养土，厚度50m m,年平均风速均大于2.6m/s，若采用喷灌系统，风速会改变喷嘴水舌的 形状和喷射距离，降低喷灌的均匀度，综合考虑，裙房屋顶花园采用滴灌系统，滴灌管的滴 头间距0.5m，行距0.5m，单滴头流量3L/h，这样每次滴灌水通过土壤的渗透达到植物的根 部，保证植物的成活率。此外，为了避免滴灌管的滴头堵塞，滴灌系统的主干管始端应安装 过滤器。同时，在主要景观道路边便于工作人员取用的地方，以服务半径最大25m为准均匀覆 盖种植区域布置快速取水阀，以便对喷灌不易控制的边角地段进行人工灌溉。快速取水阀藏 于地面以下，不影响美观，且接口漏水不会使取水点造成积水，此种安装方式目前被设计和 施工广泛应用。本工程采用时序控制灌溉系统，该系统将灌水开始时间、灌水延续时间和灌水周期作为 控制参量，实现整个系统的自动灌水。其基本组成包括：控制器、电磁阀，选配降雨传感器 设备。其中控制器是系统的核心。灌溉管理人员可根据需要将灌水开始时间、灌水延续时间、 灌水周期等设置到控制器的程序当中，控制器既通过电缆向电磁阀发出信号，开启或关闭灌 溉系统，做到比较精确供水，大大提高灌溉效率。2.2 水景的设计2.2.1 跌水池的概况跌水池的水量360m3，共有6级，初次充水时按12h充满，最大时用水量30m3/h, 水池蒸发、飘失、渗漏、排污等损失按每天15mm/m2设计，水池面积约1150m2，每天 补水量为5.8m3，其充水及补水由水位电液位计及电动阀联合控制。2.2.2 喷泉的设计 景观水池设计一般是不可能以喷泉设计做为先控条件的，而且根据景观设计要求，先确定水池的大小、形状，再确定设置喷头的数量、型号及喷高,因此喷头的喷高应满足 在设计风速时水滴不致吹到池外。本工程根据景观效果要求，在跌水池的最高级水池内 和最低级水池内分别各设置1组喷泉（24个直流喷头/组，喷头型号及参数：SB-219， Q=2.5m3/h, H=5.5m）,喷高1.2m。喷泉水泵选用应尽量简化，每组选一台水泵能满足水 景运行效果，所以不考虑备用泵。2.2.3 跌水的设计本工程跌水池共有6级，最大一级跌水堰长65.8m,最小一级跌水堰长57.3m.跌水堰 类似于宽顶堰，为达到景观水池跌水效果，采用循环提升泵由水景池自身取水循环的方 式提供跌水流量，同时水量计算时，应以最长一级的跌水堰作为设计流量。首先，根据 景观效果要求确定应达到的连续水膜高度，由此确定堰上水头高度，然后可通过查2009 全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水附录 K-3 宽顶堰水力计算表，进而求出流量。城市绿地设计规范GB50420-2007，第8.3.5条的条文解释：景观水池内有时有小 孩玩水，超过 12V 低电压可能给人带来触电危险。同时，民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008,第12.9.3条规定：对于喷泉水池，安全电源应设在2区（3.5m）以外的地方。 即：景观水池内禁止直接使用电压超过12V的潜水泵。因此，本工程选用管道泵，设置 在地下室二层的水景池专用泵房内，避免电机漏电引起触电危险。为了保证跌水景观效 果，满足水景运行时多种工况，循环泵应选用两台，两台同时运行时，可保证最佳景观 效果，平时可只开一台，满足一般景观效果要求。管道泵型号： ISG150-400C， Q=208， H=28，N=22KW,两用。经计算：当单泵运行时，最长跌水堰的堰上实际净水头6.30mm, 最短跌水堰的堰上实际净水头7.25mm；当双泵运行时，最短跌水堰的堰上实际净水头 11.51mm.3 景观排水设计3.1 地下室大面积顶板排水 地下室顶板排水是地下室防排水的重要组成部分。目前工程地下室顶板水从类型可分为 地表水和土壤渗透水两种。地表水主要考虑快速排放，结合景观消防车道采用排水沟解决， 就本工程施工情况而言，地表水排水排放方式已有效成熟做法，在此不作详细说明。考虑到本工程地下室顶板景观区域的不规则性，地下室顶板排水系统采用排水板、土工 布、渗水沟及软式透水管组成。排水板采用 HDPE 支点朝上防塌陷的聚丙乙烯防排水保护 板（卷材，单位质量不低于800g/m2,支点凸起高度不低于15mm，抗压强度不低于300Kpa）, 采用特殊强力PVC接着剂连接，以达到满铺和防植物根系穿刺要求。排水板敷设之前，地 下室顶板要先做50mm厚的找坡层，坡度控制在0.3%0.5%。考虑到景观区域的不规则性， 在景观区域结合场地的车道设置渗水沟，将渗透到排水板上的积水排至渗水沟，再通过渗水 沟将积水排至地下室顶板边缘的雨水口，同时在地下室顶板边缘设置了软式透水管，沿软式 透水管部位铺设150mm厚卵石滤水层，形成导水系统的排水面，达到完整排滤水效果。经 过一段时间的使用，未出现积水现象，植物长势良好，景观效果理想。3.2 裙房屋顶绿化种植区顶板排水屋顶绿化技术排水的至关重要原则就是利用整个屋面现有的排水系统，裙房屋面绿 化排水利用屋面现有的内排水系统，那么满铺排水板遇到雨水斗需要切割一个比雨水斗 稍大的洞口，因为排水板的上面需要设置一个检查口，以便日后对排水口的检查和维修， 过滤层采用 300g/m2 的聚酯针刺土工布铺设在排水板上，土工布接缝严密，有效防止种 植土流失，经过一段时间的使用，植物长势良好，景观效果理想，至今没有出现疏水层 排水不畅的现象。3.3 景观水体的排水3.3.1 水景池放空采用重力放空，池外设置泄水阀门井，井内安装泄水阀，相邻的水景池 池底标高一致，可在池底设置连通管以达到全部排放的目的。各级跌水池采用预留孔洞， 以橡胶塞封堵，适用于较小管径。3.3.2 水景池溢流系统的设计通常是以水体面积作为汇水面积，按当地暴雨公式计算降雨 量作为最大设计溢流量，但设计中发现这样的设计结果往往偏差较大，产生偏差原因主 要是没有充分考虑跌水全程流行时间和利用终端水体边岸超高部分的调蓄能力造成的。本工程全程汇水面积约1150m2,终端水体面积294m2,水流全程流行汇水面积约856 m2,终端水体岸边超高200mm。跌水流行全程15m，最终一级跌水池堰长57.3m。 福州市区的暴雨强度公式：2136.312(1+ 0.7 LgTe)q =(t + 7.5676)0.711Te-重现期，取2年。地面径流系数1.0，集水时间5m,既得：q=427.5L/s.104m2=2.57mm/min.水流水体计算流量为：Q=0.04275 X 856=36.6L/s，终端堰长57.3m，求得：单宽流量 q1=0.638L/s.m，查2009全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水附录K-3宽顶堰水 力计算表，求得：不计流速水头的堰上水头 H=0.00534m=5.34mm跌水终点流速：v=0.306 m / s=36.6终一 1000 X (0.00534 X 57.3)跌水平均流速约为终点流速的一半，即v =v /2 = 0.153m/s，反算跌水全程流行时间 平终15为T - 1.63min，小于集水时间5min。这说明，本工程5min内可汇流的所0.153X60有水域面积的雨水量才是跌水池的最大溢流量，既得： Q=0.04275X1150=42L/s另外终端水体的200mm边岸超高的调蓄作用亦应考虑，以5min最大暴雨强度来计算， 终端水体的调蓄时间为：T1=200/2.57=77.8min,也就是说，以通常所考虑的最大降雨强度 持续降雨 78min 同时没有任何排水才会出现水满溢出的现象。鉴于该调蓄能力较大，景观 水体溢流管可以按注水管管径放大一级且不小于 DN100 来确定。对于终端水体面积小于 300m2的可设一个溢流口；大于300m2时，每200m2增设一个溢流口。4 景观给排水设计中其它应注意的问题4.1 景观水体的水源优先选择：雨水回用、建筑中水、地表水(地表水取用应经当地水利部 门同意)，并按用途执行相应的现行水质标准。根据民用建筑节水标准GB50555-10，第 4.1.5条规定：景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水。若没有以上三种水源可利用， 景观设计时应避免设计水景，在方案阶段应与景观专业设计人员沟通清楚。4.2多级跌水池的补水口应设在最高级水池，以便水体一次性注满。若补水口设在最低级水 池，高级水池则需要循环泵从最低级水池输送注水，在最低级水池降至最低水位时只能停泵， 待最低级水池注满后再次开泵，反复数次才能注满各级的池体。4.3 若跌水池各级跌水堰的堰长相差较大，则在短堰处流速过大，因此，应对其中最大流量 跌水做局部大流量循环，而以次大流量者作为跌水池的设计流量。4.4地下室顶板铺设排水板排水时，第一层回填土一次性回填厚度要大于40cm，夯实后方 可在回填土行走车辆，而后采用分层回填，每次回填厚度30cm，根据需要回填人工配制种 植土，自然回填不夯实。4.5 屋面和地下室顶板，对于铺设卷材的排水板的可以考虑不做耐根穿刺防水层；对于铺设 片材的排水板，应做耐根穿刺防水层。5 结束语综上所述，景观给排水的优化设计时一项很值得广大设计同行仔细研究和探讨的问题。 本文以实际工程为例，对绿地灌溉方式的选择进行比较分析，优选出合理的灌溉方式，努力 做到精确灌溉的同时，可以满足景观和环境效果；对水景中的跌水和喷泉及设备选择进行设 计分析，优化水景运行机制；对地下室及屋面顶板的渗透水的排除方式进行优化设计，防止 地下室及屋面顶板积水。本文分析方法简单易行，并具有通用性，对相关景观给排水系统设 计提供借鉴作用。参考文献1. 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