李 雯

（上海市园林设计研究总院有限公司，上海市 200031）

0 引 言

随着社会经济发展和人民生活水平的不断提高，公园绿地、城市广场、商业区、小区等都有越来越多的水景设计。水景是景观设计中非常重要的组成部分，水景的效果直接关系到整个景观环境营造的成败。水景给排水设计包括水景补水、水景循环、水质保持、水景设备、溢流排水、水景放空等。通过上海中心大厦项目的四个室外节点水景的详细分析，介绍了水景设计中给排水专业需要注意的重点和难点。

1 工程概况

上海中心大厦位于浦东陆家嘴功能区，占地超过3万m2。所处地块东至东泰路，南依银城南路，北靠花园石桥路，西邻银城中路。主体建筑结构高度为580 m，总高度632 m，是当时我国国内规划中的第一高楼，于2015年建成。地下结构5层，地上部分包括124层塔楼和7层东西裙房。

室外景观设计了四个节点水景，分别为西侧银城中路入口区域环形车道处的A——特色水景1，银城中路入口区域南侧绿地内的B——L E D水墙，东北角花园石桥路和东泰路路口的C——镜面水池，和东侧东泰路入口环形车道区域的D——特色水景2。水景位置如图1所示。在B1层共设置了三个水景循环泵房，作为上述四个水景的循环和水处理泵房。西侧泵房为水景A、B的合用泵房，东侧和建筑中部的泵房分别为水景C、D的泵房。泵房位置如图2所示。

图1 室外水景位置图

图2 B1层水景循环和水处理泵房位置图

2 水景给排水设计要点及难点

2.1 水景给排水设计基本流程

水景由中水回用系统作为补水水源。水景用水循环使用，设置循环水泵满足景观需求。水景回流进入循环泵房内的循环平衡水箱。在水景循环泵房内设置水处理系统，以满足水景水质要求。降雨时，水景多余的水溢流入园区室外雨水系统。水景定期放空清洗，水景放空排水排入园区室外雨水系统。水景循环流程如图3所示。

图3 水景循环流程图

2.2 水景补水

2.2.1 水景补水水源

根据《民用建筑节水设计标准》（GB 50555—2010）[1]中第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。应利用中水（有限利用市政中水）、雨水收集回用等措施，解决人工景观用水水源和补水等问题。该项目水景补水水源为项目内中水回用的清水池供水。

中水原水为酒店、办公楼内的浴盆及淋浴排水、脸盆排水、空调冷却系统排水、冷凝水、游泳池排水、酒店洗衣机房排水、车库冲地排水等。厕所坐便器、小便器的排污水，不作为中水原水收集，直接排入市政污水管道。厨房含油成分较高的排水，通过隔油池处理后，直接排入市政污水管网。而收集的原水经处理后的中水用于室内外绿化浇灌、室内外水景补水，部分用于办公楼的卫生间大便器冲洗及空调冷却塔补水、道路及车库冲洗。室外绿化浇洒、水景补水等单独预留中水接口，由变频泵从B5层中水储水箱中抽水供给。中水处理工艺流程如下：生活废水→格栅井→原水池→物化处理→中间水箱→砂滤→生物活性碳滤→精滤→超滤→消毒→中水箱→加压至用户。中水处理系统设置事故泵和溢流管，其中L66层及L6层中水机房内发生事故或超设计流量时，原水经溢流，重力排至B5层中水机房；B5层中水机房原水则溢流至集水坑内，由集水坑内的事故排水泵提升至室外。中水的清水池设置自来水补水接口。在中水原水量不足的情况下，用自来水补水。

水景补水水质满足现行的行业标准《喷泉水景工程技术规程》（CJJ/T 222—2015）[2]的第 4.2.5条第四款规定，采用再生水作为补水水源时，其水质不应低于现行国家标准《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T 18921—2002）[3]的有关规定。中水回用的供水管道严禁与生活饮用水管道连接。

2.2.2 水景补水水量

根据《建筑给水排水设计规范（2009年版）》（GB 50015—2003）[4]中第 3.11.2条规定，水景循环系统的补水水量应根据蒸发、飘失、渗漏、排污等损失确定，室外工程宜取循环水流量的3%～5%。该项目均为室外水景，补水量按循环水流量的5%计。

该项目在L66层、L6层和B5层设置中水处理站，分别供建筑的上、中、下分区的室内冲厕用水及室外绿化灌溉和水景补水。其中B5层处理站中水量为792.63 m3/d，其处理设施的处理能力为45m3/h。可满足建筑地下室至31层建筑室内冲厕、空调冷却塔补水、室外绿化灌溉、水景补水、车库冲洗的中水用水量。其中水景补水量为17m3/d。

2.2.3 补水口的设置

该项目在地面层的水景位置和地下一层的水景循环泵房内均设置了补水接口，以减少由于泵房的检修维护对水景造成的影响。由于水景的补水水源非饮用水，在水景内的补水口不需要考虑空气间隙，补水口设置在水景的水位线以下隐蔽设置，并加装不锈钢篦子，防止补水口对景观造成影响。室外水景处的补水管设置电动阀自动控制水位，在电动阀前设置止回阀，以避免补水管失压时水景内无水。地下一层的水景循环泵房内的循环平衡水箱内设置浮球阀自动控制水位。

2.3 水景循环

2.3.1 水景景观要求

水景给排水最重要的就是要满足景观的外形设计要求，在设计时需要与景观设计师细致沟通，通过水景的平面图、立面图、剖面图、效果图以及相似案例的实景照片等多种形式，了解该项目所要达到的景观效果，再根据所需的水流形式选用适合的喷头形式。

由于不同的设备厂家的喷头所需的流量和水压并不相同，所以在计算时要尽量按照常见的喷头形式进行计算，并应留有一定的余量。在施工前，要对施工方所采购的喷头产品进行复核计算，以保证最终的景观效果。

所有喷头均为工厂加工的批量产品，并不能保证每个喷头在相同的水压情况下出流量完全一致。所以在每个喷头下必须设置阀门，便于安装和调试阶段调节每个喷头的出流，以达到喷泉的喷水高度和喷水效果一致。

水景循环管和配水管在水景中应设置在管槽内，避免暴露在外面影响景观效果。应在设计时与硬质和结构专业协调好，管槽尺寸应满足管道以及阀门等配件的安装要求。

水景循环管在B1层梁下布置时，与室内其他管线应做好避让工作，按照小管让大管，有压管让无压管的原则进行布置，同时要考虑不可布置在电气管线的上方，消除安全隐患。

2.3.2 水景循环系统计算

2.3.2.1 A——特色水景1

根据景观设计的要求，为环形设置的双层跌水景观，上层设置42个直流喷头，喷高1.1 m。喷头型号与参数见表1。

表1 喷头型号与参数（一）

式中：Q为计算循环水流量，m3/h；N为喷头个数；qp为喷头流量，m3/h。

根据景观设计的要求，为环状跌水水幕，跌水宽度16.96m，水幕高度0.5m，连续水膜0.5 m，跌水所需的水量如下：连续水膜高度h=0.5m。根据《全国民用建筑工程设计技术措施：给水排水》（2009JS C S-3）[5]附录K-3宽顶堰水力计算表的结论，单宽流量q=5.04m3/（h·m），跌水宽度B=16.96m，Q＝qB=5.04×16.96=85.48（m3/h）。

喷头的流量与跌水流量基本接近，喷头的出水可同时满足跌水的景观效果。考虑到喷头的景观效果可调，实际出流可能小于设计流量。为便于跌水景观的可调性，在上层水池内再增加一根配水管，同时设置控制阀门，补充跌水的水量，并便于控制。

水泵扬程：

式中：Hb为水泵扬程，m；Hs为总水头损失，m；Hy为扬水高度，m；Hc为要求的流出水头，m。

选用K Q L100/125-11/2循环泵一台。水泵设计参数为Q=100m3/h，H=20m，N=11 kW。

2.3.2.2 B——LED水墙

根据景观设计的要求，为9个并列的跌水水幕，每个水幕宽度0.8 m，水幕高度3.5 m，连续水膜0.5 m，跌水所需的水量如下：连续水膜高度h=0.5 m，单宽流量q=5.04 m3/（h·m），跌水宽度B=9×0.8=7.2（m），Q=qB=5.04×7.2=36.29（m3/h）。

每个跌水水幕的供水管上均设置一个控制阀门，便于控制和调节。

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

选用K Q L80/125-5.5/2循环泵一台。水泵设计参数为Q=50m3/h，H=20m，N=5.5 kW。

2.3.2.3 C——镜面水池

根据景观设计的要求，镜面水池跌水水幕宽度75m，水幕高度0.4m，连续水膜0.2m，跌水所需的水量如下：连续水膜高度h=0.5 m，单宽流量q=2.09 m3/（h·m），跌水宽度B=75 m，Q＝qB=2.09×75=156.75（m3/h）。

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

该水景不在地下建筑顶板范围内，不受地下建筑顶板标高的限制，可在水池内设置循环水泵。选用S P95-2-A潜水循环泵两台。水泵设计参数为Q=100m3/h，H=15m，N=7.5 kW。

2.3.2.4 D——特色水景2

根据景观设计的要求，为环形设置的双层跌水景观，上层设置32个树冰喷头，喷高0.3m。喷头型号与参数见表2。

表2 喷头型号与参数（二）

根据景观设计的要求，为环状跌水水幕，跌水宽度26.10m，水幕高度0.65m，连续水膜0.65m，跌水所需的水量如下：连续水膜高度h=0.65m，单宽流量q=6.53m3/（h·m），跌水宽度B=26.10m，Q＝qB=6.53×26.10=170.43（m3/h）。

喷头的流量与跌水流量基本接近，喷头的出水可同时满足跌水的景观效果。考虑到喷头的景观效果可调，实际出流可能小于设计流量。为便于跌水景观的可调性，在上层水池内再增加一根配水管，同时设置控制阀门，补充跌水的水量，并便于控制。

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

选用K Q L150/250-18.5/4循环泵一台。水泵设计参数为Q=200m3/h，H=25m，N=18.5 kW。

2.3.3 水景循环平衡水箱

水景循环平衡水箱的有效容积根据水景循环水泵5～10min的流量确定。如果泵房在水池的正下方或附近区域，可取小值；如果泵房距离水池较远，建议取大值。

2.4 水景水质

2.4.1 水景水质要求

由于该项目水景为人体非直接接触型，但是考虑到上海中心为上海市的标志性景点，每天有大量的游客经过，为了游客的安全，并为提升水景的品质，设计中提升了该项目水景的水质要求。水景水质满足现行行业标准《喷泉水景工程技术规程》（CJJ/T 222—2015）[2]的第 4.2.5 条第一款规定，人体非全身性接触的水景景观用水水质应符合国家标准《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）[6]中规定的Ⅲ类标准。

2.4.2 水景水质循环系统

水景应进行水质循环处理，经加药—过滤—消毒等水处理过程，保证水质满足规范要求。

2.4.3 水景水质循环系统计算

水质循环泵的流量按平衡水箱+水景总容积，4 h循环一次计算。在冬天可以每天开4 h，春夏季节每天循环8 h。夏季天气较热时，为防止水质变坏，可以每天循环12 h。

2.5 水景回水和排水

2.5.1 水景回水

该项目在B1层设置了水景循环泵房，所有的循环供水均由泵房内的循环水泵供水，循环回水进入泵房内的循环平衡水箱。水景回水采用溢流式回水，以保证在水景停止的状态下，水景内能保持稳定的水位，保证景观效果。在常水位的位置设置溢流口，溢流管应按重力流满流计算，并留有一定的余量。在回水管上设置电磁阀，在水景不循环时，应自动关闭水景的回水管阀门，尽量避免雨水进入B1层水景循环平衡水箱，减少平衡水箱的溢流量。泵房内的循环平衡水箱也应设置溢流管，该溢流管应大于水景的回水管管径，避免降雨时回水管阀门未关闭的情况下平衡水箱满溢。

水景循环泵房的位置应尽量设置在水景正下方或就近设置。由于水景在室外地面处的位置一般不可能比地面标高高出很多，水池底下到B1层顶板上方的间距非常有限，且回水管为重力流管道，需要考虑管道坡度，很少能有供回水管能在B1层顶板上方解决。该项目水景的供回水管均走在B1层的梁下，供回水管的下方不可为强弱电管，且水景下方的房间和供回水管路径的位置均不可设置成配电房等不允许水管经过的房间，管道尽量设置在B1层公共走道的位置。由于回水为重力流管道，应考虑该管道的敷设坡度和路径，管线不可过长，且B1层梁下的其余管线标高应避开重力流管道。

2.5.2 水景溢流

该项目为室外水景，应考虑降雨的影响。在常水位的溢流口上方0.1m处设置降雨的排水溢流口，该溢流管上不可设置阀门。溢流管应按整个水景面积的5 a一遇暴雨强度计算，并按20 a一遇暴雨强度校核。平时水景通过标高较低的回水溢流口回流，降雨时通过标高较高的排水溢流口排水。该溢流排水就近排入园区室外雨水管网，不能排入B1层雨水系统，以减小B1层提升泵的设计流量。

2.5.3 水景放空

水景由于检修、维护、清淤等需要，应设置放空管，放空口应设置在水景的最低处，一般设置在水景泵坑或水景管槽底部。如有多层水池，每层均应分别设置放空管。放空口上应设置不锈钢篦子，放空管上应设置阀门，阀门一般设置在室外阀门井内，便于操作。放空管管径一般按D N100设置，管径过小使用时容易被杂物堵塞，管径过大管道流速过缓，不利于管道自净，且可能造成雨水管排水不畅时从地面满溢。放空管坡度一般选用1%，以利于水景快速排净。放空排水就近排入园区室外雨水管网，不能排入B1层雨水系统，以减小B1层提升泵的设计流量。当重力流排水排不净时，也可设置压力排水，可单独设置放空排水泵或利用循环泵排水[7]。当使用压力排水时，要设置合理的停泵水位，避免水泵烧坏。

3 结语

水景是景观设计中非常重要的元素，水景满足了游客赏水、亲水的需求。水景给排水设计首先应考虑景观的外形设计要求，了解项目所要达到的景观效果，再根据所需的水流形式选用适合的喷头形式和循环水泵。其次要满足水景水质的要求，使水质满足观赏和亲水需求，按照水质要求选择合适的补水水源和水质循环处理系统。在设计中寻找合适的泵房位置也非常重要，在设计中应与建筑专业沟通，避免泵房和管道位置影响其他建筑功能的设置。在大面积地下室顶板上的水景设计，还应考虑供回水管道的平面和高程布置，与建筑室内外管道协调一致。在运营维护中，定期的水质循环和清淤等工作是保证水景效果的重要组成部分。

本文对上海中心的室外水景给排水设计进行了详细的分析，为今后其他的水景设计提供参考和借鉴。