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中国国家大剧院给排水设计中国国家大剧院的给排水设计充分体现了现代建筑技术与艺术美感的完美结合,同时也兼顾了功能性和环保性。作为一座世界级的文化地标,其给排水系统的设计不仅需要满足日常运营需求,还要确保演出环境的高品质和观众体验的舒适性。
给水系统国家大剧院的给水系统采用了分质供水的方式,将生活用水、消防用水和特殊用途用水分开管理,以提高水资源利用效率并降低运行成本。生活用水主要用于公共区域洗手间、餐厅厨房等场所;而特殊用途用水则服务于舞台机械、音响设备冷却以及景观水池补水等需求。此外,为保障水质安全,系统中设置了多级过滤装置,并定期进行水质监测。
排水系统排水系统分为雨水排放、污水排放和废水回收三大部分。雨水通过屋顶及地面收集后直接排入周边水域或储存用于绿化灌溉;污水经预处理后排入市政管网;部分可回收的废水经过滤净化后再次利用于冲厕或其他非饮用场景。这种循环再利用模式有效减少了对自然水源的依赖。
特殊设计由于大剧院内部存在大量精密仪器和高要求声学环境,因此在管道布置时特别注意避免噪音干扰。例如,所有主要管道均远离观众席和表演区,并采用隔音材料包裹以减少水流声传递。同时,为了应对突发情况,整个建筑配备了完善的自动控制系统,能够实时监控各节点压力、流量变化,并及时报警提示维护人员。
总之,中国国家大剧院的给排水设计既体现了人性化关怀,又展现了可持续发展理念长寿晏家 混凝土施工技术交底记录,为这座艺术殿堂提供了坚实的技术支撑。
Q 小时出水量m/h; 一水加热器出水温度取t,=55℃; t水加热器进水温度取t=13℃。 计算得V.=6287.8L.Q=25.15m²/h。
总容积V计算见式(4):
总容积V计算见式(4): V = 1.05 V
计算得V=6.602.2L。
总传热面积F计算见式(5):
C.Qh x 1 000 ∈K△t
式中C—热水供应系统的热损失系数取C=1.15 Qh一低区设计小时耗热量,由式(1)计算得
式中Qh一设计小时耗热量kW; 9h—小时用水量L/h; n一卫生器具数量; 6—同时使用百分数,%; tm— 使用热水温度,℃; t—冷水温度取t=13℃; C—水的比热取C=4.19kJ
2.1.2贮水容积V及小时出水量0
贮水容积V及小时出水量Q计算分别见式 (2)式3)
Qh =1 228.5 kW
传热系数取K=700W人mC); 热媒与被加热水的计算温度差,℃,可 由式6计算。
一热媒的初始温度取tm=70℃; t—被加热水的初始温度取tc=13°℃; tz——被加热水的最终温度取t=55℃。 计算得△t=21℃,代入式(5)计算得F 137.3 m²。 单罐传热面积F:计算见式(7):
表2式(1设计参数取值
计算得F:=45.8m2。
传热面积:3×F:=46×3=138(m²)>F
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(137.3m²)贴水容积:8400×3=25200(L)>V (6160.5L)贮水时间(8.4×3/23.47)×60=64 Cmin
2.1.7加热器的确定
一次热水由热力公司热网供给。冬季热网运行 温度130~70℃夏季为70~40℃。热网供回水压 差按0.05MPa考虑。冷水温度以13℃计经不锈 钢波节管型半容积式水加热器与一次热网水热交换 后供应55℃热水。热交换前的生活给水须经硅 磷精”进行水质稳定处理
地下层热水系统与生活给水系统相匹配。地下 层(低区)热水系统的干管走在-12.5m以下,设有 热水循环泵,而热水干管、立管及支管均设循环管。 在热水系统及热水立管最高处设自动排气阀,在最 低点设泄水阀。在一定的部位设金属波纹管,以解 决管道的热膨胀
在地下层及地上剧场适当位置,如化妆间、餐 厅、茶室、咖啡厅、单身宿舍、排练厅、办公室、贵宾室 和会议室等均设有电开水器。
4.1中水水源水量计算(见表3)
(1)冷却塔排污水、空调冷凝水、消防水池及生 活水箱的溢水、泄水均经粗过滤器后排至室外景观 水处理机房的调节水池,再经过滤消毒后做为室外 景观水池的补水。 (2)室外景观水池的面积为35000m²在降雨 时落入水池的雨水先进入处理机房的调节水池,也 做为室外景观水池的补水当水池达到最高水位后 自动关闭调节水池的进水阀,则雨水自动溢流至室 外雨水管道。 (3据2001年6月29日北京市市政管理委员 会、北京市规划委员会、北京市建设委员会联合发布 的关于加强中水设施建设管理的通告"第三条:应 配套建设中水设施的建设项目,如中水来源水量或 中水回用水量过小(小于50m/d),必须设计安装 中水管道系统。因本工程中水量小于50m/d,故 本设计污废水分流,仅预留中水处理站的位置。
中国国家大剧院中水水源水量计算
主中水用于室外绿化、车库冲洗地面及室外水池补水
蔡泵数据ol.31 70 No.12005
(4)所有生活污水用带自动切割、自动冲洗的污 水泵提升进室外化粪池后再排入市政污水管网。 (5)202区地上层及地下层污废水的通气,从 东、西两侧共有18根200的通气管顺大壳体保 温防水层外和钛合金板内向上延伸约24m标高处 至室外通气。
壳体设计流量按式8计算:
图1污水和废水系统示意
区的环墙处设有4个雨水泵坑排除消防环道及部 分壳体上溅落的雨水。 201区、203区的顶部大部分被室外水池所覆 盖落入水池的雨水先进入水池循环水处理站的调 节池,当调节池达到最高水位时,雨水由集水槽溢流 至室外雨水管道
管材、接口、防腐及保温
室内给水管、热水管均采用TP2薄壁铜管,DN >25mm为硬态铜管,DN≤25mm为半硬态铜管 钎焊承插连接及卡箍式机械挤压连接或法兰连接。 法兰PN=1.6MPa采用硅橡胶垫片。管材规格及 壁厚见表4。
qv = k Fw qs/100
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地下层压力排水管采用热镀锌钢管沟槽式连 接。集水井管道内外用石油沥青浸涂防腐。
7.2管道和设备的防腐
压力排水用镀锌钢管:内外浸涂石油沥青两道 其中镀锌钢管焊有法兰盘时,在焊接处的内外各刷 樟丹两道;热镀锌钢管和热镀锌无缝钢管:面漆两 道焊接钢管和无缝钢管:先樟丹后面漆各两道排 水铸铁管:内壁刷冷底子油和热沥青各一道外壁先 刷樟丹后刷面漆各两道管道支吊架镀锌者清漆两 道其它刷樟丹两道露明者再刷面漆两道。
保温及防结露材料均为对管道无腐蚀的难燃 B1级橡塑发泡保温材料。其导热系数(平均温度 0℃)≤0.038W(mrK)给水管防结露及55℃ 热水管保温厚度见表5。压力排水管防结露保温厚 度15mm。给水箱防结露保温厚度50mmo 表5给水管防结露及55C热水管保温厚度
表5 给水管防结露及55C热水管保温厚月
8.1关于排水系统中设置吸气阀的问题
在《建筑给水排水设计规范》GB50015一 2003,以下简称规范”)中第4.6.8条规定在建筑 物内不得设置吸气阀替代通气管”。由于大剧院建 筑体型的特殊性即三个剧场均罩在大壳体内,使得 排水系统无法直接做伸顶通气管致使设计上使用 了许多吸气阀。我们的做法是:①在剧院高区的污 爱水干管在进入地下污水池前做了通气管:②地下 的污废水系统做专用通气管:污废水池均作了专 用通气管。以上三个系统的通气管均沿壳体钛板下 走至24m高处通至大气。
黄山市某小区高层框架剪力墙结构模板工程施工组织设计B.2关于倒流防止器的设置部位问题
在大剧院给水管进入剧场区消防环道的室外消
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火栓系统、给水管进入室外喷灌系统、给水管进入室 外景观水池软化系统设置了倒流防止器。我们认为 规范"第3.2.5条倒流防止器应设置的部位过多。 目前,国内倒流防止器阀体阻力多为0.06~0.08 MPa这样大的阻力易造成能源的浪费。应根据水 质污染的程度设置不同的防污染阀。
在第1版设计的给排水施工图中,由于大剧院 剧场区东西长约212m南北长约143m,造成热水 管道热损失很大热水温度降辐较大及加大换热器 负担。又因大剧院从环管上接出的主立管还要再 接到支立管然后分到卫生间的水平支管所以在热 水系统上除热水干管外其它热水立管、支管均作了 自调控电伴热。但在施工过程中业主坚持热水系统 取消电伴热采用热水循环管方式。最终热水系统采 用热水循环管并设回水动态流量平衡阀的形式。我 们认为即使使用平衡阀也无法达到水流完全平衡。
原设计壳体雨水排除方式为虹吸式雨水排除。 但虹吸式雨水斗距水平悬吊管的垂直距离要求为 0.4~0.6m。由于大剧院壳体的特殊性,中间的夹 层只有30cm,无法满足以上要求。若采用重力式 雨水排除则在3.5万m2的壳体屋顶上需要设置许 多重力式雨水斗和雨水管给壳体物架结构增加很 多重量。经多次商讨决定lg厂房公用车间(空压站)工程施工组织设计,雨水直接进入壳体环梁 边的雨水槽。
因大剧院舞台上设置了雨淋系统、水幕系统、 自动喷水灭火系统、消火栓系统,一旦发生火灾,以 上系统同时动作水量很大。经计算台仓的集水深 度在50cm以上,而舞台机械为德国和日本设备 若消防水不能及时排除损失很大。为此在台仓两 侧设置了两个集水池,当消防水至起泵水位时可及 时排除。
文镇徐雷.中国国家大剧院消防设计.给水排水,20 )60~65