海洋管維生系統(tǒng)設(shè)計分析

海洋管維生系統(tǒng)設(shè)計分析摘要：本文對海洋館維生系統(tǒng)的主要內(nèi)容進行了說明，強調(diào)了其設(shè)計與構(gòu)建的現(xiàn)實價值。在此基礎(chǔ)上，以荊州小梅沙海洋館項目為例，結(jié)合筆者在上海漢裕建筑設(shè)計有限公司的工作經(jīng)驗，以維生系統(tǒng)總體設(shè)計思路、收集與排放系統(tǒng)設(shè)計、熱交換設(shè)計、過濾設(shè)備、殺菌系統(tǒng)設(shè)計、線路選擇及敷設(shè)等內(nèi)容為切入點，闡述了海洋館維生系統(tǒng)的主要設(shè)計思路與內(nèi)容，旨在為同類項目的展開提供參考。關(guān)鍵詞：海洋館；維生系統(tǒng)；配電引言：維生系統(tǒng)是一種為生物生存、生命延續(xù)提供支持的設(shè)備系統(tǒng)，在海洋館中，維生系統(tǒng)主要實現(xiàn)為水內(nèi)海洋生物提供良好的水質(zhì)、適宜的溫度以及充足的氧氣支持，促使海洋館內(nèi)各種海洋生物的成活率大幅上升，并盡可能維持其機體健康狀態(tài)。對于海海洋維生系統(tǒng)而言，其對于配電有著更高的要求，因此整體設(shè)計難度相對較高。基于這樣的情況，對海洋館生物系統(tǒng)的設(shè)計要點展開探究具有極高的現(xiàn)實價值。一、海洋館維生系統(tǒng)及其設(shè)計與構(gòu)建的現(xiàn)實價值分析維生系統(tǒng)是整個海洋館項目中的核心技術(shù)，維生系統(tǒng)健全與否，直接關(guān)系到海洋館的展示效果和動物的健康，其決定了海洋館運營的成敗[1]。正是正確運用了現(xiàn)代維生系統(tǒng)設(shè)計，才能模仿自然環(huán)境為養(yǎng)殖生物創(chuàng)造和諧健康的人工水環(huán)境，從而依托展窗為游客帶來更為震撼的視覺體驗。一般情況下，海洋館維生系統(tǒng)的水處理可以劃分為上循環(huán)和下循環(huán)這兩部門，依托投放海洋動物的差異性，這兩個循環(huán)所占的比例不同。其中，水處理上循環(huán)的主要流程為：在集水槽內(nèi)整合收集污水；引導(dǎo)污水自流到回水池；依托水泵展開抽水操作，將污水轉(zhuǎn)移至蛋白分離器；蛋白分離完成后轉(zhuǎn)移至臭氧混合罐內(nèi)，并在完成相應(yīng)處理后引導(dǎo)水流入回水池底部；在水泵的支持下展開清水的抽取，促使水回到池底。水處理下循環(huán)的主要流程為：污水由集水坑進入內(nèi)管道；依托水泵展開抽水操作，將污水轉(zhuǎn)移至砂缸或濾池內(nèi)進行處理；利用板式換熱器保持處理后水的溫度；并引導(dǎo)水流入回水池頂部。鑒于維生系統(tǒng)在水族館設(shè)計中的重要性，海洋館建筑設(shè)計尤其是方案設(shè)計中必須對維生系統(tǒng)所需空間進行調(diào)配。在本研究中，主要選取荊州小梅沙海洋館項目，對海洋館維生系統(tǒng)的設(shè)計進行探究。二、海洋館維生系統(tǒng)設(shè)計的實例分析（一）項目概述荊州迎來一個大型文化旅游項目——荊州海洋世界。作為離中心城區(qū)最近的旅游項目，這一項目將填補城市現(xiàn)有重大文化旅游項目的空白，直接惠及荊州及江漢平原人民，成為荊州發(fā)展文化旅游的又一個“引爆點”。荊州小梅沙海洋館由新界文化旅游發(fā)展有限公司聯(lián)合深圳特發(fā)集團共同打造的創(chuàng)新型第四代海洋館。該項目規(guī)模達到2萬平米，筆者主要承擔平面方案設(shè)計以及維生系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)。在整個項目建設(shè)過程中，本項目從建筑主體到建筑室內(nèi)裝飾是一體設(shè)計完成的，整個外觀和室內(nèi)裝飾風(fēng)格統(tǒng)一并得到延伸。在室內(nèi)裝飾過程中，大廳的裝飾效果完成是具有一定技術(shù)難度的。整個空間效果由3DMAX異型建模完成，整個天花和墻面造型連貫串通，在落地到施工圖紙上時具有一定困難。為了確保本項目完美落地，在實際的設(shè)計與施工過程中，積極與材料供應(yīng)商反復(fù)探討，按照模具生產(chǎn)要求，將3D模型拆解，將模型落地到CAD圖紙，將每一片曲線型材進行編號生產(chǎn)，最終大廳效果才得以完美實現(xiàn)。（二）維生系統(tǒng)總體設(shè)計思路水族維生系統(tǒng)是荊州海洋世界設(shè)計核心亮點，在實際的設(shè)計工作中，主要依托BIM技術(shù)的應(yīng)用，將荊州海洋世界維生系統(tǒng)中各項功能設(shè)備（包括化學(xué)過濾系統(tǒng)、生物過濾系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等等）參數(shù)化、信息化，為項目建設(shè)方后期運維及維護工作提供直觀、全面、真實的數(shù)據(jù)參考。在荊州海洋世界維生系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，旨在為荊州海洋世界內(nèi)的生存的海洋動物提供一個健康的生態(tài)環(huán)境，同時游客能零距離接觸海洋環(huán)境、了解海洋生物，領(lǐng)略來自大海的魅力。（三）維生系統(tǒng)的硬件設(shè)計1.基于展示池聚污和排污的收集與排放系統(tǒng)設(shè)計在進行荊州海洋世界的設(shè)計中，著重對排除水中懸浮物、海洋動物糞便、殘餌等雜物，避免這些物質(zhì)在展示水體的某個角落中聚集，從而導(dǎo)致缺氧、生成硫化氫等有毒有害物質(zhì)等一系列問題的發(fā)生?；诖?，必須要重點優(yōu)化對基于展示池聚污和排污的收集與排放系統(tǒng)的設(shè)計，在荊州海洋世界維生項目的設(shè)計中，重點關(guān)注以下幾項要點的落實：第一，排污管的優(yōu)化設(shè)計。排污管位置設(shè)計的合理程度直接關(guān)系著維生系統(tǒng)運行效率以及相應(yīng)展示水體中的生物容量，必須要著重保證其位置設(shè)計的合理程度。實踐中，必須要在污物聚集的區(qū)域作為加設(shè)排污管的位置，以此保證展示水體中存在的污物可以依托排污管轉(zhuǎn)移至水體外部。第二，注水管的優(yōu)化設(shè)計。在此過程中，要著重關(guān)注水流在排污過程中的作用，重點利用水流完成順利排污。2.熱交換設(shè)計在進行水族館維生系統(tǒng)的熱交換設(shè)計中，必須要重點落實對相應(yīng)水族館所取水源在一年四季變化情況下產(chǎn)生的水溫上限值與下限值，明確季節(jié)變換時所取水溫度變化的規(guī)律，同時對水族館換水方式、生物需氧量、生物過濾能力等內(nèi)容進行充分考量。在荊州海洋世界維生項目的設(shè)計中，主要引入了冷卻水加溫設(shè)備，并在各個水族箱內(nèi)加設(shè)溫度轉(zhuǎn)換板，結(jié)合預(yù)設(shè)溫度以及水族箱內(nèi)展示水體的實際溫度情況，自動進行升溫或是降溫處理。在此過程中，著重參考水族箱內(nèi)引入海洋生物的不同來設(shè)定標準溫度，例如，表演池中展示水體的溫度需要始終穩(wěn)定在20℃±2℃的范圍內(nèi)；大洋池中展示水體的溫度需要始終穩(wěn)定在30℃±2℃的范圍內(nèi)；水母缸中展示水體的溫度需要始終穩(wěn)定在24℃±1℃的范圍內(nèi)。3.過濾設(shè)備的選擇、配置與設(shè)計過濾設(shè)備在整個海洋館維生系統(tǒng)中占據(jù)著核心地位，主要承擔著保證展示水體透明程度、為生存于展示水體中海洋生物提供更優(yōu)質(zhì)水質(zhì)環(huán)境的任務(wù)。對于單一的維生系統(tǒng)來說，出于對增強過濾成效的考量，普遍會結(jié)合應(yīng)用多種過濾方式。目前，常用的過濾方式包括物理過濾、化學(xué)過濾、生物過濾、機械式過濾這幾種。在荊州海洋世界的維生系統(tǒng)設(shè)計項目中，主要引入了物理過濾、化學(xué)過濾、生物過濾這三種過濾方式，具體的過濾流程如下所示：過濾時，水族箱中的海水先經(jīng)過一個微粒袋式過濾器，過濾掉水中的塵埃、鐵銹以及泥沙等雜質(zhì)，再進入沙缸過濾掉動物糞便、殘餌等各種廢物，之后還要進入蛋白分離器用臭氧殺菌，把溶解在水中的有機物分離出來，對水族箱起到清潔作用，剔除展示水體中污物的同時也達到殺菌消毒的效果。4.殺菌系統(tǒng)設(shè)計為了實現(xiàn)對展示水體、水族箱中滋生細菌（來源與殘餌、廢棄物及其溶出物等等）的全面查殺，主要在維生系統(tǒng)中引入了殺菌系統(tǒng)，避免在展示水體完成過濾并流回水族箱中時出現(xiàn)細菌隨展示水體進入水族箱的問題發(fā)生，體現(xiàn)出對水族箱中海洋生物生存安全的維護。實踐中，出于對殺菌系統(tǒng)占用空間、殺菌效率與質(zhì)量的考量，主要引入了O3殺菌系統(tǒng)，依托臭氧迅速滅活展示水體中包含著的細菌，實現(xiàn)徹底性的殺菌消毒。（四）維生系統(tǒng)的線路設(shè)計、選用與敷設(shè)在本海洋館項目中，維生系統(tǒng)配電線路選用的電纜型號為WDZ-YJY。同時，為了更好的保證海洋館生物的存活率，必須要營造盡可能貼近海洋環(huán)境的海水水池，而這種水池極容易生成煙霧區(qū)，對管線造成較為嚴重的腐蝕[2]。同時，在管線銹蝕后，滴落的水滴會對海水水池造成相對嚴重的污染，影響海洋館內(nèi)海洋生物的正常生存。為了避免上述問題的發(fā)生，本項目選用316不銹鋼材料進行海水水池區(qū)域內(nèi)所有螺栓、吊桿、支架、電纜橋架等鋼構(gòu)件的敷設(shè)；選用304不銹鋼用于潮濕區(qū)域內(nèi)所有螺栓、吊桿、支架、電纜橋架等鋼構(gòu)件的敷設(shè)；針對其他區(qū)域，選用的材料為鍍鋅鋼材。通常情況下，嚴格控制穿管絕緣導(dǎo)線的截面積總數(shù)值不高于五分之二的管內(nèi)截面積；控制槽內(nèi)載流導(dǎo)線、槽內(nèi)電纜的截面積總數(shù)值不高于五分之一的槽內(nèi)凈截面積。在本海洋館維生系統(tǒng)的設(shè)計與安裝過程中，所需要設(shè)定的配電范圍相對較高，線路也相對復(fù)雜，所以必須要在槽內(nèi)設(shè)置電線電纜。此時，受到不規(guī)則彎曲的影響，所需要的電纜敷設(shè)空間相對較大?；谶@樣的情況，要在五分之二凈面積的基礎(chǔ)上增大1倍所需的橋架截面積。另外，出于對抗震效果的考量，針對不低于1米的橋架加設(shè)抗震支架，以12米為間隔設(shè)置側(cè)向抗震支架以及縱向抗震支架[3]?？偨Y(jié)：綜上所述，在海洋館維生系統(tǒng)的設(shè)計中，積極與材料供應(yīng)商反復(fù)探討，按照模具生產(chǎn)要求，將3D模型拆解，將模型落地到CAD圖紙，將每一片曲線型材進行編號生產(chǎn)，結(jié)合維生系統(tǒng)總體設(shè)計思路、收集與排放系統(tǒng)設(shè)計、熱交換設(shè)計、過濾設(shè)備、殺菌系統(tǒng)設(shè)計、線路選擇及敷設(shè)等內(nèi)容的落實，提升了海洋館維生系統(tǒng)設(shè)計的效果及科學(xué)性，為海洋生物營造了更為良好的生存環(huán)境。參考文獻：[1]劉剛,龐拓,