題記：
菲迪克獎(jiǎng)是世界工程咨詢(xún)行業(yè)的最高獎(jiǎng)，堪稱(chēng)該行業(yè)的“諾貝爾”獎(jiǎng)。2013年，為慶祝菲迪克(國(guó)際咨詢(xún)工程師聯(lián)合會(huì))成立百年，首次在全球94個(gè)國(guó)家和3個(gè)地區(qū)舉辦了“菲迪克百年工程項(xiàng)目獎(jiǎng)”評(píng)選活動(dòng)。
最終，中國(guó)有13個(gè)項(xiàng)目獲得菲迪克百年重大工程項(xiàng)目杰出獎(jiǎng)和優(yōu)秀獎(jiǎng)，3名咨詢(xún)工程師獲得菲迪克百年優(yōu)秀咨詢(xún)工程師獎(jiǎng)，是獲獎(jiǎng)最多的國(guó)家。此次“菲迪克百年工程項(xiàng)目獎(jiǎng)”評(píng)選活動(dòng)全球共有36個(gè)項(xiàng)目及6位咨詢(xún)工程師獲獎(jiǎng)。
獲菲迪克大獎(jiǎng)的中國(guó)項(xiàng)目
1.菲迪克百年重大建筑項(xiàng)目杰出獎(jiǎng)(最高獎(jiǎng))：廣州塔、廣州大劇院、廣東科學(xué)中心
2.菲迪克百年重大土木工程項(xiàng)目杰出獎(jiǎng)：蘇通大橋、長(zhǎng)江三峽水利樞紐(三峽工程)
3.菲迪克百年重大建設(shè)項(xiàng)目?jī)?yōu)秀獎(jiǎng)：中國(guó)進(jìn)出口商品交易會(huì)琶洲展館、天安門(mén)廣場(chǎng)建筑群
4.菲迪克百年重大土木工程項(xiàng)目?jī)?yōu)秀獎(jiǎng)：京滬高速鐵路、紅水河龍灘水電站工程、上海長(zhǎng)江隧道、武漢天興洲長(zhǎng)江大橋、秦嶺隧道群、青藏鐵路。
近期，小編將為大家推送菲迪克百年重大工程項(xiàng)目杰出獎(jiǎng)和優(yōu)秀獎(jiǎng)中國(guó)項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)論文，敬請(qǐng)期待！
廣東科學(xué)中心科技影院給排水及消防設(shè)計(jì)
鄧斌 涂正純
(中南建筑設(shè)計(jì)院，武漢 430071)
1工程概述
廣東科學(xué)中心位于廣州大學(xué)城小谷圍島西側(cè)的半島上，三面環(huán)水，以其乘風(fēng)破浪的“科技航母”的外形成為廣東科學(xué)界的地標(biāo)建筑。廣東科學(xué)中心是一幢集科普教育、科學(xué)展示、科技影院為一體的綜合科普建筑，當(dāng)今世界上最大的科技館，總用地面積45.39萬(wàn)平方米，總建筑面積為13.75萬(wàn)m2，建筑高度59.5m。
主體建筑地下一層，地上五層。共分為A～G 7個(gè)區(qū)，其中G區(qū)為科技影院區(qū)，內(nèi)設(shè)3D巨幕立體影院、4D影院、球幕影院和虛擬航行動(dòng)感影院四個(gè)世界最先進(jìn)的數(shù)字科技影院，是國(guó)內(nèi)科技影院較集中的影院世界。本文著重介紹科技影院的給水、排水和消防設(shè)計(jì)。
2科技影院給排水系統(tǒng)
廣東科學(xué)中心的給水水源為廣州大學(xué)城城市管網(wǎng)的高質(zhì)水和雜用水，高質(zhì)水在遠(yuǎn)期可達(dá)到市政飲用凈水標(biāo)準(zhǔn)，影院用水全部采用高質(zhì)水。給水系統(tǒng)分2個(gè)區(qū)，低區(qū)地下室至二層由城市管網(wǎng)直接供水，高區(qū)三至五層由無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設(shè)備變頻供水。給水系統(tǒng)閥門(mén)和管材采用不銹鋼管材質(zhì)。
2.1 3D巨幕立體影院
3D巨幕立體影院，也就是3D IMAX影院，3D巨幕立體影院長(zhǎng)29.1m，寬30.6m,觀眾廳吊頂下高度為19.18m，內(nèi)設(shè)一個(gè)寬29m的弧形巨幕，可容納觀眾600人，是目前亞洲地區(qū)最大的巨幕影院。觀眾進(jìn)入3D巨幕立體影院看電影時(shí)需要戴特制的眼鏡，才能看到身臨其境的三維立體效果，其平面如圖2。
巨幕影院的給水主要為放映機(jī)的冷卻水、3D眼鏡的清洗用水和衛(wèi)生間的生活用水。巨幕影院放映機(jī)為水冷機(jī)，放映機(jī)的冷卻水是為放映機(jī)配套的冷卻機(jī)提供工作時(shí)所需要的冷卻水，冷卻機(jī)用水量為0.68L/s（10gpm）,溫度不高于21℃的冷水，供水壓力0.138MPa（20psi），原巨幕影院放映機(jī)的產(chǎn)品通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為直流冷卻系統(tǒng)，升溫后的水直接排放，按每天放映9場(chǎng)，每場(chǎng)30分鐘計(jì)，一天工作270分鐘，每天直接排放的水量為約11 m3，不利于節(jié)水。本設(shè)計(jì)調(diào)整為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，放映機(jī)冷卻機(jī)用水采用單冷風(fēng)冷熱泵機(jī)組閉式循環(huán)供給，風(fēng)冷熱泵機(jī)制冷量為50kW，蒸發(fā)器流量8.6m3/h。放映機(jī)開(kāi)機(jī)前，先開(kāi)熱泵機(jī)組的水泵，再開(kāi)熱泵機(jī)組的風(fēng)機(jī)，循環(huán)供水，同時(shí)設(shè)定供水溫度自動(dòng)控制。年節(jié)約水量約3400 m3，既節(jié)約用水，又避免直流冷卻系統(tǒng)的冷卻機(jī)管道結(jié)垢，保證放映機(jī)的散熱。
洗鏡室中配置一套全自動(dòng)3D眼鏡清洗設(shè)備，要求配備供水點(diǎn)和排水點(diǎn)，給水管口徑為DN25。
影院范圍除了設(shè)公共衛(wèi)生間外，放映間需要設(shè)放映員專(zhuān)用洗手間，供給生活給水。影院的設(shè)備機(jī)房和空調(diào)機(jī)房均設(shè)地漏，排水方式為間接排水，特別是眼鏡清洗間排水，因全自動(dòng)3D眼鏡洗鏡設(shè)備停機(jī)后的一次性排水量大，設(shè)計(jì)時(shí)要加大間接排水地漏的選用規(guī)格。
2.2 4D影院
4D影院除三維效果外，增加了坐椅的特效，還能根據(jù)影片情節(jié)設(shè)計(jì)出煙、霧、雨、雷電、雪花、氣泡等特效，讓觀眾體驗(yàn)風(fēng)云雷電、雨雪紛飛、地動(dòng)山搖的感覺(jué)，特別是影片中出現(xiàn)降雨的場(chǎng)景時(shí)，觀眾會(huì)有雨水落在臉上的感覺(jué)，其剖面如圖3。
4D影院產(chǎn)生降雨效果的水是由動(dòng)感座椅靠背上的噴水小孔噴出，在座椅底盤(pán)上有供水接口，接口前的供水系統(tǒng)由設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)完成，并滿(mǎn)足外方對(duì)供水水質(zhì)、水壓和水量要求，本影院72座，供水系統(tǒng)對(duì)1～5行的座椅模塊和固定前排效果欄桿供水，影院設(shè)備工藝提出要求，每天提供138加侖（518L），壓力60psi（0.415 MPa）的經(jīng)過(guò)反滲透(RO)工藝處理過(guò)的水。采用RO工藝的目的是為了降低自來(lái)水中未溶解的礦物鹽的含量和余氯，以防止和減緩影院設(shè)備的銹蝕。RO制水設(shè)備的出水壓力只有0.1 MPa，需要加壓泵和穩(wěn)壓儲(chǔ)水罐恒壓供水，RO加壓供水系統(tǒng)工藝流程如圖4。
調(diào)研國(guó)內(nèi)同類(lèi)型影院一般采用200~500L/h反滲透制水設(shè)備。由于本工程利用位于放映機(jī)房下方的剩余空間布置設(shè)備間，面積緊湊，布置如此規(guī)模的反滲透制水設(shè)備有困難，筆者通過(guò)對(duì)影院放映設(shè)備的“設(shè)施通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”等資料進(jìn)行分析，認(rèn)為適當(dāng)減少反滲透制水設(shè)備的規(guī)模是可行的，資料要求：4D影院座位噴水效果用水量每場(chǎng)每個(gè)座位0.012US加侖（45mL）；劇院情節(jié)效果用水量平均每場(chǎng)每個(gè)座位0.008US加侖（30mL）。按以上所示的參數(shù)計(jì)算，劇院共72座位，每場(chǎng)用水量5.4L，一天按10場(chǎng)計(jì)，共用水量54L，可見(jiàn)每天提供518L留有相當(dāng)大的余量，經(jīng)與外方溝通并得到外方確認(rèn)，設(shè)計(jì)選用31.5L/h制水設(shè)備，配套加壓設(shè)備和41.6L穩(wěn)壓儲(chǔ)水壓力罐，投入使用至今，效果良好。
2.3 數(shù)字球幕影院
數(shù)字球幕影院由直徑18m的半球形金屬屏幕斜罩在影院觀眾廳上方，數(shù)字激光視頻設(shè)備將影片投影到球幕上，給觀眾以遙望星空無(wú)邊無(wú)盡的整體感覺(jué)，其剖面如圖5。
球幕影院放映室設(shè)恒溫恒濕機(jī)給排水。另因球幕影院的空調(diào)機(jī)房是自噴系統(tǒng)的最低點(diǎn)，需設(shè)放水閥，防水排至地下室集水坑。
2.4 虛擬航行動(dòng)感影院
虛擬航行動(dòng)感影院分3個(gè)廳：故事廳，預(yù)演廳和航行廳。觀眾首先進(jìn)入故事廳了解影視內(nèi)容，然后到預(yù)演廳通過(guò)電視屏幕觀看放映內(nèi)容，最后到達(dá)航行廳，觀眾登上動(dòng)感平臺(tái)，動(dòng)感平臺(tái)會(huì)隨影視內(nèi)容的變化而左右上下翻滾，落差最高可達(dá)1米，它模擬的飛船效果非常逼真，其平面圖如圖6。
虛擬航行動(dòng)感影院放映室設(shè)恒溫恒濕機(jī)，恒溫恒濕機(jī)的給水接口口徑為DN25，為了防止回流污染，在給水接口前安裝了倒流防止器。
3 科技影院消防
廣東科學(xué)中心大空間消防給水設(shè)計(jì)，根據(jù)施工設(shè)計(jì)時(shí)的現(xiàn)行規(guī)范，除采用傳統(tǒng)的消火栓系統(tǒng)外，同時(shí)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001、《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50338—2003）和廣東省標(biāo)準(zhǔn)《大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DBJ15-34-2004)，采用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、固定遠(yuǎn)控消防炮、自動(dòng)掃描射水高空水炮和標(biāo)準(zhǔn)型大空間智能滅火裝置，消防給水系統(tǒng)設(shè)置見(jiàn)表1。
巨幕影院放映室高度小于8米，設(shè)計(jì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，為避免濕式系統(tǒng)誤噴和管道漏水的水漬損失，采用了預(yù)作用系統(tǒng)，設(shè)1套預(yù)作用報(bào)警閥，同空壓機(jī)一起設(shè)在二層管井內(nèi)。預(yù)作用系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)濕式報(bào)警閥后配水管道內(nèi)充氣不充水，充氣壓力為0.03MPa打開(kāi)空壓機(jī)，壓力為0.05MPa關(guān)閉空壓機(jī)，火災(zāi)時(shí)，探測(cè)器動(dòng)作立即自動(dòng)開(kāi)啟預(yù)作用報(bào)警閥后，轉(zhuǎn)換為濕式系統(tǒng)的閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，當(dāng)管道充水時(shí)，停止氣泵運(yùn)行。預(yù)作用系統(tǒng)的噴頭采用隱蔽型干式噴頭，對(duì)空間高度超過(guò)8米的巨幕影院觀眾廳，可用固定遠(yuǎn)控消防炮或自動(dòng)掃描射水高空水炮，對(duì)于科學(xué)中心這樣人員集中場(chǎng)所，固定遠(yuǎn)控消防炮易對(duì)觀眾造成人身傷害和人群恐慌心理。相對(duì)于固定消防炮，自動(dòng)掃描射水高空水炮具有流量小，壓力低的特點(diǎn)，更適合用于影院這類(lèi)人員密集場(chǎng)所。最后設(shè)計(jì)采用工作壓力為0.6MPa，單炮流量5 L/ s的自動(dòng)掃描射水高空水炮系統(tǒng)（見(jiàn)圖7）。
4D影院觀眾廳凈高為6.4m，消防采用預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，為不影響放映效果，影院內(nèi)隱蔽型干式噴頭的感溫板要求供貨商定制成黑色。
數(shù)字球幕影院由于球幕分成觀眾區(qū)和幕后維修區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)，筆者參觀調(diào)研了國(guó)內(nèi)此類(lèi)影院，基本狀況是：觀眾區(qū)由于金屬幕的原故不能設(shè)置噴頭，因而不做自噴系統(tǒng)，僅設(shè)消火栓系統(tǒng)，或者利用金屬幕與支撐結(jié)構(gòu)的間隙布置一圈擴(kuò)展型側(cè)噴噴頭，后者雖按規(guī)范設(shè)置自噴系統(tǒng)，但實(shí)際的效果并不好，且即使將噴頭涂成黑色，噴頭的玻璃球在影片中仍然會(huì)反光。通過(guò)對(duì)球幕影院空間布局的分析，結(jié)合大空間智能型主動(dòng)噴水滅火掃描炮的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用在觀眾廳后上方球幕視線(xiàn)以下部位設(shè)置一臺(tái)ZSS-25型自動(dòng)掃描射水高空水炮。幕后維修區(qū)設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，噴頭均帶集熱罩感溫，如圖5所示。
虛擬航行動(dòng)感影院故事廳，預(yù)演廳和航行廳凈高5.8m，消防采用預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。
4 結(jié)語(yǔ)
廣東科學(xué)中心于2004年12月完成施工圖設(shè)計(jì)，2008年9月開(kāi)館投入營(yíng)運(yùn)，科技影院一直是觀眾參觀的“亮點(diǎn)”。所有給排水消防系統(tǒng)運(yùn)行正常，基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
