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游泳池和水疗池设计系列之二

    1. 绪论
    
    竞赛类游泳池跳水池分国际级游泳比赛和国家级游泳比赛。国际游泳比赛是指奥林匹克游泳比赛、世界游泳锦标赛、世界大学生运动会、世界单项游泳比赛、亚运会游泳比赛、东亚运动会游泳比赛等所用的游泳池、跳水池。当然,也包括世界青年奥林匹克运动会(青奥会)和亚洲青年运动会(亚青会)游泳比赛等所用的游泳池、跳水池。国家级游泳比赛是指全运会和城运会等游泳比赛等所用的游泳池、跳水池。这些比赛所用的游泳池的共同特点就是要符合国际游泳联合会(国际泳联FINA)标准。国际泳联FINA的任务是确定奥运会和其他国际比赛中游泳、跳水、水球和花样游泳的规则,审核和确认世界纪录,指导奥运会中的游泳比赛。
    
    现在在游泳池和游泳设施方面所执行的国际泳联FINA标准是《国际泳联设施标准 FINA FACILITIES RULES 2013-2017》,其目录如下:
    
    序言

    
    FR 1 总则
    
    FR 2 游泳池
    
    FR 3 奥运会游泳池和世界锦标赛游泳池
    
    FR 4 自动计时设备
    
    FR 5 跳水设施
    
    FR 6 奥运会跳水设施和世界锦标赛跳水设施
    
    FR 7 水球池
    
    FR 8 水球池奥运会水球池和世界锦标赛水球池
    
    FR 9 水球池设备
    
    FR 10 花样游泳的游泳池
    
    FR 11 奥运会花样游泳的游泳池和世界锦标赛花样游泳的游泳池
    
    FR 12 自动计时设备
    
    FR 13 音响设备和标准
    
    现在执行的《国际泳联设施标准 FINA FACILITIES RULES 2013-2017》多是规定了体育工艺和游泳设施的要求,不涉及池水水质方面的标准要求。而在2005年之前的FINA设施标准包括水质标准,国际泳联FINA在2005年以后提出,游泳池的卫生、健康和安全标准,应符合举办国的当地法律和卫生各项规定。        从2006年以后,在我国举办了2008北京奥运会、2010广州亚运会、2011上海游泳世锦赛、2011深圳世界大学生运动会、2013南京亚青会、2013年天津东亚运动会、 2014南京青奥会等重大国际赛事的游泳、跳水、花样游泳、水球比赛,其游泳池和跳水池都是采用《游泳池水质标准CJ 244-2007》的要求,按照《游泳池给水排水工程技术规程CJJ122-2008》设计、施工、维护和管理的,这些游泳池和跳水池高于以往在国外举办同类比赛的水质和技术水平,高于之后两届奥运会游泳池和跳水池的水质和技术水平,特别是远远高于最近奥运会巴西里约的碧池!
    
    2. 竞赛游泳池和跳水池尺寸
    
    国际及国家级竞赛游泳池的尺寸应为:50m(长)× 25m(宽)×2m(最小深度),在两端触板之间的长度最大允许误差值为+0.03m, 10条泳道。国家级及省(市)级竞赛游泳池可为:50m(长)× 21m(宽)×2m(最小深度),8条泳道。自动计分触板尺寸0.9m ×2.4m,安装在两端池壁的水面上0.3 m至水面下0.6m的高度范围,触板宽度为2.4米在池壁标志线两端对称分布,触板厚度为0.01 ± 0.002 m。
    
    跳水池为25m(长)× 25m(宽)×(5-6m深),或50m(长)× 21m(宽)×(5-6m深),跳板和跳台距水面的高度误差为0.00-0.05m。
    
    水球场地的两球门之间的距离为20-30m,宽度为10-20m,水深不得小于1.8m(最好2m)。
    
    花样游泳场地至少为20m-30m的场地,其中12m × 12m范围内的水深至少为3m,其余区域的水深至少2.5m.从3.0m水深想2.5m水深过度的斜坡长度至少为8m。 
图1. 2013-2017国际泳联FINA标准的跳水池尺寸
     3. 竞赛游泳池和跳水池给水排水典型案例
    
    南京奥林匹克体育中心游泳馆是为2005年第10届全运会的游泳和跳水比赛而设计和建造的,除承担赛事和训练任务外,运营后的其余时间还对公众开放,普及大众的游泳、水疗和健身等水上活动。该游泳馆由竞赛池,跳水池,训练休闲池,儿童戏水池及热身池等组成。它也承接了2013南京亚青会和 2014南京青奥会的国际游泳跳水比赛。 


池体面积

m2

池水容积

(m3)

循环周期

(h)

循环方式

循环流量

(m3/h)

过滤方式

水温

消毒方式

竞赛池

1250

3938

5

逆流

866

石英砂

26

臭氧+

跳水池

625

3797

9

逆流

464

石英砂

27

臭氧+

训练休闲池

1050+338

1960

5

逆流

431

石英砂

27

臭氧+

儿童戏水池

140+330

414

2

顺流

228

石英砂

28

臭氧+

热身池

10.3

6.18

0.5

顺流

13.6

石英砂

38

氯消毒

 表2 南京奥林匹克体育中心游泳馆水处理系统技术参数 


图2. 南京奥林匹克体育中心游泳馆的游泳池和跳水池
    3. 1 实现节能、环保和有效管理的理念
    
    3.1.1 循环水泵
    
    选取了合理的Q-H曲线的相同型号的循环水泵,并配有备用泵,这样不仅平面布置整齐、节省空间、又能互为备用,各台水泵的运行都在高效段,在过滤、反冲洗和漂洗的不同运行状态下,水泵工作效率都保持较高。单台水泵流量与所选水泵数量的乘积略大于系统的循环流量(约高10%左右),确保能够补偿多泵并联运行时导致的单泵流量减少的因素。本工程所选水泵都在实际运行时的压头损失状态下,在节能降噪上都有明显效果,水泵运行时噪声低于60分贝。
    
    3.1.2 消声回水口
    
    设计引进了国外技术和理念,采用“消声回水口”的独特设计,对溢流回水口进行消声处理,降低了常见的游泳场馆内溢流回水口所产生的噪声。
    
    3.1.3 过滤设备的结构
    
    过滤设备内部布水均匀、集水面积充足,石英砂过滤器和活性炭吸附过滤器外配观察镜,可观察到砂层污物动态,从而方便反冲洗和滤料的管理和维护。
    
    3.1.4 板式换热器
    
    板式换热器选用了316L不锈钢的材质,水头损失小,不超过0.002MPa,换热效率高。配有自动调温的比例式温控装置。安全可靠、运行费用低、耐热密封性能高。
    图3 南京奥林匹克体育中心游泳馆机房一角    
    3.2 给水和回水方式
    
    竞赛池与训练池均采用底部架空预埋套管的结构形式,池底进水口的布置采用“网格式”均匀布置,并在每边多加两条配水旁路管,从而进一步保证了池底各部位进水口进水量的均匀性。
    
    休闲、训练池则将循环给水管敷设于池底结构板上的垫层内,穿池壁管路均采用预埋防水钢套管,大大降低了池体渗水的可能性。
    
    儿童戏水池及热身池均采用顺流循环方式,严格依据“推流式自然净化”水处理的原理,设计为一端池壁进水,另一端池底排回水。
    
    4 南京奥体游泳池和跳水池的技术特点
    
    4.1臭氧消毒系统的设计
    
    由于跳水池仅用于比赛,而游泳池除了承担游泳比赛和训练任务之外,其余时间要求对游泳池爱好者开放,故原设计的游泳竞赛池和跳水池共用一套全流量臭氧消毒系统,并采用了比赛池和跳水池间歇式使用臭氧消毒的方式。
    
    臭氧浓度高,成本低:采用了先进的国产氧气法制备臭氧的发生器。该设备采用分子筛吸附空气中的氮,能将空气中的含氧量提高到85%-95%,是一种较新的制备臭氧的工艺,其效率几乎与纯氧气相同,制备出臭氧的浓度高达80mg/L以上,大大提高了臭氧与水的溶解能力,而且制备臭氧的成本远低于纯氧制备臭氧的成本。
    
    臭氧消毒系统安全可靠:设计中设置了监测臭氧在空气中浓度和臭氧在水中溶解度的仪表装置,臭氧溶解浓度的监测可以与臭氧发生器的相应接口连接,实现了对臭氧的全程控制,从而增加了臭氧消毒系统的安全性。
    
    4.2智能监控系统
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