园林水电设计方法及计算

园林景观水电设计方法及计算

一、给水设计

（1）、绿化给水设计

绿化给水一般可分为：快速取水器给水、自动喷灌系统给水、滴灌。（具体采用何种方式给水需与甲方沟通确定）

1、快速取水器给水：目前应用较广泛，具有前期投入少、耗水量大、后期养护需大量人工等特点。可用于市政广场、公园、道路（道路中央分隔带慎用）和住宅小区绿化浇灌用水。绿化取水点布置较灵活，一般采取沿路每隔30-44m（为方便施工间距应为偶数）布置为宜，使用时接15-25米软胶管浇灌。绿化面积过深入，人工不易浇到的地方不宜采用此方式。

2、自动喷灌系统给水：该绿化给水系统具有前期投入大、节水效果明显、后期养护需工量少等特点。可用于足球场、市政广场、公园、道路和住宅小区内较大面积绿化的浇灌用水，但是周围不得有密集的大树等，否则影响绿化浇水的效果。该系统一般需同时设置自动喷灌喷头、电磁阀、电磁阀控制器、雨量传感器等来实现给水的自动化。

3、滴灌：滴灌给水系统目前广泛用于农业给水，园林中主要用于园林名贵树木、高架桥垂直绿化等的给水。

（2）、各取水方式计算

1、快速取水器取水给水：一般在住宅类的园林景观设计中考虑每个组团中同时开启快速取水器数不超过3个来确定管道设计流量；对于市政管道一般按照全部用水量的30%-40%来确定管道最大设计流量，如果管道过长可

根据管道流量经计算沿程损失和局部损失后适当放大以确保末端压力的满足喷头要求。园林景观给水管道一般为塑料管，塑料管沿程水头损失，可按下列公式计算：

h j=λ×l/d j×v2/2g

式中λ――沿程阻力系数

l――管道长度（m）

d j――管道计算内径（m）

v――管道断面水流平均速度（m/s）

g――重力加速度9.81（m/s2）

注：λ与管道的相对当量粗糙度（△/ d j）和雷偌数（Re）有关，可查表获得。其中：△为管道当量粗糙度（mm）。

管道沿程流量损失计算可参考计算软件《管道水力计算》。

一般管道设计应根据不同需求分多分支控制，各回路均能单独操作、控制，且面积大的项目宜采用环状管网以确保供水的稳定性。快速取水器的喷头压力一般不宜小于0.15MPa，但不得大于0.6MPa。DN20快速取水器出水流量按每个0.8L/S计，管径经济给水流量详《管径/流速/流量对照表》。

2、自动喷灌系统给水：自动喷灌系统一般采用轮流给水，在计算供水管道管径前需根据项目特点确定轮灌区，供水主管需满足轮灌区内所有喷头开启时的流量要求和最末端喷头压力要求，供水主管流量大小可由所选喷头技术参数确定。管径经济给水流量详《管径/流速/流量对照表》，管道流量损失计算详《管道水力计算》。

3、注意事项：如直接采用市政水供给，最不利端不能满足喷头或取水器压力要求，当相差不大时可适当放大管径，如相差过大，则必须增设加压

泵。如果直接自行取水浇灌则根据以上管道流量损失和喷头或取水器等压力要求和管道设计流量进行选择水泵。

如果设计过程中遇到矛盾点，以最不利因素取值，如绿化取水管道和水景初次给水管道量管道管径不同时，按最大值取值。

（二）、水景给排水系统设计

1、水景水池初次给水管一般参照管道给水设计经济流速取值，按照供满池水时间为3-4个小时，对于较大的水景池一般取7-8小时。为保证给水水源不被污染，给水口应位于水景水池常水位以上或在管道上加装防倒流设备。

2、溢水、排空管道设计溢流管道一般选用管道的管径应比初次给水管道大一至二号，一般布置1-2个溢流口即可。大型水体如人工湖，需设置溢水围堰进行溢水。

排空管道一般可按水景内水量8小时排空计算，当池容量特别大时排空时间也可扩大至12小时，溢水、排空管道排水能力计算可参考《排水管渠流量计算》。

3、景观循环水管网设计

景观循环水管网需满足水景效果水量要求。园林景观水景主要有2大类，一类是跌水水景（含瀑布），一类时涌泉等喷嘴喷水。此类水景的设计主要是要确定循环泵的流量和扬程，水泵流量要大于满足跌水水景效果所需水流量，水泵扬程大于端点设备工作压力与物理自然落差及沿程水头损失之和。

园林景观跌水流量可按水利中的矩形溢流堰来计算，公式如下：

Q=m b√2g H3/2

式中Q――流量（m3/s）

b――堰宽（m）

H――堰上水头（m）

g――重力加速度9.81（m/s2）

m――流量系数

其中m=【0.405+0.0027/H】【1+0.55H2/(H+P)2】

式中P――堰壁高度（m）

跌水水景流量也可按如下经验值获得：台阶跌水或瀑布以每秒每延米5-10升或每小时每延米20-40m3为宜；镜面水溢水以每小时每延米3-5 m3为宜。

涌泉等喷嘴喷水类流量和压力要求均可由产品技术参数表获得，常用园林景观水景喷水设备计算参数详《园林景观水景喷水设备参数表》。

二、排水设计

（1）雨水排水设计

1、雨水量计算

雨水量设计流量，应按下列公式计算：

Q s=qψF

式中Q s――雨水设计流量（L/S）

q――设计暴雨强度【（L/（S.hm2）】

ψ――综合径流系数，根据不同的地面环境综合取值（详室外排水设计规范P24）

F――汇水面积（hm2）

设计暴雨强度，可按下列公式计算：

q=167A1（1+ClgP）/（t+b）n

式中q――设计暴雨强度【（L/（S.hm2）】

t――降雨历时（min，一般取值5-15min）

P――设计重现期（年，一般取值2-10年）

A1、C、b、n等参数需根据统计方法进行确定，不同地区有不同的参数。暴雨强度及雨水流量的计算可参考计算软件《暴雨强度及雨水流量计算》。东莞市暴雨强度及雨水流量的计算可参考计算软件《东莞市暴雨强度及雨水流量计算》。

2、排水管网设计

排水管渠的流量，应按下列公式计算：

Q=A V

式中Q――设计流量（m3/s）

A――水流有效断面面积（m2）

V――流速（m/s）

排水管渠的流速，应按下列公式计算

V=（R2/3 I1/2）/n

式中V――流速（m/s）

R――水力半径（过水断面与湿周之比，m）

I――水力坡度

n――粗糙细数（详室外排水设计规范P25）

排水管渠的流量计算可参考计算软件《排水管渠流量计算》。

3、注意事项雨水管道和合流管道最大设计充满度为1.0（即满流），污水管最大设计充满度为0.55-0.75。金属雨水排水管道0.75 m/s≤V（设计流速）≤10.0 m/s,非金属雨水排水管道0.75 m/s≤V（设计流速）≤5.0 m/s；金属污水排水管道0.6 m/s≤V（设计流速）≤10.0 m/s, 非金属污水排水管道0.6 m/s≤V（设计流速）≤5.0 m/s。

4、雨水管网绘图要求一般园林景观雨水排水管网设计图纸中应标明以下项目：检查井编号，检查井内底标高，排水管道管径、管道长度坡度，进出检查井排水管的管底标高等。

（2）、化粪池的选择

需根据化粪池所处位置地质条件及其埋设深度、顶板有无车经过选择化粪池类型（砖砌、钢混；有无地下水；顶部有无覆土；顶部可否过车）；化粪池的具体型号与建筑物内便池数量、建筑物性质、污水和废水是合流还是分流、清掏周期等有关。

化粪池选型计算较为复杂，具体计算可参考计算软件《化粪池计算与标准图集选择》。

三、园林景观照明设计

（1）、园区灯具布置一般原则

园林景观照明一般分为安全照明和景观照明2种。

安全照明主要为道路和较大面积铺装场地（广场）照明，照明平均照度值一般为8-10lx。道路宽度小于1.5米时，一般选用草坪灯做为照明灯具，草坪灯高度不大于1.0米，布置间距8-12米；道路宽度为1.5-4米时，一般选用庭院灯做为照明灯具，庭院灯高度为3.5-4.0米，布置间距15-20米；道

路宽度大于4米时，可选用庭院式路灯做为照明灯具，灯具高度一般为6.0米，布置间距20-28米。

市政道路照明设计灯具的配光类型、布置方式与灯具的安装高度、间距关系需严格遵守国标《城市道路照明设计标准》之规定。

路面平均照度，可按以下公式计算：

E av=ψUKN/SW

式中E av――路面平均照度（lx）

ψ――灯具内光源的总的光通量（lm）

U――利用系数，查灯具厂家样本的利用系数曲线获得

K――维护系数，一般取值0.7

N――路灯一侧布置或交错布置时为1，双侧布置时为2

S――路灯间距（m）

W――道路宽度（m）

较大面积铺装场地（广场）照明一般以高杆灯照明作为基本的照明，平均照度为15-25lx，高杆灯高度一般为12-20米。

景观照明主要为重点园林小品照明、绿化照明、水景照明。重点园林小品照明是根据园林小品自身的特点、功能及所处的环境采用不同的灯具布置形式，充分表现园林小品的特征，突出其形象，增强园林小品的艺术感；绿化照明是利用泛光灯或投光灯，突出园林主景树木的夜间立体感和层次感，同时强调树木的叶和花的色彩；水景照明需根据水景的静态和动态的不同效果选择不同的灯具，突出水景轮廓及流动水的优美形态，水景照明灯具额定电压均为安全电压12V。

（2）、电缆的选择

园林景观照明室外电缆一般选用VV、YJV、RVV电缆穿管埋地敷设。

导线的截面选择有2种选择方式：按允许载流量选择导线截面、按允许电压损失选择导线截面。

1、按允许载流量选择导线截面

选择导线允许载流量需大于线路计算负荷电流。各种类型的电线、电缆导体允许持续载流量是在给定的基准条件下确定的，当实际敷设条件不同于基准条件时，应按不同的基准条件乘以不同的校正系数。导线载流量及各种校正系数均可查表获得，但利用如下口诀，可大致得出导线载流量的值，不必查表。

10下五，100上二（10平方毫米以下导线载流量为导线截面乘以五，100以上的乘以二）

25、35，四三界（10-25平方毫米的导线载流量为导线截面乘以4，35、50以上的乘以三）

70、95，两倍半（70和90平方毫米的导线载流量为导线截面乘以2.5）

穿管温度，八九折（导线如果穿管乘以0.8，如果环境温度大于25度的话乘以0.9）

裸线加一半（导线如果是裸线的话再乘以1.5）

铜线升级算（上面的口诀是铝芯线的，如果时铜芯线，则升级计算。）

电气回路计算电流，应按下式计算：

①380/220V三相平衡负荷的计算电流：

I js=P js / 1.732 U e COSψ

式中I js――计算电流（A）

P js――计算负荷（KW）

U e――三相设备的额定电压，U e=0.38KV

COSψ――功率因数

②220V单相负荷的计算电流：

I jsd=P js / U e d COSψ

式中I jsd――计算电流（A）

P js――计算负荷（KW）

U ed――单相设备的额定电压，U ed=0.22KV

COSψ――功率因数

2、按允许电压损失选择导线截面

在电力系统中，电网供给负载端点的实际电压，并不等于该用电设备的额定电压，其差值称为电压偏移。

园林景观电气设计中，照明回路和动力回路用电设备端子电压偏差容值均为±5% 。

电气回路电压损失，可按下式计算：

△U%=PL/CS

在知道了电压损失△U%后，就可以算出相应的导线截面

S=PL/△U% C=M/△U% C

式中S――导线截面

△U%――电压偏移

P――负荷的功率（单相或三相，KW）

L――线路的长度（不能单纯的理解为回路线长，m）

M――负荷矩（KW.m）

C――由线路的相数、额定电压及导线材料的电阻率决定的常数，

称为电压损失计算参数。铜芯三相四线制回路，C=77；铝芯三相四线制回路，C=46.3。铜芯单相220V回路，C=12.8；铝芯单相220V回路，C=7.75。

3、注意事项

①园林景观电气回路一般线路较长，在选择电缆具体规格时，需先按允许载流量选择导线截面，然后复核该回路的电压损失。如电压损失大于5%，则需将电缆截面提高一个规格，并重新复核电压损失，至到满足要求为止。

②电缆截面选择还有以下具体要求：进户线不小于10mm2；动力及照明配电箱的进线不小于6mm2；控制箱进线不小于6mm2；对于三相四线制回路当线路是以气体放电源为主的配电回路或者计算机电源回路时其N、PE、PEN线的截面应不小于相线截面。

（3）、接地方式及低压配电线路保护

1、接地方式

室外园林景观电气低压配电系统接地方式一般为TN-S系统，有时也可采用TT系统。

2、低压配电线路保护

低压配电线路应根据不同故障类别和具体工程要求装设作用于切断供电电源或发出警报信号的保护，低压配电线路保护线路主要有三类：短路保护；过负荷保护；接地故障保护。此三类保护均可由断路器（接地故障需配合使用漏电保护器）提供。

断路器的选择较为复杂，考虑的因素较多，具体选择方法可参考≤民用建筑电气设计手册≥P450-P459及论文≤断路器在低压配电系统中应用≥。

为方便控制及频繁开关，园林景观电气回路中一般需加装交流接触器。所选交流接触器额定电压U n须不小于线路的额定电压U ln，所控回路电流应小于交流接触器的额定值。

在电动机（园林景观电气中常为潜水泵或管道泵）控制回路中，接触器常与热继电器配成磁力启动器使用，用于电动机的过载保护。热继电器的额定电流应等于或略大于电动机的额定电流，即：

I nj=(0.95~1.05)I nd

式中I nj――热继电器的额定电流（A）

I nd――电动机的额定电流（A）

（4）、回路控制

园林景观照明系统一般可将灯具按区域或按灯具属性分回路控制，并在配电箱中加装时间控制器和转换开关，来实现回路的手动和按时间自动控制。对控制要求较高的地方，还可以加设智能控制系统（如C-BUS系统）来实现电路的智能控制。