设计的新体验——谈大连老虎滩极地海洋馆方案设计(1)

设计的新体验——谈大连老虎滩极地海洋
馆方案设计(1)
今年初，我们受大连老虎滩乐园实业发展总公司的委托，参加了“大连老虎滩极地海洋馆”的方案设计，同时参加设计的还有澳大利亚、美国、日本各一家建筑设计公司。

该海洋馆基地位于大连中山区著名风景旅游区老虎滩，建筑用地面积约 2万平方米，甲方准备投入3亿元人民币，建设总建筑面积约2万平方米、以极地海洋动物为主的海洋馆、海洋动物表演馆及极地冰雪馆。

我们的技术咨询公司是香港景福公司，该公司参加了北京海洋馆和广州海洋馆设备技术部分的设计和建设，并且熟悉香港海洋公园。

在一个多月的时间里，我们和景福公司一起，完成了大连老虎滩极地海洋馆的方案设计，经历了一种新的设计体验。

一调研与构思
我们接到设计委托后，立即开始实地考察和调研，参观了刚建不久的广州海洋馆和北京海洋馆，两馆均以海洋水族馆、表演馆、热带雨林馆为主构成。

北京海洋馆总建筑面积为3万平方米，广州海洋馆的面积相对较小。

两馆均作为动物园的扩建工程，结合动物园一起经营，开馆后经济效益良好。

北京海洋馆的造型概念取之于螺旋状的海螺，广州海洋馆形状似一腰状贝壳，结构均以钢筋混凝土为主，屋顶结构
局部采用网架和张拉薄膜，整体外形简洁明快，符合建筑的性格。

在景福公司有关人员的协作下，我们还对两馆的技术设备部分作了整体的了解，并收集到有关香港海洋公园一些相关资料。

调研后，我们很快就有了构思，做出了第一个方案：海洋馆的主体建筑构思于海洋动物之巨——鲸，“鲸的身体”布置海底隧道、热带雨林、极地动物馆、极地冰雪世界、海洋世界声像馆及其他一些辅助空间：“鲸的尾部”布置水上乐园，将海洋表演剧场设计成漂浮在海面的一个半球体，并将原有的海豚馆改成海洋动物医院。

该方案深得甲方赞赏，并根据甲方修改意见，形成了第二个方案。

由于造价的原因，方案二将表演剧场设置在陆地上，并将方案一中的表演馆作为二期开发的冰雪馆；由于设备技术的原因，减少了冰雪世界的面积；为了经营效益，设置了一些商业、餐饮功能空间。

我们的方案与其他几家相比，极具极地海洋馆的个性和功能特色，更符合本国文化背景。

但由于种种原因，我们的方案未被选中实施。

二设计与教学
虽然没有接下大连极地海洋馆的工程设计，但作为一种特殊建筑的设计体验，我们的工作并未到此结束。

结合本专业毕业设计，我们根据原始任务书、地形图、实地调研报告、其他海洋馆和海洋动物资料及有关设备技术知识等，制定了
详细的设计任务书，另外完成了两个大连海洋馆的设计方案，设计深度达到技术扩初阶段。

我们的毕业设计受实际工程的各种因素约束较小，有利也有弊。

工程设计受约束越小，难度系数也就越小，训练的严格性和严肃性也较宽松，但最不利的是对创造力的挑战减弱。

而毕业设计因为受实际制约少，设计过程中就有更多的时间进行较为深入细致的探讨研究，有更多的空间发挥创作自由，有更大的自由度选择建筑材料，有更大的可能性尝试新的结构组合。

这样，我们在实际与理想之间，工程与教学之间，作了有效的平衡，最后的成果达到了如下目的：海洋馆功能齐全、结构合理，形体大胆而不失建筑个性，满足环境制约、满足设备技术整体要求；设计文本资料丰富、分析细致、技术性强、理论较为系统。

成果的不足之处是，由于缺少建筑概预算的约束，对成本控制、经济效益、施工技术等方面考虑不够。

摘要：分布式变频泵系统作为一种新型的循环泵多点布置形式，与传统的供热管网循环泵单点布置相比，具有节约电能、运行成本低的特点。

本文对此进行了详细介绍，并针对该系统设计及应用中应注意的若干问题提出解决办法，以期抛砖引玉，共同完善。

关键词：分布变频泵设计应用
一、分布式变频泵系统的原理
在传统的供热枝状管网系统中，一般是在热源处或换热站内设有一组循环泵，根据管网系统的流量和最不利环路的阻力选择循环泵的流量、扬程及台数；管网系统各用户末端设手动调节阀或自力式流量控制阀等调节设备，以消耗掉该用户的剩余压头，达到系统内各用户之间的水力平衡；个别既有热网由于用户热负荷的变化，资用压头不够，增装了供水或回水加压泵，但由于不易调节，往往对上游或下游用户产生不利的影响。

随着新型调节设备和控制手段的出现，使得对水泵的数字控制成为可能，这样理论上可以取消管网中的调节设备，代之以可调速的水泵，在管网的适当节点设置，以满足其后的水力工况要求。

如果控制管网中适当节点的压差，该点称之为压差控制点，对于主循环泵的选择，只要能够满足流量和热源到压差控制点的阻力即可，这样可大大降低循环泵的扬程，使得主循环泵电机功率下降许多；经济控制点之后的每个用户设置相应分布变频泵，成为分布式变频泵系统，使得原来阀门节流的能量不再白白地损失，由于水泵可用变频器调速，主循环泵可大大降低电能消耗，理论上可省去调节设备，同时供热系统可工作在较低的压力水平，系统更加安全。

中国城镇供热协会也已将分布式变频泵系统的研究开发列为“十五”科技规划。

二、分布式变频泵系统的设计
在分布式变频泵系统中，设计时应按以下步骤进行：
1、管网系统设计，计算管网的阻力。

2、选择压差控制点，不同的压差控制点对应不同的设备初投资和管网运行费用，应按技术经济分析进行选择。

3、选择主循环泵，主循环泵的选择考虑两方面：
A：流量要求，应能提供管网的全部循环流量；
B：扬程要求，应满足热源到压差控制点间管网阻力。

4、分布泵的选择，主要考虑满足该分支用户的阻力和流量。

三、分布式变频泵系统的实现
按照以上思想，唐山市热力总公司对所属龙东锅炉房供热系统进行了改造。

本文以此为例来说明分布式变频泵系统的实现过程。

1、龙东供热系统由一座4×10t/h热水锅炉房和两个间供站组成，基础参数如下：
供热建筑面积：
龙南站：
龙北站：
合计：
设备：主循环泵两台，开一备一，ISR200－150－400，功率N为90KW，流量Q为400m3/h，扬程H为50m水柱。

管网：
1－2管径DN300，沟长L=500m
2－3管径DN250，沟长L=536m
3－4管径DN250，沟长L=650m
根据近几年实际运行情况，取热源供回水温度105℃/65℃，锅炉房内部阻力损失10m水柱，龙北站内阻力损失10m水柱，龙南站内部阻力损失5m水柱，建筑热指标取55kcal/m2h。

2、由以上参数，经计算选择实验改造方案如下：
1锅炉房主循环泵换成H=24m，Q=480m3/h,N=45KW变频泵
2龙南站一次供水加一台变频泵，H=Q=200m3/h N=15KW
3龙北站一次供水加一台变频泵，H=24m Q=240m3/h N=22KW
4龙南、龙北站变频泵与原有管段并联，并在原有管段增加阀门。

需要指出的是，由于水泵的参数不可能完全正好满足管网的需要，在设备选择过程中均有不同程度的取整。

3、按照锅炉房主循环泵提供锅炉房内部和1－2点阻力损失，各站分布变频泵分别克服2－3、2－4及站内阻力损失的原则，本年度我公司对改造后的龙东供热系统进行了调
试运行。

在调试过程中，我们本着在满足供热要求的前提下，尽量使两个热力站的一次回水温度平衡，并且在可能的情况下尽量提高分布变频泵的负荷，减少主循环泵的负荷，以期尽可能节约电能消耗。

分布式变频泵系统投运后，与原有单点设置循环泵系统相比，电流消耗实测如下：
系统单点循环泵一台运行时消耗电流为130A；
分布式变频泵多点运行时，实测数据表如下：
4、分布式变频泵系统投运前后主循环泵出口压力由下降为。

5、分析
几台泵电机的功率因数差别不大，均在－之间，如不考虑其差异，节能率为/130×100％=％。