花式噴泉的自動控制設(shè)計

滕俊杰 李素敏

【摘 要】隨著社會的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進步，人們的生活質(zhì)量也隨著經(jīng)濟水平的增長而逐漸的提高，現(xiàn)代化城市的建設(shè)進程也在逐漸的加快。在現(xiàn)代化的城市建設(shè)中，在一些綠化風(fēng)景和公共休閑廣場的布置中都進行了花式噴泉的建設(shè)，花式噴泉是屬于高科技的產(chǎn)品，其主要是利用現(xiàn)代化先進的科學(xué)技術(shù)進行獨特的噴灑形狀營造，使水花能夠在控制下想成多種具有藝術(shù)特色的形狀，并結(jié)合對多種色彩的燈光組合使用為人們帶來視覺上的刺激和感官上的享受。其主要是建立在編程控制器和利用電子設(shè)備進行自動控制設(shè)計基礎(chǔ)上得以實現(xiàn)的。

【關(guān)鍵詞】花式噴泉;自動控制;設(shè)計

【中圖分類號】TP273.5 ? ? ? 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）18-0039-02

近年來，隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴大和實現(xiàn)城市景觀化與旅游化的理念的持續(xù)推廣，城市園林的景觀設(shè)計中增加了很多花式噴泉的設(shè)計，為城市景觀的建造增添了不一樣的色彩。而隨著信息化技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的有機結(jié)合也將傳統(tǒng)單一的噴泉形式設(shè)計變得更加多姿多彩，使其形式由單調(diào)的直接噴射變?yōu)榛ㄊ絿姙?，并?yīng)用編程控制器使其可以進行自動控制變化噴泉噴灑形態(tài)，并且在編程控制器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了多種功能的花式噴泉自動控制，具有極高的線上價值。

一、花式噴泉的發(fā)展與技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.花式噴泉的種類發(fā)展。

花式噴泉的種類從建設(shè)條件上總的來說可以分為另種，其一是按照城市形象設(shè)計和花式噴泉建設(shè)所在位置的現(xiàn)場結(jié)構(gòu)以及地理條件進行噴泉景觀的建設(shè)與制作。很多都是仿照天然的水幕景觀來建設(shè)的，例如涌泉形態(tài)、管泉流動、溪流、瀑布形式、水簾自然落水景觀、水濤形式、霧泉等形式。其二是完全依靠人工進行噴泉設(shè)施的設(shè)計與建設(shè)，進行人工景觀的建設(shè)，人工花式噴泉景觀的建設(shè)目前在城市景觀建設(shè)當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛，且發(fā)展速度也極快。其種類也是最為繁多的。比如音樂噴泉、程控噴泉、旱地噴泉、跑動噴泉、光亮噴泉、趣味噴泉、激光水幕電影、超高噴泉等。

2.花式噴泉的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。

隨著我國的編程控制器的迅速發(fā)展，園林與城市景觀的設(shè)計中實現(xiàn)的了對建筑與噴泉的花式觀賞相結(jié)合誕生出了花式噴泉項目，而隨著編程控制器的研究與開發(fā)應(yīng)用，對花式噴泉的自動控制技術(shù)要求也就越來越高。很多噴泉的控制部分都需要進行編程控制其予以實現(xiàn)。當(dāng)前我國應(yīng)用的花式噴泉編程控制器為S7-200型系列的PLC技術(shù)控制器，其對花式噴泉的組成模塊以及詳細(xì)的硬件模塊設(shè)計都能夠進行設(shè)計并對控制方式也能夠?qū)崿F(xiàn)程序的編寫。

當(dāng)前，人們對花式噴泉的景觀以及娛樂功能和環(huán)保性較為重視，這也就為花式噴泉的研究與應(yīng)用范圍提供了方向。很多城市的景觀建設(shè)中都設(shè)有廣場噴泉和城市主題雕塑噴泉，還有部分城市將花式噴泉進行音樂的配備。其噴泉造型十分的絢麗多姿，色彩也極為豐富。為人們帶來了極高的視覺體驗和藝術(shù)觀賞的價值體現(xiàn)。一些城市的商業(yè)建筑前或購物中心也都設(shè)立了很多大型的極廣噴泉，其水花的表演十分動感。甚至目前還配備了噴泉水幕電影，更加帶給人們以現(xiàn)代化技術(shù)的表演與渲染，目前很多花式噴泉的表演已經(jīng)成為了城市的獨具魅力的特色景觀之一。

二、當(dāng)前所應(yīng)用的花式噴泉自動動控制技術(shù)所存在的問題

1.花式噴泉設(shè)計方案的盲目性。

當(dāng)前花式噴泉的形狀與規(guī)模的設(shè)計存在著過于盲目的問題，很多設(shè)計作品的形狀不具備藝術(shù)性，并且噴灑隨意，噴泉時間的間斷性設(shè)計也極為不合理，經(jīng)常出現(xiàn)搶噴、亂噴等情況，使花式噴泉的形狀極度不協(xié)調(diào)，也不合理。并且范圍的控制也極為不科學(xué)，造成了很多的水資源和電力能源的浪費。

2.花式噴泉設(shè)計的細(xì)節(jié)部分存在不合理。

花式噴泉的設(shè)計需要進行科學(xué)合理的密集型細(xì)節(jié)水流的相互配合，如此才能夠體現(xiàn)出花式噴泉的藝術(shù)性與美感。但目前很多城市的花式噴泉在細(xì)節(jié)的處理部分即為不合理，由此也導(dǎo)致了花式噴泉的形式也為粗糙，影響了噴泉的美觀和整體效果。

3.噴泉所應(yīng)用的設(shè)施存在質(zhì)量問題。

當(dāng)前部分城市所進行的花式噴泉建設(shè)所應(yīng)用的噴泉建設(shè)設(shè)施存在著很多的質(zhì)量問題，這也是對城市建設(shè)存在管理不規(guī)范的體現(xiàn)，尤其是在一些大型的噴泉建設(shè)而上面，其設(shè)施的質(zhì)量完全達不到正常的使用標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)施的殘次質(zhì)量也直接導(dǎo)致了花式噴泉的效果和質(zhì)量，為城市的形象和地方特色的營造產(chǎn)生了極為不好的影響。

4.花式噴泉沒有重視節(jié)能環(huán)保。

目前我國隨著環(huán)境污染和能源的消耗情況而極為注重對能源的節(jié)約與充分利用，并十分關(guān)注對環(huán)境的保護。尤其是對水資源的利用，我國目前很多地區(qū)仍然存在著缺水的現(xiàn)象。所以對城市噴泉景觀的建設(shè)也要結(jié)合節(jié)能環(huán)保的理念。特別是針對一些水資源缺陷匱乏的城市尤其要注意對水資源的循環(huán)利用和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。

三、花式噴泉的建設(shè)中所出現(xiàn)的新技術(shù)闡述

1.懸浮式花式噴泉。

其主要是將整座水景噴去演的管打破系統(tǒng)借助懸浮箱技術(shù)而實現(xiàn)的，這種花式噴泉所采用的設(shè)備設(shè)施可以不受季節(jié)性變化的影響而保持水位的平衡，其施工工藝的技術(shù)性較強，維護工作較為簡單。通常在一些大型的自然湖泊或人工湖中采用。

2.水幕激光式噴泉。

這種噴泉主要的作用是進行大型水幕電影的展映方面。其是采用比較特殊的放映機進行播放，再利用水流所形成的透明水膜為放映屏幕，使其具備一些較為特殊的光學(xué)效果，其具有極高的視覺穿透性，可以將電影畫面制造出一種立體感，是電影內(nèi)容與水面效果的完美結(jié)合。

四、花式噴泉自動控制技術(shù)的應(yīng)用要點

1.花式噴泉自動控制技術(shù)中要注意對水泵的選擇。

花式噴泉的水泵種類可以根據(jù)不同的噴泉設(shè)計進行分類應(yīng)用。其分類較多，按照應(yīng)用形式大致可以分為臥式水泵和潛水泵，很多花式噴泉建設(shè)都是結(jié)合對水泵流量和使用場合以及能耗比來進行水泵選擇的。以潛水泵為例，潛水泵的體積較小，并且重量很輕，不需要進行灌引水，其不需要泵房安置，而是直接放置在水下，對成本有較高的節(jié)約作用。并且其維護修理以及管理等較為便利。也具有對水資源的節(jié)約功能。相比臥式水泵其能夠大量的節(jié)約水資源的利用，并且適用于很多噴泉的噴水要求。

2.花式噴泉自動控制技術(shù)中要注意對噴頭的選擇。

花式噴泉自動控制技術(shù)中所應(yīng)用的噴泉噴頭按照噴泉形狀和造型設(shè)計可以分為很多種，例如可調(diào)直流噴頭、涌泉噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭等，其種類比較分舵，且噴出的水形狀也各不相同，目前多數(shù)的噴頭設(shè)計所采用的是集束噴頭，其是由多個直流噴頭所組合而成，且直射噴頭的口徑大小也能夠確定噴頭的出水量和高度，甚至可以作為整個花式噴去演的主要噴射水柱，使花式噴泉可以噴到最高點。也可以將多個集束噴頭進行組合成不同的排列。其裝飾的效果可以具有極多的設(shè)計效果。

3.花式噴泉自動控制的設(shè)計要注意控制器的應(yīng)用。

花式噴泉的運行原理是通過利用編程控制器控制水泵的噴水的方式，使其可以在水流噴出時形成具有極高藝術(shù)性的造型。而花式噴泉的編程控制器單片機的成本較低，適合用于控制小型的花式噴泉。單片機通過控制步進電機來控制電磁閥，實現(xiàn)對噴頭流量的控制，從而使噴泉水姿、燈光色彩產(chǎn)生變化。但采用單片機控制原理，是以可控硅作為功率開關(guān)元件，由于可控硅承受過電壓、過電流的能力較差，因而不能長時間運行。

4.花式噴泉自動控制的管道設(shè)計要求。

花式噴泉的設(shè)計噴水池進行配管設(shè)計時，必須考慮噴頭噴出的水花造型具有極高的藝術(shù)性美觀。高質(zhì)量的美觀效果在噴水池設(shè)計中是必須考慮的問題。所以在噴頭設(shè)計中一般考慮直形噴頭，其噴頭所采用的直管段要具有不低于五十倍噴嘴直徑的長度，當(dāng)?shù)趯嶋H的使用過程中方不能有急轉(zhuǎn)彎這種情況出現(xiàn)。如果有要求的需要，可以在噴頭前的管段內(nèi)部設(shè)置整流器，使噴出水柱的密實性更好。

結(jié)束語

花式噴泉設(shè)計不但需要具有極其專業(yè)的程序設(shè)計知識，還需要具有極高的藝術(shù)審美以及對其建設(shè)材料的高辨識度。并且還要結(jié)合一定的噴泉設(shè)計技巧。其大多數(shù)是源自于生活中的因素啟發(fā)。由此可以看出花式噴泉的設(shè)計不但是一項極為高端的實踐活動，更是通過人們的勞動和理念的結(jié)合所創(chuàng)造出的一種藝術(shù)，使其可以將實用性與藝術(shù)性進行結(jié)合，并極大的豐富人們的日常生活和城市的景觀藝術(shù)，在很大的程度上促進了城市現(xiàn)代化建設(shè)進程，推動了城市化建設(shè)的發(fā)展。

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