同样叫跑泉,为什么有的能跑成一道水波,有的却跑得磕磕绊绊?
引言:跑得顺不顺,差在阀与点位
同一排喷头、同样跟着音乐,有的跑起来是一道连贯的水波,从这头掠到那头;有的跑不顺,水柱之间的先后拖沓,或者跑到某一段就缺出口子,跟不上鼓点。观众看的是热闹,行内人看的是这一排水柱的起落先后有没有排对。
跑得不顺,常见的原因有两个:一是这一排的供水压力不匀,首端和末端差出一截,跑到后半段水柱明显矮下去,看着像断了一头;二是阀的编号与接线和排布错开,程序点的是这一根、动的是另一根,跑动就断出错位。
这两条,一条出在供水,一条出在控制。供水的问题,把这一排管道压力做匀就能解决;水柱之间能不能错开、错开得准不准,则首先取决于这排水柱被分成了几路来管。

跑动中的数码喷泉与渐变色灯光
一、带跑泉的方案,报价结构为什么变样
水型名单上添上“跑泉”两个字,看着只是多了一种水型,翻到后面的设备清单,阀门、控制线、控制柜的量却跟着变了一片。差价不在那两个字上,在于水要被指挥到多细。
跑泉这两个字,说的是这排水柱按什么次序起落,我们在《水型配得越多越好?先分清喷泉水型的六组射流形态,再谈怎么配》盘点纯射流时提过它一句,说的正是这件事:跑泉作为一种控制方式,让一排喷头依次起落成景。既然是控制方式,能按组配上电磁阀单独通断的喷头都能编出跑动,其中用得最多的是直流喷头与水膜喷头。

数码跑泉矩阵日景
喷泉控制通常分为三层,最基础的一层是整组通断:一组喷头共用一条指令,控制柜给一次信号,这组水一起开、一起关。什么时候喷、喷多大由控制决定,水是什么形状则取决于喷头自己的构造。这一层靠接触器控制水泵起停,加变频器调转速,水柱的高低能整体变化,组内各根水柱之间却没有分别。
往上一层是分组通断:把一个水池的喷头分成几组,各组给各自的指令,就能做出这组落、那组起的错落。落在方案里,可以把一圈水柱按方位切成几段,或按喷头型号分成几排,每段一个指令,一段先起、一段后起。分组分得细一点,效果就细一点,但每一组内部仍旧是一起动作。
跑泉要的是再上一层,逐柱独立:这一段通常是一排、一列或是阵列水柱,每根水柱配一只电磁阀,各自接一条控制线,各自听一个指令,按先后顺序依次起落,看上去就是一道水流在跑。它跑得顺不顺,看每根水柱的动作能不能对上时序;能跑出什么花样,看每根水柱能不能被单独点名。行业里说的数控跑泉、数码跑泉,指的都是这一级控制。
这几层的差别,拿一段具体的喷泉算一遍就清楚:二十米长、每半米一根水柱,这一段是四十根。走整组,一条指令带这四十根,靠一组泵起停,同起同落;走分组,八根一组切成五组,五条指令轮流给,能做出五段相继起落,组内仍是一起动作;走逐柱,四十只电磁阀、四十个点位、四十条接到控制柜的线,才有四十个各自的时点。
同样是四十根水柱,控制点位从一到五再到四十,逐柱这一层是分组那一层的八倍。三层之间,喷头可以完全一样,变的是控制对象与设备构成,报价结构的差别,就出在这里。

城市广场的数码跑泉表演
二、逐柱独立多出来的三样东西
从整组控制换成逐柱独立,多出来的是阀、控制线与控制点位。
第一样是阀:每根水柱一只电磁阀,靠线圈通电吸合带动阀芯,在通与断之间切换。阀只管通断,开就是有水、关就是没有,水柱的高低由供水泵的压力定;要让高低也跟着音乐走,泵上得配变频器。
《喷泉水景工程技术规程》CJJ/T 222-2015 在阀门选型一节,把程控喷泉、音乐喷泉、跑泉、跳泉并列,规定采用阀门控制时可选用水下专用阀门。
这一条对跑泉的要求很具体:每根水柱喷头前的供水支管上装一只阀,一排水柱通常由一组泵统一供水,泵把压力做稳,阀在各自那根水柱上开合,这只阀得是能在水下长期工作的型号。
阀前面还要配过滤,电磁阀的阀芯行程很短,水里带进来的细砂卡在阀口,阀就关不严或者打不开,表现出来就是这根水柱该起的时候不起、该落的时候落不净,跑动的节奏跟着散掉。这一项在交付时看不出差别,运行一段时间后起落开始不准,拆开阀才在阀口找到砂粒。

精密电磁阀阵列
第二样是控制线:一只阀要一条线接进控制柜,水柱一多,线就成片地走。布线上的规矩是控制线缆与动力线缆分开敷设,水泵电机与变频器走的是动力线,这一路的干扰会串进控制信号,两样挤在同一桥架或同一根管里,跑动的时序就容易出偏差。
这类线在水下长期工作,按防水橡套电缆选型,清单里它应按段列出,与各段的阀数对应,便于逐段核对。
第三样是控制器的规模:逐柱独立意味着控制点位从几组变成几百个,控制柜的通道数、程序能寻址的点位都要跟着扩容,点位与阀的一一对应还得在调试时逐个校准。
三样里核心在控制器:点位够不够、每根水柱能不能被单独寻址,决定这套水能不能被编出动作。点位之外还要看时序,音乐、灯光和这一排水柱的动作要排在一条时间轴上,控制器的时钟精度与同步能力跟不上,编排得再细,落下去也是各走各的。同样的阀、同样的柱距,控制器能寻址的点位越多、时序切得越细,可编的动作就越密。

音乐喷泉控制柜设备间
我们在成都明珠工业园的主办公楼前广场,做的旱喷便是阀、控制线、控制点位三样配齐的例子。这片广场做的跑泉按 14×14 排布,196 只 DN25 直喷喷头,喷高 8m;照一柱一阀算,池子里就是近两百只电磁阀,各自一条控制线接进池边的控制柜。
这一片水柱,能排出的走法不止一种:顺着行列一路点过去,倒着点回来;从中间向两边铺开,或从两边向中间收拢;还可以掐成断续的点,一段起、一段落。每一种走法都是一串时点,换走法,换的就是这串时点。
三、多花的钱,买到什么
逐柱独立多出来的这几样都要花钱,这笔钱买到三样东西。
一是轨迹:整组控制下的水柱一起起落,做出来的是整齐的开合;逐柱独立之后,水柱之间有了先后,才能排出一道跑动的轨迹。波浪、追逐、成片地推进,都建立在每根水柱各有各的时点上。同样的喷头、同样的水池,能不能跑出一道线,差别就在这里。
二是速度的档位:跑泉的快慢由时序决定,程序里每根水柱开合的间隔定下来,跑动就有快有慢。跑一道的速度,大体是柱距除以相邻两柱起落的时间差;间隔能压到多短,受阀的动作时间约束,常用电磁阀中 DN25 及以下启闭在 0.2 秒内,DN32 至 DN50 约 0.4 秒,DN65 以上接近 1 秒。排得比阀的动作还短,指令下去了水柱也跟不上。间隔拉得开,是舒缓的慢跑;间隔压得短,是急促的快跑。
三是改节目不用动硬件:逐柱独立的水柱都听程序指挥,换一段音乐、换一套跑动方案,是在软件里重新编排,池子里的阀、线、泵都不用动。

数码跑泉与DMX512灯光构成的水柱矩阵
结语:水景的分水岭,从喷头挪到了控制
跑泉要跑起来,靠的是一柱一阀:每根水柱各有一只阀、各有一个时点,才能依次起落。多出来的阀、控制线和控制点位,钱就花在这里,买到的是一段能按节目重编的轨迹。
过去评价一座喷泉,先看喷头多不多、喷得高不高。现在水型名字大同小异,拉开差距的是背后的控制方式:一排水柱能不能各走各的时点,决定它只能整齐开合,还是能跑出一道连贯的线。喷头已经标准化了,控制还留在各家手里,同名的水型能报出不同的价,根子就在这里。

随音乐节奏跑动的数码跑泉

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