上?？萍际痉缎^(qū)給排水設(shè)計(jì)一例

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簡介： 結(jié)合工程實(shí)例，從給排水系統(tǒng)選擇、節(jié)能，小區(qū)智能化以及“四新”技術(shù)的應(yīng)用等方面，介紹了“科技示范小區(qū)”的設(shè)計(jì)體會(huì)。
關(guān)鍵字：科技示范小區(qū) 可持續(xù)發(fā)展 BA系統(tǒng) 熱水系統(tǒng) 點(diǎn)滴式組合冷卻塔 蒸汽凝結(jié)水

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，人民生活水平的提高，購買力的增加，居住小區(qū)的建設(shè)日新月異，我國《2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程——城市示范小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的實(shí)施，對住宅小區(qū)的建設(shè)提出了具體的要求。就給排水專業(yè)而言，我們應(yīng)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的原則，以科技為先導(dǎo)，采用國家推廣和推薦的新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新材料、認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)住宅的設(shè)計(jì)要與物業(yè)管理及其服務(wù)方式相適應(yīng)，要為現(xiàn)代物業(yè)管理提供必要的條件。上海市某科技示范小區(qū)的設(shè)計(jì)集中體現(xiàn)了節(jié)能性、超前性和先導(dǎo)性。
　　該小區(qū)位于上海市南市區(qū)繁華舊城區(qū)，交通、地理位置十分優(yōu)越，一、二期規(guī)劃用地5.3ha，一期總建筑面積18.5萬m²，包括8棟高層住宅、管理中心和能源中心；二期總建筑面積6.2萬m²，包括住宅、商場、辦公、餐飲、娛樂及大型地下停車庫。小區(qū)設(shè)計(jì)注重體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展思想，以人為核心，加大科技含量。合理的分配和使用各項(xiàng)資源，努力滿足現(xiàn)代都市人對精神物質(zhì)質(zhì)量提出的更高要求。它將建成一個(gè)配有區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和區(qū)域性集中供冷、供熱、供生活熱水等系統(tǒng)，配套設(shè)施齊全的跨世紀(jì)生態(tài)型智能化住宅小區(qū)。下面就該小區(qū)的給排水設(shè)計(jì)作一介紹。

1　給水系統(tǒng)
1.1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　住宅單體采用：蓄水池→水泵→水箱→減壓閥→用水點(diǎn)供水方式。此為高層住宅供水較節(jié)地、節(jié)能、又便于管理的方案。它既能滿足市政基礎(chǔ)設(shè)施滯后于住宅建設(shè)快速發(fā)展帶來的弊端，避免對市政給水管網(wǎng)造成沖擊；又能解決《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對消防前期貯水量的要求；同時(shí)分區(qū)減壓閥取代中間水箱，更是帶來許多不可替代的優(yōu)點(diǎn)。由于住宅產(chǎn)業(yè)的需要，單棟設(shè)供水系統(tǒng)，具有獨(dú)立、靈活、便于管理及利于銷售的優(yōu)勢。水箱供水的客觀存在是解決高層建筑給水系統(tǒng)節(jié)能問題的有效途徑之一。至于水質(zhì)“二次污染”問題，筆者認(rèn)為除設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮合理確定水箱容積，合理布置水箱位置，為物業(yè)管理、水箱清洗、維護(hù)創(chuàng)造必要的條件外，建立良好的維護(hù)、管理制度是避免水箱水質(zhì)“ 二次污染”問題的重要保障。
1.2　水泵防振
　　《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.7.9條規(guī)定：“在有防振或有安靜要求的房間的上下和毗鄰的房間內(nèi)，不得設(shè)置水泵?！边@在高層住宅建筑，尤其是單體獨(dú)立設(shè)置加壓水泵時(shí)是很難做到的。在本小區(qū)設(shè)計(jì)中，每棟高層住宅地下室均設(shè)有加壓泵房，水泵選用低轉(zhuǎn)速DL型立式泵，優(yōu)點(diǎn)在于占地面積小、噪音低。在解決噪音干擾問題上采取了以下措施：水泵基座采用彈簧隔振器；水泵進(jìn)、出水管均設(shè)可曲撓橡膠接頭，出水口設(shè)消音止回閥；管道沿墻、板敷設(shè)時(shí)采用彈性支、吊、托架；管道穿板、墻處洞口采用彈性填料填塞；在泵房處理上建筑采取隔聲、吸聲措施。
1.3　分區(qū)減壓閥采用異徑并聯(lián)方式
　　給水系統(tǒng)分區(qū)減壓閥一般采用并聯(lián)方式，1用1備。本小區(qū)中住宅數(shù)量多，高度大，豎向分區(qū)較多，減壓閥的設(shè)置數(shù)量很多。設(shè)計(jì)時(shí)采用可調(diào)式減壓閥異徑并聯(lián)，既保障了系統(tǒng)的安全性，節(jié)約了設(shè)備投資，又可避免小流量通過大口徑減壓閥時(shí)產(chǎn)生的噪音。小口徑減壓閥的口徑一般為大口徑閥的1/3，小口徑閥后壓力較大口徑閥后壓力高0.02MPa～0.035MPa。當(dāng)流量很小時(shí)由于閥后壓力的不同，大口徑閥關(guān)閉，小口徑閥打開；當(dāng)閥后流量增大，小口徑閥阻力增大，當(dāng)水頭損失相當(dāng)于0.02MPa～0.035MPa時(shí)，大口徑閥開啟，兩閥同時(shí)工作。
1.4　給水系統(tǒng)管材
　　目前我國大多數(shù)住宅采用鍍鋅鋼管，其內(nèi)壁易生銹、結(jié)垢、滋生細(xì)菌、微生物等有害雜質(zhì)，使自來水在管道輸送途中造成“二次污染”，甚至出現(xiàn)水龍頭流“黃水”的現(xiàn)象。而新型的塑料管材內(nèi)壁光滑、耐腐蝕、不結(jié)垢、無污染、安裝方便、耐久性、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，且可避免鍍鋅管道套絲方法連接易出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象，因此具有很高的推廣價(jià)值。上海市建設(shè)委員會(huì)已于去年發(fā)出通知：凡1998年5月1日起設(shè)計(jì)的施工圖和1998年10月1日起開工的多層住宅、多層公共建筑，禁止設(shè)計(jì)使用鍍鋅給水鋼管，而應(yīng)推廣使用塑料給水管材，加快了民用建筑“以塑代鋼”的步伐，這也是必然趨勢?？捎糜诮o水系統(tǒng)的管材很多，如：低塑聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、交聯(lián)聚乙烯、聚丁烯、ABS、鋁塑復(fù)合管等。
1.5　給水系統(tǒng)的BA設(shè)計(jì)
　　小區(qū)內(nèi)每棟單體均設(shè)有水池、水箱、水泵，數(shù)量多。如用傳統(tǒng)的管理方式務(wù)必造成人力、資源的浪費(fèi)，給管理帶來很多不便，所以本小區(qū)設(shè)計(jì)中采用BA系統(tǒng)對各個(gè)水池、水箱、水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)視、控制。BA系統(tǒng)中的自動(dòng)抄表系統(tǒng)解決了人工抄表帶來的諸多不便，更好地為住戶服務(wù)。給水系統(tǒng)的BA設(shè)計(jì)主要是通過液位、壓力、流量等訊號(hào)對加壓泵、水池、水箱運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、控制。具體控制方式如下：
　　(1) 分戶水表通過BA系統(tǒng)采用遠(yuǎn)傳計(jì)量方式，按月集中計(jì)量、計(jì)費(fèi)、打印收據(jù)通知單和報(bào)表，并為住戶提供適時(shí)咨詢。
　　(2) 屋頂水箱溢流、超高報(bào)警，水位過低報(bào)警。
　　(3) 生活加壓泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及故障報(bào)警。
　　(4) 地下水池、屋頂水箱定期開列清洗、保養(yǎng)清單。
　　(5) 生活加壓泵定期開列保養(yǎng)工作清單。2　熱水系統(tǒng)
2.1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　為提高住宅的居住舒適性，該小區(qū)設(shè)有集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，南市區(qū)熱電廠蒸汽的引入提供了充足、穩(wěn)定的熱源保證，且具有經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、日常運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)中充分利用了這一在上海得天獨(dú)厚的條件展開設(shè)計(jì)。由于區(qū)域性集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)占地面積較大，熱水貯存容積過大，且易產(chǎn)生軍團(tuán)菌，熱回水較難進(jìn)行等。故設(shè)計(jì)中我們采用每棟單體自成系統(tǒng)，分棟設(shè)置熱交換器制備生活熱水的方式。另外，由于住宅高度較高，豎向分區(qū)較多，若分區(qū)設(shè)置熱交換器將會(huì)造成：分區(qū)橫干管較多，且在戶內(nèi)穿行，影響居住質(zhì)量，并給維護(hù)管理及住宅的銷售帶來很大的困難，這也是與公共建筑熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最顯著的不同點(diǎn)。為解決這些問題，我們設(shè)計(jì)中單體內(nèi)熱水系統(tǒng)采用上行下給，豎向以減壓閥減壓分區(qū)。供水主干管采用機(jī)械循環(huán)方式，熱水系統(tǒng)分區(qū)與冷水系統(tǒng)相同。由于系統(tǒng)經(jīng)過了減壓閥減壓，因此熱水循環(huán)泵的選取，除考慮克服管道阻力等因素外，還需考慮減壓閥所減去的水頭，故循環(huán)泵揚(yáng)程要提高。
2.2　加熱設(shè)備的選擇
　　加熱設(shè)備是熱水供應(yīng)系統(tǒng)的核心，由于熱源充足故采用了半即熱式汽水熱交換器。它具有體積小、占地小、自控精確、浮動(dòng)盤管、自動(dòng)除垢、自動(dòng)過冷、熱水出水快、防止“軍團(tuán)菌”產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，尤其是對于采用剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅更為適宜。
2.3　熱水系統(tǒng)的管材
　　熱水管材是熱水系統(tǒng)中僅次于加熱設(shè)備的重要組成部分，銅管在我國熱水管材中的應(yīng)用是十分廣泛的，但隨著塑料管材的逐步推廣應(yīng)用，使銅管這一昂貴的管材有了可替代產(chǎn)品。塑料管材除具備安裝方便、內(nèi)壁光滑、耐腐蝕、不結(jié)垢、無污染、耐久性、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)外，尚有其導(dǎo)熱系數(shù)小(導(dǎo)熱系數(shù)僅為金屬管材的百分之一)，在熱水輸送過程中熱量散失慢，保溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，更有如聚丁烯管還具有熱殺菌的功能，可用于熱水系統(tǒng)的管材有聚丙烯、聚丁烯、交聯(lián)聚乙烯等。
　　幾種常用的熱水系統(tǒng)管材與鍍鋅鋼管、銅管的機(jī)理性能比較見表1。表1　幾種管材的機(jī)理性能比較一方面，塑料管材線膨脹系數(shù)比金屬管大很多，設(shè)計(jì)施工必須采取必要的補(bǔ)償措施，來克服塑料管材因溫度引起的變形量大的特點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)正確地確定固定支架、吊架的位置。設(shè)計(jì)中采用水平干管與水平支管，立管與每層支管的連接盡量采用自然補(bǔ)償來避免立管和干管受伸縮的影響。立管在兩個(gè)固定點(diǎn)間設(shè)置伸縮器來補(bǔ)償。但是，塑料管材盡管膨脹系數(shù)很大，而其彈性模量卻很小，故隨溫度變化產(chǎn)生的膨脹力較小，一般情況下外徑小于32mm的柔性塑料管適合嵌墻暗裝，外徑小于20mm的塑料管可敷設(shè)在樓板找平層內(nèi)。
　　另一方面需引起注意的是：管材的允許壓力與使用溫度、使用壽命的關(guān)系。管道所能承受的負(fù)荷壓力是隨介質(zhì)使用溫度和使用壽命而變化的，一般可從相應(yīng)的管材的“環(huán)應(yīng)力～使用溫度～使用壽命”曲線圖上查得。如對PB管在20℃時(shí)，當(dāng)使用壽命為50年，通用安全系數(shù)為1.5時(shí)，允許壓力為1.6MPa；而工作溫度70℃，和通用安全系數(shù)為1.5的條件，使用50年的允許壓力為1.0MPa，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)熱水系統(tǒng)的工作壓力、使用溫度、使用年限來確定管材的公稱壓力。
2.4　熱水系統(tǒng)的BA設(shè)計(jì)
　　熱水系統(tǒng)的BA設(shè)計(jì)主要是通過壓力、溫度訊號(hào)實(shí)現(xiàn)對熱交換器、熱水循環(huán)泵的啟停、故障、熱水溫度的監(jiān)視控制，具體實(shí)施如下：
　　(1) 分戶熱水表遠(yuǎn)程計(jì)量，按月集中計(jì)度、計(jì)費(fèi)、打印收據(jù)通知單和報(bào)表，并為住戶提供適時(shí)咨詢。
　　(2) 熱交換器出口溫度顯示及超溫報(bào)警。
　　(3) 熱水循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及故障報(bào)警。
　　(4) 熱交換器定期開列保養(yǎng)工作清單。
　　(5) 熱水循環(huán)泵定期開列保養(yǎng)工作清單。
　　(6) 蒸汽管道壓力顯示。

3　消火栓和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)
　　消防系統(tǒng)的安全、可靠是居民安居樂業(yè)的重要保障。在本小區(qū)的消防設(shè)計(jì)中經(jīng)多方案比較，并會(huì)同消防主管部門的意見，消火栓、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用區(qū)域集中臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，選擇較適中的位置集中設(shè)置消防水泵房，每棟分設(shè)消防水箱，并采取措施，以避免由于水箱高度不同而引起的“串壓”問題。水箱高度均能滿足《高層民用建筑防火規(guī)范》中對靜水壓力的要求，每棟單體內(nèi)消火栓均設(shè)按鈕，火災(zāi)時(shí)及時(shí)啟動(dòng)消火栓泵，噴淋系統(tǒng)設(shè)監(jiān)控閥、水流指示器及濕式報(bào)警閥，采用區(qū)域集中臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 節(jié)省住宅地下室占地面積；(2) 避免重復(fù)購置消火栓泵、噴淋泵、電控柜等消防設(shè)備，減少投資；(3) 避免消防加壓設(shè)備分散設(shè)置帶來的維護(hù)、管理不便，有利于消防設(shè)備自檢。
　　由于所選水泵流量和揚(yáng)程是根據(jù)小區(qū)內(nèi)同一時(shí)間失火次數(shù)為一次而考慮的，故水泵流量和揚(yáng)程應(yīng)根據(jù)最不利一幢建筑的消防用水量和最不利建筑最不利點(diǎn)所需壓力來確定。為防止由于建筑高度不同而造成的較低、較近建筑消防供水時(shí)壓力過高或減壓孔板設(shè)置過多，在消火栓及噴淋系統(tǒng)總干管入口處設(shè)可調(diào)式減壓閥。此閥閥后壓力不隨閥前壓力、流量的變化而改變，供水時(shí)閥后壓力穩(wěn)定，同時(shí)在減壓閥后管段上設(shè)DN32泄水閥，定期泄水，試運(yùn)行。
　　消火栓、噴淋系統(tǒng)管材在本工程設(shè)計(jì)中采用鍍鋅鋼管，管徑小于100mm時(shí)采用絲扣連接，管徑大于100mm時(shí)采用法蘭連接，鍍鋅二次安裝。由于系統(tǒng)工作壓力較高，所以對絲扣連接的管件要求很高，對施工隊(duì)伍的技術(shù)素質(zhì)要求更加嚴(yán)格。這種安裝方式也會(huì)帶來諸多弊端：鍍鋅二次安裝工程量大，工期長，絲扣連接若在試壓過程或使用過程中出現(xiàn)滲漏，需大面積拆除管道，更換管件，管道系統(tǒng)的安裝質(zhì)量將會(huì)受到一定影響。消防給水管道的卡箍式連接工藝在一些實(shí)際工程中的應(yīng)用，尤其是噴淋系統(tǒng)，國外已有較多應(yīng)用，對管道的安裝質(zhì)量是很好的保障。這種安裝工藝采用快速機(jī)械接頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絲扣、法蘭連接方式，具有快速可靠、工藝簡單、免電焊的優(yōu)點(diǎn)，還可吸收管道噪音振動(dòng)的傳播以及熱脹冷縮引起的變形，便于管道的維修，保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際工程中達(dá)到廣泛應(yīng)用還有待于人們設(shè)計(jì)意識(shí)的提高、技術(shù)規(guī)范、施工技術(shù)、施工機(jī)械等方面的改進(jìn)和完善。

4　冷卻循環(huán)水系統(tǒng)
　　小區(qū)設(shè)有集中空調(diào)系統(tǒng)，冷水機(jī)組集中設(shè)于能源中心內(nèi)，采用5臺(tái)蒸汽雙效溴化鋰機(jī)組，與之相應(yīng)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中采用5組高效節(jié)能點(diǎn)滴式組合冷卻塔。該冷卻塔填料由單元填料片、中心繩或不銹鋼中心桿、隔頂管和塔扣組成。每單元填料以2個(gè)或4個(gè)連續(xù)耳環(huán)作為迎接支管加以吊聯(lián)固定，組成交錯(cuò)型立體塊狀體，整齊劃一，橫向空隙均等，形成多層次的等空隙網(wǎng)絡(luò)狀。每當(dāng)上層水滴向下層填料滴落時(shí)，每單元的填料片都可以對水滴作一次重新切割分布，并在填料的孔洞中短時(shí)間預(yù)留凝滯形成空間水膜；同時(shí)水滴在填料表面靠液體本身的表面張力作橫向延流和倒角做圓周運(yùn)動(dòng)，延長了水滴在填料區(qū)的停留時(shí)間，強(qiáng)化了水氣接觸，提高了熱交換性能。當(dāng)單元填料片上積聚一定的水量后，再向下滴落，水滴通過填料區(qū)多層次的重新切割分布，使通風(fēng)阻力大大減小，氣流分布均勻，使水氣得到充分交換，冷卻效果很好。
　　BA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：小區(qū)中集中空調(diào)系統(tǒng)的耗能是十分巨大的。節(jié)能是首先要考慮的問題，因此采用BA系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、控制，合理調(diào)整機(jī)組及冷卻設(shè)備的運(yùn)行工況意義是相當(dāng)巨大的。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)作為空調(diào)系統(tǒng)的一部分，其BA的設(shè)計(jì)主要是冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停臺(tái)數(shù)的控制，冷卻循環(huán)水泵與冷水機(jī)組的聯(lián)動(dòng)控制，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)閥門的聯(lián)動(dòng)以及旁濾設(shè)備的運(yùn)行控制等，具體控制方式如下：
　　(1) 冷卻塔風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)由冷卻水出水溫度自動(dòng)控制啟停。
　　(2) 冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、故障報(bào)警。
　　(3) 冷卻循環(huán)水泵與冷水機(jī)組聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制啟停。
　　(4) 冷卻循環(huán)水泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、故障報(bào)警。
　　(5) 冷水機(jī)組進(jìn)出口溫度、壓力監(jiān)視。
　　(6) 旁濾設(shè)備進(jìn)出口壓差監(jiān)視(測)。
　　(7) 冷水機(jī)組進(jìn)水口過濾器兩端壓力監(jiān)測。
　　(8) 冷卻塔進(jìn)出水管、機(jī)組進(jìn)出口、冷卻循環(huán)水泵出口電動(dòng)閥聯(lián)動(dòng)控制。
　　(9) 冷卻水補(bǔ)水量遠(yuǎn)程計(jì)量。
　　(10) 冷卻循環(huán)水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)定期開列保養(yǎng)工作清單。

5　蒸汽凝結(jié)水的綜合利用
　　小區(qū)內(nèi)蒸汽凝結(jié)水的來源主要有：夏季采用蒸汽溴化鋰機(jī)組制冷產(chǎn)生的85℃凝結(jié)水。冬季利用汽水熱交換器采暖產(chǎn)生的85℃凝結(jié)水和全年制備生活熱水所產(chǎn)生的凝結(jié)水。夏季高峰期凝結(jié)水量約為27m³/h，冬季約 23m³/h。由于熱電廠不回收凝結(jié)水，若將其直接排放，既不能滿足水溫不高于40℃的排放條件，又造成凝結(jié)水資源的巨大浪費(fèi)。設(shè)計(jì)中首先采用水-水換熱的方式對每幢單體的生活熱水水源進(jìn)行預(yù)熱，控制降溫后凝結(jié)水溫在40℃以下，這樣既降低了凝結(jié)水溫度，又提高了生活熱水水源水溫，節(jié)約了制備生活熱水的蒸汽耗量，減少日常運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)又為凝結(jié)水的再利用創(chuàng)造了條件。降溫后凝結(jié)水經(jīng)統(tǒng)一收集后，一方面供給小區(qū)內(nèi)大型洗衣房用水，另一方面作為小區(qū)溫水洗車、道路澆灑用水，夏季少量多余水量則通過溢流方式排入小區(qū)雨水管網(wǎng)。
　　以上是筆者在科技示范小區(qū)設(shè)計(jì)中的點(diǎn)滴體會(huì)，我們相信隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，人們對居住功能、居住環(huán)境的要求的提高，在我國住宅產(chǎn)業(yè)各項(xiàng)規(guī)章制度日趨完善的保障下，通過大家的共同努力，我國住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程將進(jìn)一步加快，人們的居住生活質(zhì)量將提升到一個(gè)新的高度。

作者單位：石家莊市河北省建筑設(shè)計(jì)院

　　以上可以看出塑料管材較金屬管材具有很多優(yōu)越性，但由于我國塑料管材還未大規(guī)模推廣應(yīng)用，故國家還沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范。筆者通過實(shí)際應(yīng)用認(rèn)為有兩點(diǎn)應(yīng)引起廣大設(shè)計(jì)人員的注意。