金建華，張創(chuàng)虎
(武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430070）

　　摘要：建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50015—2003)中規(guī)定，對(duì)于公共建筑中有大便器自閉式?jīng)_洗閥時(shí)的生活給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算，采用平方根法。分析了平方根法計(jì)算公式存在的不足，并將概率法與平方根法相結(jié)合得出了新的有自閉式?jīng)_洗閥時(shí)的生活給水設(shè)計(jì)秒流量公式。計(jì)算結(jié)果表明，該公式比規(guī)范公式更合理，有更大適用范圍。
　　關(guān)鍵詞：生活給水設(shè)計(jì)秒流量； 自閉式?jīng)_洗閥；概率法
　　中圖分類號(hào)：TU821．7　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B　　 文章編號(hào)：1009—2455(2004)04—0064—02

　　有大便器自閉式?jīng)_洗閥的生活給水管道設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算一直是一個(gè)具有爭(zhēng)議的問(wèn)題。
　　新的建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50015—2003)對(duì)分散型中的住宅的設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算，作了較大的
修改，采用以概率法為基礎(chǔ)的計(jì)算方法，對(duì)原規(guī)范計(jì)算公式作了修正。對(duì)于公建部分，則仍采用原規(guī)范平方根法計(jì)算。對(duì)于有大便器自閉式?jīng)_洗閥時(shí)的生活給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算，新規(guī)范規(guī)定如下^[1]：
　　對(duì)于集體宿舍、旅館招待所、賓館、醫(yī)院、療養(yǎng)院、休養(yǎng)所、門診部、幼兒園、辦公樓、學(xué)校等建筑的生活給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算，如有大便器延時(shí)自閉沖洗閥的給水管段，按公式(1)計(jì)算：
　　
　　qg——計(jì)算管段的給水設(shè)計(jì)秒流量，L／s；
　　N——計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)，自閉式?jīng)_洗閥的給水當(dāng)量均以0.5計(jì)；
　　α——根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)；
　　1.1——附加的流量值，L／s。
　　作者根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)用此公式計(jì)算有大便器延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥的給水管段設(shè)計(jì)秒流量，存在不足之處。鑒于此，將概率法與平方根法相結(jié)合，導(dǎo)出新的有大便器延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥的給水管段設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算公式。

1 有自閉式?jīng)_洗閥時(shí)給水設(shè)計(jì)秒流量推薦公式

　　亨脫提出，在一個(gè)建筑給水系統(tǒng)內(nèi)，全部n個(gè)衛(wèi)生器具里，同時(shí)使用m個(gè)器具，作為滿足給水系統(tǒng)使用條件下的要求負(fù)荷，則大于m個(gè)器具同時(shí)使用的概率應(yīng)不超過(guò)0.01，這個(gè)系統(tǒng)就假定為“滿足使用要求”^[2]。
　　假定一個(gè)給水系統(tǒng)中只有一種類型的衛(wèi)生器具，如僅有自閉式?jīng)_洗閥大便器，其數(shù)量為n個(gè)，每個(gè)器具一次使用與下次使用的間隔時(shí)間為t，每個(gè)器具每次沖洗所需的時(shí)間為t_l，則在一個(gè)系統(tǒng)中某一特定器具在某一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行沖洗的概率為，p=t₁/t該器具不沖洗的概率為1-p=1-t₁／t。
　　n個(gè)衛(wèi)生器具中任意r個(gè)同時(shí)放水的概率方程式為：
　　
　　
　　在“滿足系統(tǒng)使用要求”下，大于m個(gè)器具同時(shí)使用的概率不超過(guò)0.01，即
　　Pⁿ_m+1+Pⁿ_m+2+···+Pⁿ_n-1＜0.01
　　也可寫成：Pⁿ_o+Pⁿ_m+2+ ···+Pⁿ_m-1+Pⁿ_m≥0.99
　　或　
　　對(duì)于大便器延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥，假定一次放水的時(shí)間為t₁=9s，這次放水到下次放水的間隔時(shí)間為t=900s
　　則p=t₁/t=0.01,1-p=0.99
　　按上述理論，如果有10個(gè)大便器延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥，則：
　　
　　可知10個(gè)自閉式?jīng)_洗閥中只計(jì)算一個(gè)，其同時(shí)使用概率已超過(guò)0.99，而自閉式?jīng)_洗閥的額定流量為1.2L／s，因此給水設(shè)計(jì)秒流量為1 ×1.2=1.2L／s。如果有40個(gè)大便器自閉式?jīng)_洗閥，則：
　　
　　可知40個(gè)自閉式?jīng)_洗閥中只計(jì)算2個(gè)，其同時(shí)使用概率即可超過(guò)0.99，因此給水設(shè)計(jì)秒流量為2×1.2=2.4L／s。其余依此類推，可計(jì)算得表1。

表1 同時(shí)使用概率大于99％的延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥個(gè)數(shù)

延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥個(gè)數(shù)n 2-19 16-44 45-83 84-129 同時(shí)使用概率大于99%的延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥個(gè)數(shù)m 1 2 3 4

　　總結(jié)以上分析，作者提出針對(duì)于集體宿舍、旅館招待所、賓館、醫(yī)院、療養(yǎng)院、休養(yǎng)所、門診部、幼兒園、辦公樓、學(xué)校等公共建筑中帶有大便器延時(shí)自閉沖洗閥給水管設(shè)計(jì)秒流量公式(3)：
　　
　　式中：Q_g——給水管設(shè)計(jì)秒流量；
　　　　　α——按建筑物性質(zhì)而決定的系數(shù)；
　　　　　N_g——不包括延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥的其它衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)；
　　　　　m——按表1所確定的同時(shí)使用概率大于99％的延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥個(gè)數(shù)。
　　上述公式(3)其實(shí)是一個(gè)混合式，公式的前半部分0.2α(N_g)^0.5 是按平方根法計(jì)算的設(shè)計(jì)秒流量，后半部分m×l.2則是應(yīng)用概率法得出的設(shè)計(jì)秒流量。

2 推薦公式與規(guī)范公式的比較

　　假設(shè)有一辦公樓，衛(wèi)生間的大便器給水皆采用延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥。取α=1.5，大便器給水當(dāng)量取0.5，小便器給水當(dāng)量取0.5，洗臉盆給水當(dāng)量取0.75。分別由推薦公式和規(guī)范公式計(jì)算給水管設(shè)計(jì)秒流量，結(jié)果見表2。

表2 推存公式和規(guī)范公式計(jì)算給水管設(shè)計(jì)秒流量結(jié)果比較

人數(shù) 衛(wèi)生器具個(gè)數(shù) 規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果/（L·s^-1) 推薦公式計(jì)算結(jié)果/（L·s^-1) 備注 總?cè)藬?shù) 男 女 大便器 小便器 洗臉盆 　 　 　 1 　 　 1.31 1.2 特殊情況 60 40 20 2 2 2 1.66 1.67 　 120 80 40 4 3 3 1.82 1.78 　 360 240 120 12 8 9 2.33 2.18 　 2400 1600 800 80 53 60 4.27 6.14 　 3000 2000 1000 100 67 75 4.65 7.64 最大平均秒流量6.25L/s 3600 2400 1200 120 80 90 4.98 7.91 最大平均秒流量7.5L/s

　 表2中的最大平均秒流量是根據(jù)新規(guī)范，取K_h=1.5，每人每班最高日生活用水量取40L，使用時(shí)數(shù)取8h，計(jì)算而得。由表2得出以下結(jié)論：
　?、儆幸粋€(gè)大便器自閉式?jīng)_洗閥時(shí)，規(guī)范公式計(jì)算出的給水設(shè)計(jì)秒流量為1.31 L／s，大于其額定流量1.2L／s，這顯然是不合理的。
　　②新規(guī)范3.6.4條文解釋中指出：“當(dāng)給水管段上的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)(或衛(wèi)生器具數(shù)量)很大很大時(shí)，給水管段的設(shè)計(jì)秒流量就非常接近最大用水時(shí)平均秒流量?！睆谋?中可以看出，當(dāng)使用人數(shù)為3000及3600人時(shí)，規(guī)范公式計(jì)算出的給水設(shè)計(jì)秒流量比最大平均秒流量小得多，與上述條文解釋內(nèi)容相矛盾。
　?、弁扑]公式和規(guī)范公式的計(jì)算結(jié)果在人數(shù)較少時(shí)非常接近，并且在人數(shù)極少時(shí)推薦公式也適用；在人數(shù)較大時(shí)和最大時(shí)平均秒流量趨于接近，說(shuō)明推薦公式比規(guī)范公式更合理，適用范圍更廣。

3 結(jié)語(yǔ)

　　把概率法應(yīng)用于生活給水管道設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算是比較科學(xué)的。
　　將概率法與平方根法相結(jié)合，得出公共建筑中有大便器自閉式?jīng)_洗閥時(shí)的生活給水設(shè)計(jì)秒流量公式，該公式計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)潔，比規(guī)范公式有著更大的適用范圍和更好的合理性。

參考文獻(xiàn)：
[1] GB 50015—2003，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．
[2] 錢維生．高層建筑給水排水工程[M]．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社1995．

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作者簡(jiǎn)介：金建華(1964—)，男，湖北咸寧人，副教授，工學(xué)碩士，從事給水排水工程專業(yè)教學(xué)與科研工作，電話(027)87651786。