何用（廣東省建筑設計研究院）
吳文楓（廣東省人防工程設計科研所）

　　提要：現行的生活給水管道設計秒流員計算式，存在缺陷和不足，應修改，但目前的條件只能作修正。本文試推導修正計算式。
　　關鍵詞：設計秒流量 最大用水時平均秒流量 衛生器具同時出流率

1.引言

　 我國建筑給水排水設計規范一直沿用的生活給水管道設計秒流量計算式，雖經幾次調正系數，但仍存在明顯缺陷和不足。然而要完全重新建立一套新的計算式，資料不足，直接套用美國或俄羅斯的概率法計算，亦因中國人的生活習慣.飲食傳統不同而不能簡單照搬。本文想就已有的用水量定額，時變化系數，衛生器具配置標準等資料，在現有計算式的基礎上，對現計算式做修正，使其能在邏輯上合理通順。

2.基本定義

2.1 一個衛生器具當量的出流量，0.2L／S計。
2.2 衛生器具同時出流率——同時出流的衛生器具當量數與計算的衛生器具當量總數之比，以m表示。
2.3 衛生器具配置比例——按若干使用人數配置若于衛生器具，即衛生器具的當置數與使用人數的比例。
2.4 衛生器具極限同時出流率——衛生器具同時出流的流量等于最大用水時平均秒流量時，其相對應的衛生器具同時出流率，以m₀表示。
2.５界限使用人數——當使用人數達到某一定值時，生活給水管道的設計秒流量等于最大用水時平均秒流量，此人數稱界限使用人數。
2.6 界限衛生器具當量總數——界限使用人數相對應的所配置的衛生器具當量總數，界限衛生器具當量總數等于界限使用人數與衛生器具配置比例的乘積，以N₀表示。

3.生活給水管道的設計秒流量計算式的基本要求

3.1 設計秒流量計算式為：
　　q_g＝0.2×N_g×m
　　式中q_g——生活給水管道的設計秒流量（L／S）；
　　　　N_g——衛生器具計算當量總數；
　　　　0.2——一個衛生器具當量的額定出流量（L／S）；
　　　　m——衛生器具同時出流量。
3.2 衛生器具同時出流量計算式的基本要求
　　1.當衛生器具計算當量總數等于1時，m＝100％；
　　2.當衛生器具計算當量總數等于N₀時，m＝m₀；
　　3.當衛生器具計算當量總數由1逐漸增大至N。的過程中，m值在前段下降較快，中段下降較慢，后段下降平緩。

4.設計秒流量計算式數學模型的選定

4.1 對現行計算式的分析
　　現行計算式可改寫成：

　　

4.2 從改寫后的計算式（1）可看出，括號內是衛生器具同時出流率計算式，但由于此計算式過于簡單，自變量N_g僅在第1項以平方根形式出現，就使計算式達不到本文第3節所提出的要求。
4.3 如果將（1）式括號內的第2項亦修正成自變量N_g的函數就可將現行公式的缺陷與不足得到基本改善。且為了使計算式不要過于復雜又能達到本文第3節的要求，結合概率計算的一般規律，筆者經多次試算探索，確定修正計算式數學模型為：

　　

　　要滿足當 Ng＝1時m＝100％，則（2）式中α必須等于 1，故（2）式就成為：

5.以普通住宅Ⅱ作例，推導設計秒流量計算式

　　

5.1 已知推導參數：
　　1.最高日生活用水定額250L／人.d
　　2.每戶人數3.5人。
　　3.每戶配置衛生器具：洗滌盆一個；洗臉盆一個；淋浴器一個：坐便器一個；洗衣機給水龍頭一個；合計當量數＝4。衛生器具配置比例＝4／3.5。
　　4.用水延續時數24h。
　　5.時變化系數2.8。
5.2 計算衛生器具極限同時出流率

　　

5.3 確定界限使用人數，經分折定為 1000人。
5.4 計算確定界限衛生器具當量總數

　　

5.5 計算確定β值

　　

　　得 β=0.0192

5.6 普通住宅11的生活給水管道設計秒流量計算式為：
　　當 Ng≤ 1143時：

　　

　　當 Ng＞1143時，設計秒流量以最大用水平均流量計：
　　q_g＝0.2×m₀×Ng＝0.0071×Ng

6.各類建筑的己知參數，界限使用人數和m₀β值

　　依據各種建筑的相應設計規范中的衛生器具配置比例和建筑給水排水設計規范中的相應用水量定額的規定，依照上例的推導方法，即可計算出各類建筑的m₀值和β值，從而建立各自的設計秒流量計算式，分別見表1。

表1 各類建筑推導參數m₀值和β值

建筑物類型 衛生器具配比（當量/人數） 用水定額（L/d.人） 用水延續時數（h） 時變化系數 m₀（%） 界限使用人數（人） 界限當量總數N β值 普通住宅Ⅰ 2.25/3.5 150 24 3.0 4.05 1000 643 0.00313 普通住宅Ⅱ 4.0/3.5 250 24 2.8 3.55 1000 1143 0.0192 普通住宅Ⅲ 6.0/4.0 280 24 2.5 2.7 1000 1500 0.004 別墅、高級住宅 10.0/5.0 350 24 2.3 2.33 1000 2000 0.00334 辦公樓 3.5/35 40 8.0 1.5 10.42 1000 100 0.0091 商場 3.5/80 40 6.0 1.5 31.75 1000 44 0.32 集體宿舍（集中衛生間） 2.0/10 150 24 3.0 13.02 1000 200 0.1441 旅店、醫院普通病房（集中衛生間） 3.0/10 200 24 2.5 9.65 500 150 0.0343 賓館客房、高級病房 2.0/2 300 24 2.5 4.34 1000 1000 0.0373 中、小學教學樓 1.0/20 30 8.0 2.5 26.04 1000 50 0.23 客運站、體育場館、展覽中心 8.0/200 5 1 2.0 34.7 2000人/時 80 0.49

7.評價與結論

7.1 從計算式的推導過程和采集的原始數據，是可靠的，準確的。
7.2 新計算式是原計算式的修正式，更切合用水的實際工況，并已從宏觀上步入了概率法計算范疇，由附錄對比可看出本推導式的計算值界于原計算式和俄羅斯及亨特概率法之間，證實其正確性。

8.調正和最后成果

8.1 將推導出來的秒流量計算式展開列出計算表，發現4種住宅的計算結果十分相近，辦公樓在界限當量總數范圍內計算結果與住宅Ⅱ相近似，因此計算式可適當合并。
8.2 β值的微小調正對計算結果影響很小，故應縮減β值的小數位，使計算式使用更方便。
8.2 表1未提及的一些建筑類型，可按用水工：況套用相近的計算式，如影劇院、營業餐廳、醫院門診部的衛生間可套用中小學教學樓的計算式。
8.3 經調正和歸納后，各類建筑的生活給水管道設計秒流量計算式列于表2。

表2　 各類建筑物生活給水管道設計秒流量計算

附錄　 住宅樓設計秒流量計算結果比較 當量Ng 現規范公式 本文推導公式 俄羅斯概率法 亨特概率法 （L/S） （L/S） （L/S） （L/S） 1.8 0.30 0.27 0.27 0.2 3.6 0.44 0.39 0.34 0.2 5.4 0.54 0.48 0.39 0.4 7.2 0.63 0.56 0.44 0.4 9.0 0.71 0.62 0.49 0.4 10.8 0.78 0.69 0.53 0.4 21.6 1.31 0.98 0.73 0.6 32.4 1.41 1.21 0.89 0.8 64.8 2.09 1.74 1.32 1.2

　　注：本表中俄羅斯和亨特概率法的數據，引自《給水排水》2000.9期，趙金玲、鄒平華《生活給水及熱水供應設計秒流量計算方法的研究（二）》。
　　本文得到何冠欽高級工程師指導，特此表示感謝。