居住小区生活给水管道设计流量的探讨

第３４卷第４期　・１９８・　２　０　０　８年２月　山　西　建　筑　

ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＬⅡ　Ｅ　Ｖｌｏ１．．３４　Ｎｏ．４　

Ｆ＿ｅｂ．　２００８　

文章编号：１００９—６８２５｛２００８）０４—０１９８—０２　居住小区生活给水管道设计流量的探讨　

徐磊　汪志祥　贾宝秋　摘要：在ＧＢ　５００１５—２００３建筑给水排水设计规范的基础上，通过对亨特概率法的研究，建立正态分布模型，得出正态分　布模型在居住小区生活给水管道流量设计中完全可行的结论，确定居住小区生活给水管道的设计秒流量。　关键词：居住小区，设计流量，概率法，正态分布模型　中图分类号：ＴＵ９９０．３　文献标识码：Ａ　

ＧＢ　５００１５—２００３建筑给水排水设计规范所列的住宅建筑内生　活给水管道的设计流量计算公式，通过计算最大用水时卫生器具　给水当量平均出流概率　，在一定程度上可以体现建筑物内卫　生器具的完善程度、用水量定额、生活习惯等因素与设计流量的　关系，修改了原平方根中一些明显不合理的部分。但在概率论中　被认为最合理的分布函数是二项分布或泊松分布，而此次“规范”　中采用的是幂函数作为分布函数。　因此按此计算方法所得的结果与实际情况存在矛盾，主要表　现为：在管段当量数较小时，计算所得的流量偏大；当给水当量较　大时，计算所得的设计流量可能偏小。文中应用亨特概率论中的　二项分布函数及单一变量的正态分布函数来计算居住小区生活　给水管段的设计秒流量。　１　“规范”中住宅建筑设计秒流量计算公式　住宅建筑生活给水管段的设计秒流量。应按下列步骤和方法　计算：　Ｕｏ＝ｑｏｍＫｈ／（０．２×　Ｔ×３　６００）　（１）　式中：　——生活给水管段的最大用水时卫生器具给水当量平　均出流概率，％；　每户用水人数；　ｑ０——最高日用水量定额，Ｌ／（人・ｄ）；　Ｋ＾——小时变化系数；　Ｍ——每户设置的卫生器具用水当量数；　

器进场。混凝土层的施工完毕后要进行养护。养护过程中，系统　压力应保持不低于０．４　ＭＶａ。混凝土层养护期不少于２１　ｄ，当地　暖上部细石混凝土养护达到设计强度后，上部方可上人进行其他　工作。为防止混凝土层因热膨胀而破坏应采取补偿措施，即设置　伸缩缝。　５．２系统检查和验收　低温热水系统应对下列内容进行检查和验收：１）管道、分水　Ｔ——用水时数，ｈ；　０．２——一个卫生器具给水当量的额定流量，Ｌ／ｓ。　Ｕ＝［１＋ａ　（　一１）。　］　。・　（２）　式中：ｕ——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，％；　ａｃ——对应于不同己　的系数。　ｑｇ＝０．２ＵＮｇ　（３）　式中：％——计算管段的设计流量，Ｌ／ｓｏ　２亨特概率计算方法　亨特概率法的基本原理是将给水系统中卫生器具的使用数　目视为一个随机变数，用二项分布的数学模型来描述秒流量这一　随机变量。假设某给水管段上连接有　个相同的卫生器具，各个　器具的开启和关闭相互独立，每个卫生器具的额定秒流量为ｑｏ，　则通过该计算管段的最大给水秒流量为ｑ０　，最小给水秒流量为　零，任意时刻通过该管段的给水秒流量为ｑ（０＜ｑ＜ｑ０　），为了保　证不间断供水，可以只研究极限情况，即最大日最大时的用水量。　假设最大时每个卫生器具的使用概率为Ｐ，则不被使用的概率为　１一Ｐ，那么在最大时，　个相同的卫生器具中有ｍ个同时使用的　概率为：　Ｐ｛Ｘ＝　｝＝Ｉ旦ｌ　（１一　）‘　ｍ’　（４）　，，‘Ｊ　根据亨特的定义，对于只有一种卫生器具构成的单一系统，　表示如下：　器、集水器、阀门、配件、绝热材料等的质量；２）原始地面、填充层、　面层等施工质量；３）管道、阀门等安装质量；４）隐蔽前、后水压试　验；５）管路冲洗；６）系统试运行。　参考文献：　［１］ＪＧＪ　１４２—２００４，地面辐射供暖技术规程【Ｓ］．　［２］王小兰．低温热水地板辐射采暖技术［Ｊ］．山西建筑，２００７，３３　（５）：１８７—１８８．　

Ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｏｆ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｇｒｏｕｎｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｘｕｅ－ｚｈｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｈｅａｔｉｎｇ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ｒｅ—　ｓｅａｒｃｈｅｓ　ｔｈｅ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｌａｙｉｎｇ　ｏｕｔ　ｏｆ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｉｐｅ，ａｎｄ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｒｅｑｕｅｓｔｓ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｏ　ｐｅｒｆｅｃｔ　ａｎｄ　ｐｒｏｍｐｔ　ｔｈｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｇｒｏｕｎｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄ　ｈｅａｔｉｎｇ，ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｉｐｅ，ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

收稿日期：２００７—１０—０８　作者简介：徐磊（１９８２一），男，沈阳建筑大学市政与环境工程学院硕士研究生，辽宁沈阳１１０１６８　汪志祥（１９８３一），男，沈阳建筑大学市政与环境工程学院硕士研究生，辽宁沈阳１１０１６８　贾宝秋（１９５６一），男，教授，沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳１１０１６８　

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第４期　２　０　０　８年２月　徐磊等：居住小区生活给水管道设计流量的探讨　・１９９・　

Ｐ　＝∑ｌ手Ｊｐｋ（１一ｐ）　≥０．９９　（５）　＝０一…　式中：Ｐ优——至多有ｍ个器具同时使用的概率，即给水保证率　

９９％是亨特在建立这种方法时选定的值，使用至今；　

——卫生器具同时使用个数；　声——用水高峰期单个卫生器具的使用概率；　

——管段连接的卫生器具数。　利用式（５）在已知　，Ｐ前提下，可求出满足Ｐ　＞０．９９的ｍ　值。则计算管段的设计秒流量为：　ｑｇ　ｑｏｍ　（６）　式中：ｑ　——计算管段的设计秒流量，Ｌ／ｓ；　ｑｏ——单个卫生器具的额定秒流量，Ｌ／ｓ。　公式（４），（５）的使用适合于只有一种卫生器具的单一系统，　而对住宅类建筑，是由厨洗盆、坐便器、浴盆等多种卫生器具组成　的混合器具系统，在混合器具系统中，要用亨特概率法计算秒流　量，首先确定卫生器具的使用概率Ｐ，再计算管段的设计秒流量。　

３正态分布模型下推求的设计流量　实际上，在用水高峰时段，洗浴、冲厕、烹饪、洗衣等设施使用　频率并不相同。Ｕ　反映的是不同卫生设备在高峰时段的加权平　均使用频率，在现阶段，不可能实测不同卫生器具的各自用水概　率，且ｕ　代替Ｐ在实际工程的设计中能保证足够精度。以下计　算中，以１个当量的卫生器具计为一个龙头，忽略不同卫生器具　的种类与动作规律。　当ｎ很大，且ｎｐ＞５，ｎｐ（１一Ｐ）＞５时，服从二项分布Ｂ（　，　Ｐ）的随机变量Ｘ可用正态分布　（Ｕ，　）近似计算。　根据《城市生活居住小区规划设计规范》，以我国城镇最小居　住组团３００户为例，按照普通Ｉ型住宅卫生器具设置标准（大便　器１．０，洗涤盆１．０），　＝２，用水定额１５０　Ｌ／（人・ｄ），户均３．５人，　用水时数２４　ｈ，时变化系数为２．５，通过式（１）计算可知ｕ　即　Ｐ＝０．０３，　＝６００。　Ｕ＝ｎｐ＝１８＞５，ｑｇ＝１７．４６＞５，满足上述条件，所以　个龙　头在所观察时刻有ｍ个同时被使用的概率可表示为：　Ｐ｛Ｘ＝ｍ｝＝　（ｕ，　）＝　ｐ，ｎｐ（１一Ｐ）］　（７）　标准正态分布计算公式为ｊ５（～ｚ）＝１～ｊ５（ｚ），ｊ５（ｚ）为标准　正态分布Ｎ（Ｏ，１）的分布函数值。在　个龙头中，０一　个龙头　使用概率总和为：　Ｐｍ＝Ｐｔ　ＸＫｍ｝＝　｛　｝一｛　一　［　］｝。　把　６（）（】和Ｐ　（）．０３代入　ｌ　，一　ｊ　［４・２８］，　查正态分布表可知：　［４．２８］＝Ｉ，Ｐｍ＝Ｐ｛ｘ≤　｝＝　｛　｝　１。　即当　＝６００，为了使管道在高峰时以０．９９概率保证供水。　｛　｝＝０．９９　（８）　查正态分布表可知，　三　＝２．３，即：　＝　￣／ｎｐ（１一Ｐ）　２．３￣／ｎｐ（１一Ｐ）＋　ｐ，ｑｇ＝ｑｏｍ＝０．２×２．３￣／ｎｐ（１一Ｐ）＋　０．２ｎｐ＝０．４５３￣／ｎｐ＋０．２ｎｐ，即当　＝６００，为了使管道在高峰时　以０．９９概率保证供水，设计流量为：　％＝０．４５３￣／ｎｐ＋０．２ｎｐ　（９）　式（９）是建立在Ｐ＝０．０３，　＝６００上推求出的住宅小区给水　管道设计流量公式，现将此公式推求的设计流量与实测流量做比　较，实测流量为最高日最高时５　ｍｉｎ平均秒流量，即保证率在　９１．７％下的实际秒流量，而式（９）是在９９％保证率下得到的设计　秒流量，出现的偏差在合理的范围内，可将式（９）作为居住小区生　活给水的设计流量公式。　在管道负荷的卫生器具较少时，“规范”推荐的流量较文中计　算大；当卫生器具较多时，文中计算的结果大。对于小区总管、干　管，当卫生器具较多时，文中的计算结果与实测流量吻合良好，比　“规范”推荐流量更加合理可靠。　４结语　１）应用概率法计算生活给水流量更充分地考虑了影响用水　量的多种因素，如单位器具负荷人数、用水量标注、住户人数、时　变化系数等，因此它更全面客观地符合实际情况。　２）应用概率法计算生活给水流量，当管段上负荷的卫生器具　较少时，“规范”中计算的结果大于概率法计算的结果。当管段上　负荷的卫生器具较多时，结论反之。但用概率法计算的结果与精　确解更接近，且误差较少。　３）文中推导的给水流量计算适用于小区、居住区等各种规模　的管网。　４）在计算管流量过程中一些参数的取值以及计算过程中做　的一些假设是否合理，还需进行探讨。　参考文献：　［１］徐得潜．应用概率方法计算室内给水管道设计秒流量［Ｊ］．数　理统计与管理，１９９７，１６（３）：７—１２．　［２］陈和苗．概率法计算生活给水管道设计流量［Ｊ］．给水排水，　２００７，３３（２）：１２２—１２６．　［３］苏　伟．住宅给水排水系统优化设计探讨［Ｊ］．山西建筑，　２００５，３１（１４）：１２３—１２４．　［４］镇祥华．住宅小区给水流量计算公式的研究（第三分区）（学位　论文）［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２００３．　［５］施卫红．应用概率法计算居住小区管道设计流量［Ｊ］．西南给　排水，２００６，２８（５）：３４—３６．　

Ｔｈｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｃｈａｎｎｅｌ’ｄｅｓｉｇｎ　ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　ｑｕａｒｔｅｒ　ＸＵＬｅｉ　ＷＡＮＧＺｈｉ－ｘｉａｎｇ　ＪＩＡＢａｏ－ｑｉｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｅ　ｏｆ　ＧＢ　５００１５—２００３　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｄｒａｉｎｉｎｇ　ｏｆｆ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，ｂｕｉｌｄｓ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｂｙ　ｒｅ—　ｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ｔＯ　Ｈｕｎｔｅｒ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｌａｗ，ｒｅａｃｈ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ｆｅａｓｉｂｌｅ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｄｄｌｅ　ｉｎ　ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｃｈａｎｎｅｌ’ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　ｑｕａｒｔｅｒ，ａｓｃｅｒｔａｉｎ　ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　ｑｕａｒｔｅｒ’Ｓ　ｌｉｆｅ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ａ　ｓｅｃｏｎｄ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｆｌｏｗ　ｆｏｒ　ｐａｒａｇｒａｐｈ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｐｉｐｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　ｑｕａｒｔｅｒ，ｄｅｓｉｇｎ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ，ｍｅｔｈｏｄｓ　ｎｏｒｍａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ