新舊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在宿舍給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算應(yīng)用中的研究

曠超玥KUANG Chao-yue

（湖南省建筑設(shè)計(jì)院集團(tuán)股份有限公司，長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2003（2009 年版），以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“舊規(guī)范”）自2010 年4 月1 日至2020 年2 月29 日實(shí)施過(guò)程中，某些類(lèi)型宿舍項(xiàng)目中出現(xiàn)過(guò)給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算結(jié)果偏大的情況。《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50015-2019，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“新規(guī)范”）于2020 年3月1 日起實(shí)施，逐漸被給排水工程師熟悉掌握，更加有效地指導(dǎo)了給排水設(shè)計(jì)。宿舍，作為一種常見(jiàn)的建筑類(lèi)型，其給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算方法也在此次新規(guī)范中進(jìn)行了修訂，宿舍分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，便于設(shè)計(jì)師應(yīng)用。新規(guī)范實(shí)施后，解決了很多實(shí)際問(wèn)題，但同時(shí)也出現(xiàn)了一些新問(wèn)題，如個(gè)別類(lèi)型宿舍給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算結(jié)果偏小。為了深入分析不同類(lèi)型宿舍的供水設(shè)計(jì)，本文結(jié)合具體工程，采用新、舊規(guī)范計(jì)算不同類(lèi)型宿舍給水設(shè)計(jì)秒流量，并對(duì)秒流量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較、分析和探討。

1 計(jì)算方法

給水設(shè)計(jì)秒流量是在建筑生活給水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，按其供水的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量、使用人數(shù)、用水規(guī)律在高峰用水時(shí)段的最大瞬時(shí)給水流量作為該管段的設(shè)計(jì)流量[1]。它是變頻供水設(shè)備選型和給水管道管徑選擇的主要依據(jù)。

新規(guī)范中宿舍分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為居室內(nèi)是否設(shè)置單獨(dú)衛(wèi)生間，舊規(guī)范中宿舍分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為每室居住人數(shù)。宿舍的給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算公式有兩種，分別是平方根法[1，2]和給水百分?jǐn)?shù)法[1，2]。

新規(guī)范將居室內(nèi)設(shè)單獨(dú)衛(wèi)生間的宿舍歸為用水分散型建筑（用水時(shí)間長(zhǎng)，用水設(shè)備使用情況不集中），其給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算采用平方根法（新規(guī)范第3.7.6 條，即公式（1）計(jì)算；將設(shè)有公用盥洗衛(wèi)生間的宿舍歸為用水密集型建筑，其給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算采用給水百分?jǐn)?shù)法（新規(guī)范第3.7.8 條，即公式（2）。

式中：qg——給水設(shè)計(jì)秒流量，L/s；

Ng——衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)；

α——根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)（其中宿舍的α 取2.5）。

式中：qg——計(jì)算管段的給水設(shè)計(jì)秒流量（L/s）；

qgo——同類(lèi)型的一個(gè)衛(wèi)生器具給水額定流量（L/s）；

no——同類(lèi)型衛(wèi)生器具數(shù)；

bg——同類(lèi)型衛(wèi)生器具的同時(shí)給水百分?jǐn)?shù)。

舊規(guī)范將Ⅰ、Ⅱ類(lèi)宿舍（每室居住人數(shù)1～2 人[3]）歸為用水分散型建筑，其給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算采用平方根法（舊規(guī)范第3.6.5 條，即公式（1）計(jì)算；Ⅲ、Ⅳ類(lèi)宿舍（每室居住人數(shù)3～8 人[3]）歸為用水密集型建筑，其給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算采用給水百分?jǐn)?shù)法（舊規(guī)范第3.6.6 條，即公式（2））。

2 工程概況

現(xiàn)有兩個(gè)工程實(shí)例。宿舍一為湖南省長(zhǎng)沙市某工業(yè)園項(xiàng)目?jī)?nèi)一棟員工宿舍，屬于二類(lèi)高層建筑，建筑高度為40.20m，建筑面積為11029.67m2，建筑層數(shù)為地上13 層，1～13 層均為居室內(nèi)設(shè)單獨(dú)衛(wèi)生間的宿舍，本棟皆為3 人間宿舍，一共280 間。每個(gè)單獨(dú)衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)有洗臉盆（Ng=0.50，qg0=0.10L/s）、淋浴器（Ng=0.50，qg0=0.10L/s）、坐便器（Ng=0.50，qg0=0.10L/s）各一個(gè)。具體布置見(jiàn)圖1。

圖1 某工業(yè)園員工宿舍大樣圖

宿舍二為湖南省長(zhǎng)沙市某園區(qū)內(nèi)一棟武警勤務(wù)樓，屬于一類(lèi)高層建筑，建筑高度為35.70m，建筑面積為10077.4m2，建筑層數(shù)為地上9 層，1～2 層為輔助用房，3～6層為設(shè)公用盥洗衛(wèi)生間的宿舍，7～9 層為居室內(nèi)設(shè)單獨(dú)衛(wèi)生間的宿舍。7～9 層皆為4 人間宿舍，一共60 間。每個(gè)單獨(dú)的衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)有洗臉盆（Ng=0.50，qg0=0.10L/s）、淋浴器（Ng=0.50，qg0=0.10L/s）、延時(shí)自閉式蹲便器（Ng=0.50，附加1.2L/s；qg0=1.20L/s）各一個(gè)。具體布置見(jiàn)圖2。

圖2 某武警勤務(wù)樓宿舍大樣圖

3 計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析

3.1 宿舍一計(jì)算結(jié)果分析

按照新規(guī)范第3.7.6 條，宿舍一屬于居室內(nèi)設(shè)置單獨(dú)衛(wèi)生間的宿舍，采用平方根法（公式（1））計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量，其結(jié)果為10.25L/s，過(guò)程詳見(jiàn)表1。按照舊規(guī)范第3.6.6 條，宿舍一屬于Ⅲ類(lèi)宿舍，采用給水百分?jǐn)?shù)法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量。根據(jù)舊規(guī)范第3.6.6 條的條文解釋?zhuān)筛鶕?jù)衛(wèi)生器具數(shù)來(lái)選取相應(yīng)的同時(shí)給水百分?jǐn)?shù)，洗臉盆、淋浴器、坐便器的數(shù)量皆為280，其同時(shí)給水百分?jǐn)?shù)分別取25%，25%，20%，給水設(shè)計(jì)秒流量為19.60L/s，過(guò)程詳見(jiàn)表2。由表1、表2 可知，采用舊規(guī)范給水百分?jǐn)?shù)法計(jì)算出的給水設(shè)計(jì)秒流量約為新規(guī)范平方根法算出給水設(shè)計(jì)秒流量的1.9 倍。

表1 宿舍一給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算結(jié)果（新規(guī)范）

表2 宿舍一給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算結(jié)果（舊規(guī)范）

根據(jù)調(diào)查了解，工廠生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)行輪班制，且不同車(chē)間換班時(shí)間也不同，用水設(shè)備使用情況并不集中[4]。通過(guò)以上分析可知，宿舍一應(yīng)歸類(lèi)為用水分散型建筑，按照新規(guī)范采用平方根法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量更為合理，這樣選擇給水管徑更經(jīng)濟(jì)，加壓給水設(shè)備也更節(jié)能，節(jié)約了初期投資和運(yùn)行成本[5]。

3.2 宿舍二計(jì)算結(jié)果分析

按照新規(guī)范第3.7.6 條，宿舍二的7～9 層宿舍屬于居室內(nèi)設(shè)置單獨(dú)衛(wèi)生間的宿舍，采用平方根法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量。其結(jié)果為5.94L/s，過(guò)程詳見(jiàn)表3。按照舊規(guī)范第3.6.6 條，7～9 層宿舍屬于Ⅲ類(lèi)宿舍，采用給水百分?jǐn)?shù)法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量。根據(jù)舊規(guī)范第3.6.6 條的條文解釋?zhuān)鶕?jù)衛(wèi)生器具數(shù)選取的洗臉盆、淋浴器、延時(shí)自閉式蹲便器同時(shí)給水百分?jǐn)?shù)分別為70%，60%，2%。給水設(shè)計(jì)秒流量為9.24L/s，過(guò)程詳見(jiàn)表4。由表3、表4 可知，用舊規(guī)范給水百分?jǐn)?shù)法算出的給水設(shè)計(jì)秒流量約為新規(guī)范平方根法算出給水設(shè)計(jì)秒流量的1.5 倍。

表3 宿舍二給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算結(jié)果（新規(guī)范）

表4 宿舍二給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算結(jié)果（舊規(guī)范）

宿舍二在實(shí)際使用過(guò)程中，由于武警訓(xùn)練作息時(shí)間比較規(guī)律，用水時(shí)間短，用水設(shè)備使用情況集中，同時(shí)出流概率大。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，武警人員早上8:00 開(kāi)始訓(xùn)練，一般在7:30～8:00 時(shí)間段集中洗漱。早上訓(xùn)練之后的洗漱則相對(duì)分散。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，高峰期間，7～9 層的流量約為9L/s，與舊規(guī)范的給水百分?jǐn)?shù)法計(jì)算結(jié)果接近。通過(guò)以上分析可知，該類(lèi)型宿舍應(yīng)歸類(lèi)為用水密集型建筑，采用百分?jǐn)?shù)法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量更為合理[6]。

采用常規(guī)的地下室生活貯水箱—變頻水泵加壓的給水方式，若按新規(guī)范的平方根法計(jì)算的結(jié)果選擇變頻加壓給水設(shè)備和給水管徑，能滿(mǎn)足大部分時(shí)間的用水需求，但無(wú)法滿(mǎn)足高峰時(shí)期的需求；若按照舊規(guī)范的百分?jǐn)?shù)法計(jì)算的結(jié)果選擇變頻加壓給水設(shè)備和給水管徑，則加壓泵組可以滿(mǎn)足所有時(shí)間段的用水需求，但設(shè)備大部分時(shí)間不在高效工作區(qū)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，前期和運(yùn)行成本都較高。

為了解決高峰時(shí)期的用水問(wèn)題，同時(shí)節(jié)約運(yùn)行成本，該宿舍樓最終采用地下室生活貯水箱—水泵加壓-屋頂生活儲(chǔ)水箱給水方式，在屋頂設(shè)置生活水箱，緩解高峰時(shí)期的供水壓力，水泵按照最大小時(shí)用水量選擇型號(hào)。而計(jì)算給水管徑仍按照給水百分?jǐn)?shù)法，可減小管道損失，減小增壓水泵的揚(yáng)程。

平方根法是按衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)計(jì)算生活給水設(shè)計(jì)秒流量，主要考慮用水的不均勻性，更加適合用水分散型建筑，但有局限性，沒(méi)有考慮用水的不確定性，雖然通過(guò)系數(shù)α 反應(yīng)了不同類(lèi)型用戶(hù)的衛(wèi)生器具使用規(guī)律不同的情況，但用戶(hù)類(lèi)型劃分比較粗糙。而百分?jǐn)?shù)法是以概率為基礎(chǔ)的計(jì)算方法，劃分也更細(xì)致，體現(xiàn)了不同建筑，不同種類(lèi)衛(wèi)生器具數(shù)量的影響。通過(guò)宿舍一和宿舍二分別使用平方根法和百分?jǐn)?shù)法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量結(jié)果的對(duì)比可知，衛(wèi)生器具數(shù)量越多，兩種方法計(jì)算的給水設(shè)計(jì)秒流量相差越大。所以選擇合適的計(jì)算方法，對(duì)于大型項(xiàng)目更加重要[7～13]。

4 結(jié)論與建議

由以上兩個(gè)工程實(shí)例的給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算結(jié)果分析可知，居室內(nèi)設(shè)置單獨(dú)衛(wèi)生間的宿舍不能簡(jiǎn)單歸為用水分散型建筑。在碰到類(lèi)似的工程項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)先調(diào)查清楚業(yè)主的使用習(xí)慣，具體情況具體分析，綜合考慮使用單位、居住人數(shù)、有無(wú)獨(dú)立衛(wèi)生間、衛(wèi)生器具數(shù)量等因素，將居室內(nèi)設(shè)置單獨(dú)衛(wèi)生間的宿舍進(jìn)一步細(xì)分為用水分散型或者密集型。如果該宿舍為用水密集型，建議采用百分?jǐn)?shù)法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量；如果該宿舍為用水分散型，建議采用平方根法計(jì)算給水設(shè)計(jì)秒流量。以此為依據(jù)，選擇相應(yīng)的供水設(shè)備和給水管道管徑，更加滿(mǎn)足實(shí)際工程需要，同時(shí)取得更好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。