新舊設計標準在宿舍給水設計秒流量計算應用中的研究

曠超玥KUANG Chao-yue

（湖南省建筑設計院集團股份有限公司，長沙 410000）

0 引言

《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003（2009 年版），以下簡稱為“舊規范”）自2010 年4 月1 日至2020 年2 月29 日實施過程中，某些類型宿舍項目中出現過給水設計秒流量計算結果偏大的情況。《建筑給水排水設計標準》（GB50015-2019，以下簡稱為“新規范”）于2020 年3月1 日起實施，逐漸被給排水工程師熟悉掌握，更加有效地指導了給排水設計。宿舍，作為一種常見的建筑類型，其給水設計秒流量計算方法也在此次新規范中進行了修訂，宿舍分類標準進行了簡化，便于設計師應用。新規范實施后，解決了很多實際問題，但同時也出現了一些新問題，如個別類型宿舍給水設計秒流量計算結果偏小。為了深入分析不同類型宿舍的供水設計，本文結合具體工程，采用新、舊規范計算不同類型宿舍給水設計秒流量，并對秒流量計算結果進行了比較、分析和探討。

1 計算方法

給水設計秒流量是在建筑生活給水管道系統設計時，按其供水的衛生器具給水當量、使用人數、用水規律在高峰用水時段的最大瞬時給水流量作為該管段的設計流量[1]。它是變頻供水設備選型和給水管道管徑選擇的主要依據。

新規范中宿舍分類標準為居室內是否設置單獨衛生間，舊規范中宿舍分類標準為每室居住人數。宿舍的給水設計秒流量計算公式有兩種，分別是平方根法[1，2]和給水百分數法[1，2]。

新規范將居室內設單獨衛生間的宿舍歸為用水分散型建筑（用水時間長，用水設備使用情況不集中），其給水設計秒流量計算采用平方根法（新規范第3.7.6 條，即公式（1）計算；將設有公用盥洗衛生間的宿舍歸為用水密集型建筑，其給水設計秒流量計算采用給水百分數法（新規范第3.7.8 條，即公式（2）。

式中：qg——給水設計秒流量，L/s；

Ng——衛生器具給水當量總數；

α——根據建筑物用途而定的系數（其中宿舍的α 取2.5）。

式中：qg——計算管段的給水設計秒流量（L/s）；

qgo——同類型的一個衛生器具給水額定流量（L/s）；

no——同類型衛生器具數；

bg——同類型衛生器具的同時給水百分數。

舊規范將Ⅰ、Ⅱ類宿舍（每室居住人數1～2 人[3]）歸為用水分散型建筑，其給水設計秒流量計算采用平方根法（舊規范第3.6.5 條，即公式（1）計算；Ⅲ、Ⅳ類宿舍（每室居住人數3～8 人[3]）歸為用水密集型建筑，其給水設計秒流量計算采用給水百分數法（舊規范第3.6.6 條，即公式（2））。

2 工程概況

現有兩個工程實例。宿舍一為湖南省長沙市某工業園項目內一棟員工宿舍，屬于二類高層建筑，建筑高度為40.20m，建筑面積為11029.67m2，建筑層數為地上13 層，1～13 層均為居室內設單獨衛生間的宿舍，本棟皆為3 人間宿舍，一共280 間。每個單獨衛生間內設有洗臉盆（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。具體布置見圖1。

圖1 某工業園員工宿舍大樣圖

宿舍二為湖南省長沙市某園區內一棟武警勤務樓，屬于一類高層建筑，建筑高度為35.70m，建筑面積為10077.4m2，建筑層數為地上9 層，1～2 層為輔助用房，3～6層為設公用盥洗衛生間的宿舍，7～9 層為居室內設單獨衛生間的宿舍。7～9 層皆為4 人間宿舍，一共60 間。每個單獨的衛生間內設有洗臉盆（Ng=0.50，qg0=0.10L/s）、淋浴器（Ng=0.50，qg0=0.10L/s）、延時自閉式蹲便器（Ng=0.50，附加1.2L/s；qg0=1.20L/s）各一個。具體布置見圖2。

圖2 某武警勤務樓宿舍大樣圖

3 計算結果對比分析

3.1 宿舍一計算結果分析

按照新規范第3.7.6 條，宿舍一屬于居室內設置單獨衛生間的宿舍，采用平方根法（公式（1））計算給水設計秒流量，其結果為10.25L/s，過程詳見表1。按照舊規范第3.6.6 條，宿舍一屬于Ⅲ類宿舍，采用給水百分數法計算給水設計秒流量。根據舊規范第3.6.6 條的條文解釋，可根據衛生器具數來選取相應的同時給水百分數，洗臉盆、淋浴器、坐便器的數量皆為280，其同時給水百分數分別取25%，25%，20%，給水設計秒流量為19.60L/s，過程詳見表2。由表1、表2 可知，采用舊規范給水百分數法計算出的給水設計秒流量約為新規范平方根法算出給水設計秒流量的1.9 倍。

表1 宿舍一給水設計秒流量計算結果（新規范）

表2 宿舍一給水設計秒流量計算結果（舊規范）

根據調查了解，工廠生產過程中，實行輪班制，且不同車間換班時間也不同，用水設備使用情況并不集中[4]。通過以上分析可知，宿舍一應歸類為用水分散型建筑，按照新規范采用平方根法計算給水設計秒流量更為合理，這樣選擇給水管徑更經濟，加壓給水設備也更節能，節約了初期投資和運行成本[5]。

3.2 宿舍二計算結果分析

按照新規范第3.7.6 條，宿舍二的7～9 層宿舍屬于居室內設置單獨衛生間的宿舍，采用平方根法計算給水設計秒流量。其結果為5.94L/s，過程詳見表3。按照舊規范第3.6.6 條，7～9 層宿舍屬于Ⅲ類宿舍，采用給水百分數法計算給水設計秒流量。根據舊規范第3.6.6 條的條文解釋，根據衛生器具數選取的洗臉盆、淋浴器、延時自閉式蹲便器同時給水百分數分別為70%，60%，2%。給水設計秒流量為9.24L/s，過程詳見表4。由表3、表4 可知，用舊規范給水百分數法算出的給水設計秒流量約為新規范平方根法算出給水設計秒流量的1.5 倍。

表3 宿舍二給水設計秒流量計算結果（新規范）

表4 宿舍二給水設計秒流量計算結果（舊規范）

宿舍二在實際使用過程中，由于武警訓練作息時間比較規律，用水時間短，用水設備使用情況集中，同時出流概率大。經調查發現，武警人員早上8:00 開始訓練，一般在7:30～8:00 時間段集中洗漱。早上訓練之后的洗漱則相對分散。根據現場實測，高峰期間，7～9 層的流量約為9L/s，與舊規范的給水百分數法計算結果接近。通過以上分析可知，該類型宿舍應歸類為用水密集型建筑，采用百分數法計算給水設計秒流量更為合理[6]。

采用常規的地下室生活貯水箱—變頻水泵加壓的給水方式，若按新規范的平方根法計算的結果選擇變頻加壓給水設備和給水管徑，能滿足大部分時間的用水需求，但無法滿足高峰時期的需求；若按照舊規范的百分數法計算的結果選擇變頻加壓給水設備和給水管徑，則加壓泵組可以滿足所有時間段的用水需求，但設備大部分時間不在高效工作區內運轉，前期和運行成本都較高。

為了解決高峰時期的用水問題，同時節約運行成本，該宿舍樓最終采用地下室生活貯水箱—水泵加壓-屋頂生活儲水箱給水方式，在屋頂設置生活水箱，緩解高峰時期的供水壓力，水泵按照最大小時用水量選擇型號。而計算給水管徑仍按照給水百分數法，可減小管道損失，減小增壓水泵的揚程。

平方根法是按衛生器具給水當量總數計算生活給水設計秒流量，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，沒有考慮用水的不確定性，雖然通過系數α 反應了不同類型用戶的衛生器具使用規律不同的情況，但用戶類型劃分比較粗糙。而百分數法是以概率為基礎的計算方法，劃分也更細致，體現了不同建筑，不同種類衛生器具數量的影響。通過宿舍一和宿舍二分別使用平方根法和百分數法計算給水設計秒流量結果的對比可知，衛生器具數量越多，兩種方法計算的給水設計秒流量相差越大。所以選擇合適的計算方法，對于大型項目更加重要[7～13]。

4 結論與建議

由以上兩個工程實例的給水設計秒流量計算結果分析可知，居室內設置單獨衛生間的宿舍不能簡單歸為用水分散型建筑。在碰到類似的工程項目時，應先調查清楚業主的使用習慣，具體情況具體分析，綜合考慮使用單位、居住人數、有無獨立衛生間、衛生器具數量等因素，將居室內設置單獨衛生間的宿舍進一步細分為用水分散型或者密集型。如果該宿舍為用水密集型，建議采用百分數法計算給水設計秒流量；如果該宿舍為用水分散型，建議采用平方根法計算給水設計秒流量。以此為依據，選擇相應的供水設備和給水管道管徑，更加滿足實際工程需要，同時取得更好的社會和經濟效益。