北京建筑工程學院
吳俊奇 李敬宜 李 然 丁 艷 建筑內(nèi)部塑料排水管已越來越多的被推廣使用，而排水橫管內(nèi)水流量大小及出流特點與普通排水鑄鐵管是否相同，在設計上應注意哪些問題等尚需深入研究。本文主要是通過測定坐式大便器組合出流時，排水橫管內(nèi)水流至排水立管口處的瞬時高峰流量，對排水設計秒流量公式進行比較分析。 1 實驗裝置及測定方法 1) 實驗裝置
實驗裝置見圖1，排水橫管上安裝三個低水箱坐式大便器,水箱容積為12升，坐便器下水口與排水橫管垂直相連，排水橫管坡度為3.5％，為觀察水流方便管材采用透明有機玻璃管，內(nèi)徑90cm。 
2)實驗測定方法
水箱定容為12升，在排水橫管出水口處(立管)測定組合出流時，不同時間(△t=1秒)的水量，水量用重量法測定(因目前尚無合適的流量計可采用)。用秒表計時。 2 實驗結果 二個水箱、三個水箱不同組合同時出流流量測定結果分別見圖2、圖3、圖4和圖5。  
 
3 實驗結果分析 1）測定方法的誤差
對圖2～圖5中的曲線積分，其結果見表1，由表1可知該測定方法誤差在-1.04%——5.08%范圍，在現(xiàn)階段尚無相應測定儀器問世之前，用于小規(guī)模研究性實驗是可行的，但該方法勞動強度大，但該方法勞動強度大，需多人配合才能完成。 表1 流量測定方法的誤差| 組合工況 | 理論流量（升） | 積分流量（升） | 誤差 | | 12升1、2水箱、同時出流 | 24 | 25.22 | 5.08% | | 12升1、3水箱同時出流 | 24 | 23.75 | -1.04% | | 12升、2、3水箱同時出流 | 24 | 25.05 | 4.38% | | 12升、1、2、3水箱同時出流 | 36 | 37.04 | 2.89% | 2）與理論計算公式比較
目前排水設計秒流量計算公式有二個：
■用于排水不集中的建筑物
qu=0.12×a(Nu)0.5+qumax (a)
a 為與建筑物性質(zhì)有關的系數(shù)。
■用于排水較集中，持續(xù)時間較長的建筑
qu=∑qp.n0.b （b)
b為同一衛(wèi)生器具同時排水百分數(shù)，規(guī)范規(guī)定沖洗水箱大便器按12%計。
a、b取不同值時，2個公式的計算結果與實測結果見表2。 表2 組合出流公式計算值與實測值比較（L/S）| | 組合出流工況 | | | | 一個水箱出流 | 二個水箱出流 | 三個水箱出流 | | | | 1 | 2 | 3 | 1+2 | 1+3 | 2+3 | 1+2+3 | | a | 1.5 | 1.88 | | | 2.04 | | | 2.16 | | 2.0 | 2.01 | | | 2.22 | | | 2.38 | | 2.5 | 2.14 | | | 2.4 | | | 2.60 | | b | 12% | 0.18 | | | 0.36 | | | 0.54 | | 50% | 0.75 | | | 1.5 | | | 2.25 | | 100% | 1.5 | | | 3.0 | | | 4.5 | | | 實測值 | 1.43 | 1.5 | 1.74 | 2.61 | 2.11 | 2.27 | 4 | ?。?）與公式（a）比較：
在公式(a)計算結果中，當只有一個坐式大便器動作出水時，設計秒流量公式計算為1.88～2.14L／s(a＝1.5～2.5)，超過了一個坐式大便器的排水額定流量1.5L／S，且明顯偏大；而當2個坐式大便器組合同時出水時，設計秒流量公式計算為2.04～2.4L/S(a＝1.5～2.5)，實測值為2.11～2.61L／s，且相鄰二個坐式大便器動作時，流量較大，最大為2.61L/S；三個坐式大使器同時出水時，設計秒流量公式計算為2.16～2.61／s(a＝1.5—2.5)，實測值為4L／s。即后二種情況(組合情況)的計算結果均低于實測結果，而且三個坐式大便器同時出水時的情況偏差最大。當在確定排水橫管管徑時，前二種情況一般不會影響管徑變化，但第三種情況會使管徑的大小發(fā)生變化，根據(jù)公式計算結果管徑為DNl00，而根據(jù)實測結果管徑需洲125。如按現(xiàn)行公式計算結果確定管徑在實際使用中會出現(xiàn)排水橫管內(nèi)氣壓波動增大現(xiàn)象(排水管水力工況此處不作討論，以后會有文章論述)，對排水系統(tǒng)中的水封產(chǎn)生影響。
由此可知在確定二個以上大使器的排水橫管管徑時，公式計算值與實測值偏差較大，應對公式加以修正后才能使用，對于像集體宿舍、辦公樓等公共廁所設計時，a＝1.5顯然是不合適的。
(2)與公式(b)比較
公式(b)中同時排水百分數(shù)按規(guī)范規(guī)定取12％，當計算值小于一個衛(wèi)生器具額定排水量時，則取一個衛(wèi)生器具的額定排水量，由表2可知，當b＝12％和50％時，公式計算流量值遠小于實測值，約為實測值的1／2。由于實測方法是測定不同組合情況同時出水，即100％動作，而當b＝100％時，公式計算結果比實測結果要大，但其差異不會影響到管徑的變化。如對公式計算值加以適當修正(如修正系數(shù)η＝0.9)，則較好與實測值相吻合。
從實驗過程觀察也可看出，當三個坐式大便器同時出水時，排水橫管中上游的水流受下游出水影響很大，不能順暢流動，排水受阻，使上游橫管內(nèi)水流充滿度增加，形成較大壓力波動。另外當排水橫管安裝固定后，不同組合同時出流的高峰流量出現(xiàn)的時間是基本相同的，本實驗裝置為第9～10秒。 4 結論 (1)采用重量測定方法在研究性實驗中是可行的。
(2)對公式(a)：
?、僖粋€衛(wèi)生器具出水時，公式計算值大于實測值；
?、诙€及三個衛(wèi)生器具組合同時出水時，公式計算值小于實測值，且三個衛(wèi)生器具同時出水時的流量已影響排水橫管管徑大小。
(3)對公式(b)：
?、賐=12％、50％時，公式計算值明顯小于實測值；
②b=100％時，公式計算結果大于實測情，但不影響管徑大小的變化。
?。?）公式(a)不適用于宿舍、辦公樓等公共廁所內(nèi)大便器排水橫管管徑的確定。而直用公式(b)，如在計算中考慮水流相互干擾引入修正系數(shù)(如η=0.9)，即取b＝90％則公式計算值與實測值有較好的一致性。 | 
