排水立管瞬間流量測試法面臨的難題

趙世明１　孟德良２

）（０００４４；２山東建筑大學，濟南�。玻保埃保担埃敝袊�建筑設計院有限公司，北京�。�

并需要反復拆裝試驗系統(tǒng)；　　摘要　歸納了瞬間流量法面臨的測試量比恒定流量法大幅度增加，

立管的通水能力數(shù)值需要人為選值，試驗客觀性變差；把立管流量變化范圍中的最大瞬間值選為立管的通水能力，用于工程設計不安全；把用水高峰時段立管中的連續(xù)水流工況排除缺少證據(jù)支持；通水能力測試點和工程中的設計秒流量位置相沖突、不匹配；測試的通水能力是瞬間值，而工程中的設計秒流量是時段平均值，二者相沖突、不匹配等難題，并加以分析。

關鍵詞　排水立管　通水能力　瞬間流量測試方法　瞬間值　時段平均值

DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2015.0017

我國興建的排水試驗塔做了大量的排水　　近幾年，

立管通水能力和特殊接頭排水能力試驗，其試驗成果

集中地體現(xiàn)在特殊單立管排水系統(tǒng)的各技術規(guī)程中

以及立管通水能力的ＣＳ測試標準中。這些試驗，ＥＣ

都是采用國際上普遍采用的恒定流測試方法。正在

編制的行標《住宅排水系統(tǒng)排水能力測試標準》和修

，認為采編的國標《建筑給水排水設計規(guī)范》０１５ＧＢ５０　

用瞬間流量方法測試立管的通水能力更適合我國的

工程實際，因此正在探索瞬間流量測試方法。

瞬間流量測試法和恒定流量測試法相比，其難

度大幅度增加。從目前情況看，至少存在著以下困

難尚難解決。

１　測試工作量巨大且繁瑣

瞬間流量測試法中，一個既定組合的器具沖水，

１］，在立管中各過水斷面上產生的流量是不一樣的［

如圖１。若要測得流量沿立管的分布，就需要在多

個斷面上測量。由于測試儀表和測試方法的制約，

每一次沖水只能測得一個斷面的流量。這樣，對于

每一個既定組合的器具沖水，就需要重復沖水試驗

很多次，才能得到立管中的流量分布，這比恒定流量

試驗中的測試次數(shù)成數(shù)倍地增加。并且瞬間流量法

測量每個斷面處的流量，都要截斷立管，在截斷處用

測量容器承接立管中的排水，轉換出流量值，見圖

要耗２。這種巨量的測試工作量和頻繁地拆斷立管，

費大量的時間和人力，并且反復拆裝對氣密性有要

求的試驗對象，在標準的測試方法中是難以接受的

。圖１　

流量沿立管高度變化圖２　

流量測量容器７４　給水排水�。郑�４１　Ｎｏ．１�。玻埃保担铮�

２　立管的通水能力取值要人為確定

試驗中，立管的通水能力是取立管內最大負壓或正壓達到４ａ時的立管流量。在瞬間流量測００Ｐ試法中，對應這個壓力的立管流量是不唯一的，存在有無限多個。沿水流方向，流量逐漸減小，到立管底

１，２］

，如圖１和圖３。并且每一個過水部衰減到最�。�

的通水能力試驗數(shù)據(jù)。把一個最有利的而不是最不利的試驗數(shù)據(jù)挑選出來代表通水能力，對于被測試的產品來說自然是個漂亮的數(shù)據(jù)，但用于工程設計是不安全的，即使乘了折減系數(shù)仍無法判斷其安全性。

瞬間流量測試法中立管底端的流量測試值最小，屬最不利流量，用于工程設計較安全，并且容易測試，是否可以選作立管的通水能力呢？答案是否定的。因為該流量測試值受立管高度的影響太大（）。圖３中同樣的器具沖水，見圖３放在１５層沖水和放在４層沖水所產生的立管底部流量差異非常

２］

，甚至可達２～３倍。大［

——從零逐漸斷面都存在一個不同的最大瞬間流量—

３］

，如圖４。從排增大，達到最大值又逐漸減小到零［

水支管下方的最大瞬間流量衰減到立管底部的流量值之間，每一個流量都是客觀存在。但取用哪一個值作為立管的通水能力，需要人為選擇。這樣，試驗給出的立管通水能力就不可避免地摻進了人為因素，客觀性大打折扣

。

４　高峰用水時段排水立管中連續(xù)水流現(xiàn)象被忽視

一個排水系統(tǒng)負擔的衛(wèi)生器具越多或者說越到系統(tǒng)的下游，則流量越大，波動越�。幌喾矗�越到系統(tǒng)的上游，或承接的衛(wèi)生器具越少，則流量越小且變化越大，甚至呈現(xiàn)流量時有時無現(xiàn)象（即使在用水高峰。同樣，時段）對于排水立管系統(tǒng)，每一個樓層橫支管都屬于上游最起端，流量時有時無是非常正常的。但是對于立管的下部或底端，由于處于系統(tǒng)的下游，在系統(tǒng)用水的高峰時段形成連續(xù)的排水水流也是很正常的現(xiàn)象。不經過實際的觀察實測，就主觀地否認、排除立管中的這種連續(xù)水流現(xiàn)象，從而認定只用瞬間排水工況代表立管排水并安排試驗，至少帶有片面性，其結果是不能令人信服的。除非能夠證明：用水高峰時段排水立管中的連續(xù)排水水流工況是不存在的，或者，即使這種連續(xù)水流存在，也不屬于最不利工況。但現(xiàn)實是，該工程觀測證明至今并未進行。

５　測得的立管通水能力和工程設計流量不匹配

建筑排水設計中，選擇立管管徑時依據(jù)的流量是排水設計（秒）流量，該流量是根據(jù)設計秒流量公

４］

，見下式。式計算得來的［

圖３　

底端流量隨排水點高度的變化

圖４　斷面流量隨時間變化

３　取立管中的瞬間最大流量作通水能力用于工程

設計不安全

傾向于取立管中的最大瞬間流　　萬科塔試驗中，

量作為立管的通水能力。這個流量，是立管中某一個斷面上的瞬間高峰流量，用它代表立管的通水能力，是不能用于工程設計的。主要原因是：該流量是立管中無數(shù)個流量值中的瞬間最高值，是個最有利

０．ｐ＋１２αｑｑｍａｘｐ＝

——計算管段排水設計秒流量，／；式中ｑＬｓｐ—

（）１

——計算管段的衛(wèi)生器具排水當量總數(shù)；Ｎｐ———根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)；α—

——計算管段上最大一個衛(wèi)生器具的排水ｑｍａｘ—

／。流量，Ｌｓ我們采用該公式，應該相信該公式是準確

有依

給水排水�。郑�４１　Ｎｏ．１�。玻埃保担铮�

７５　

據(jù)的，是經過實踐驗證的，而不是憑空捏造的（當然。由公式也需要改進、修正，但這是另外一個問題）此可以推測，在建立該公式并在實際運行的建筑中測試、驗證該公式時，需要測量系統(tǒng)的實際排水流量，以檢查公式的計算結果和實踐的吻合程度，從而使業(yè)界接受該公式。該流量的合理測試點應該是安排在系統(tǒng)的出口，也就是排出管的出口或者立管的底部，這樣才能實施測試。很難想象，把測試點選在系統(tǒng)中途，截斷立管破壞運行著的系統(tǒng)去檢測流量。指出這一點的目的是想說明，立管的設計流量公式是用立管出口的流量檢驗、修正、吻合的，這樣，公式計算出的流量當然是立管底部或出口的流量，而不是系統(tǒng)中途的流量。

然而，瞬間流量試驗法給出的立管流量并不是在立管底部測得的流量，而是在立管中途測得的流量，這個流量和設計工程師用式（計算的設計流１）量，在概念上或量值上是不同的，二者是沒有交集、沒有聯(lián)系的。也正是由于沒有關聯(lián)性，瞬間流量試驗法才費盡周折到立管的各個斷面去測量流量，而無法取用立管底部的流量做代表。

工程設計中是用式（計算的立管下游總流量１）選用管徑，而瞬間測試法給出的立管流量并不是立管底部的值，二者無法匹配。

６　瞬間流量和設計流量的定義相沖突

［］４

《的術語中對給排水建筑給水排水設計規(guī)范》“設計流量”的定義是：給水或排水某種時段的平均流量作為建筑給排水管道系統(tǒng)設計依據(jù)。這說明，在工程設計中用設計秒流量公式計算出的、用以選擇排水立管管徑的設計流量是排水高峰某時段的平均流量，而不是最大瞬間流量。而瞬間流量測試方法中給出的是排水立管中的最大瞬間流量。這是兩個時間概念不同的流量。因此，用設計秒流量去和排水立管中的瞬間流量（或稱通水能力）相比較從而試圖選擇管徑是無意義的，就像試圖用系統(tǒng)的最大小時流量和系統(tǒng)的設計秒流量相比較一樣無意義。

為了實現(xiàn)管徑選擇，需要統(tǒng)一兩個流量的時間概念。流量概念應和設計規(guī)范相一致，測試中的立管流量應該采用和設計秒流量相對應時段的平均流量，而不是瞬間流量，這樣測得的通水能力才能夠用于工程設計工作中的管徑選擇。測試中若采用時間

７６　

給水排水�。郑�４１�。危铮�１�。玻埃保担铮�

平均流量，其數(shù)值顯然要比瞬間高峰值小，因此立管通水能力的數(shù)值必然會（比瞬間值）減小。至于這個平均時段是多長，應在設計秒流量的概念中尋找答案。

當然，最省事的辦法是對設計規(guī)范中的設計秒流量概念進行修改，回避這個時間平均的概念，使之向瞬間流量試驗法中的流量概念靠攏，同時保持秒流量計算公式不變。筆者認為這樣雖然可以避免二者的概念沖突，但后果是對建筑排水理論體系造成硬傷。７　結論

瞬間流量測試法面臨的難題有：

（）測試工作量需要數(shù)倍地增加，并且要反復拆１

裝試驗系統(tǒng)破壞密封。

（）立管的通水能力數(shù)值沿水流路程顯著變化，２

需要人為選值，試驗客觀性變差。（）選立管高程上的最大瞬間值做為立管的通３水能力，用于工程設計不安全。把立管底端的流量測試值選做立管的通水能力，也行不通。

（）把用水高峰時段立管中的連續(xù)水流工況排４除在外，缺少證據(jù)支持。（）測試的通水能力是立管中途斷面上的值，工５

程中的設計秒流量是立管底部的值，二者概念不同，不匹配。

（）測試的通水能力是瞬間值，工程中的設計秒６

流量是時段平均值，二者相沖突、不匹配，無法用于管徑選擇。

因此筆者認為若要把瞬間流量測試法制定為標準或使該試驗結果用于工程設計規(guī)范，就必須妥善解決上述問題。

參考文獻

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