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    排水立管瞬間流量測試法面臨的難題_趙世明

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    排水立管瞬間流量測試法面臨的難題_趙世明

    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ㄖO(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(guān)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(shù)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(shè)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(chǎn)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(zhuǎn)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矗薄。危铮薄。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(nèi)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(chǎn)品來說自然是個漂亮的數(shù)據(jù),但用于工程設(shè)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(shè)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(chǎn)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降较到y(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(jīng)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(jié)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(shè)計流量不匹配

    建筑排水設(shè)計中,選擇立管管徑時依據(jù)的流量是排水設(shè)計(秒)流量,該流量是根據(jù)設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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矗薄。危铮薄。玻埃保担铮

    75 


    據(jù)的,是經(jīng)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(jié)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(shè)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(shè)計工程師用式(計算的設(shè)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(guān)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(shè)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(shè)計流量的定義相沖突

    []4

    《的術(shù)語中對給排水建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》“設(shè)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(shè)計依據(jù)。這說明,在工程設(shè)計中用設(shè)計秒流量公式計算出的、用以選擇排水立管管徑的設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計規(guī)范相一致,測試中的立管流量應該采用和設(shè)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(shè)計工作中的管徑選擇。測試中若采用時間

    76 

    給水排水。郑矗薄。危铮薄。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(shè)計秒流量的概念中尋找答案。

    當然,最省事的辦法是對設(shè)計規(guī)范中的設(shè)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(jié)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(shè)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(shè)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(shè)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(jié)果用于工程設(shè)計規(guī)范,就必須妥善解決上述問題。

    參考文獻

    鄭培壯,李軍,等.伸頂通氣排水系統(tǒng)定流量與瞬間流量排1 張哲,

    ():水方式的不同區(qū)域匯合流量對比.給水排水,4,40894~98012張哲.住宅排水系統(tǒng)排水能力測試方法總結(jié).給水排水,2 張磊,

    ():4,40899~101012

    高乃云,張哲.伸頂通氣管道系統(tǒng)中瞬間流排水特性的影3 區(qū)永杰,

    響因素研究(三)瞬間流量在伸頂通氣排水系統(tǒng)中流量與壓力的():關(guān)系探討.給水排水,4,40492~95012

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