建筑给排水中热水用水量计算方法的比较

建筑给排水中热水用水量计算方法的比较摘要：《建筑给水排水设计规范》中对建筑热水的计算给出了2个公式，但这2个公式的小时变化系数Kh在实际应用中不易确定。通过对该规范中有关数据进行整理，利用最小二乘法原理进行数据处理，得出了计算Kh值的拟合公式。随着人们生活水平的提高，热水的使用范围与频率也不断扩大和增长，不仅出现了功能齐全的各类电热水器、煤气热水器、太阳能热水器等等，而且住宅小区、高档写字楼内的集中供热水系统也在各地不断得到应用，至于各大宾馆、旅馆等，热水供应系统更是必不可少，只是在供水时间段上显示出其档次的高低，有的是24h供应热水，有的仅在某一时间段内定时供应热水。由于热水系统的普及，且应用对象的性质、规模各有不同，因此在具体的工程设计中也经常遇到一些问题。本文重在分析现有热水用水量计算公式的特点及各自的适用范围，以便在具体的工程设计中合理应用。1热水甩水量计算方法简介根据《建筑给水排水设计规范》GBJl5-88，建筑物的热水用水量可通过以下两种方法计算得到：

①根据人数或床位数和其热水用水量定额计算法[1]：Qh=Khmqr／24

式中：Qh一最大时热水用水量；

Kh——小时变化系数；

M—用水计算单位数(人或床)；

qr——热水用水量定额：规范中的计算公式隐含着热水供应时间统一为24h，并给出了一个全日制供应热水时Kh值的表格。但我们从表中只能查到一些离散的点，而实际应用中往往要通过插值方法才能得到所需的Kh值。而设计人员常用线性插值，有时甚至“毛估估”，造成了计算结果的偏差，进而影响了实际的使用效果。本文将给出经曲线拟合得到的Kh的计算公式，以便于设计人员的使用。qr的选用要注意热水的温度，必要时需经过换算，即(tr1—tl)qr1=(tt2—t1)qt2，其中tl为当地的冷水温度。在实际应用过程中，有一些工程是全日制供应热水，即t=24h，可以直接选用规范规定的有关的Kh值，但还有一些工程是定时供应热水，即t≠24h，从理论上来说这时的Kh值应小于全日制供水状况，但由于没有相关的参考数据，设计人员往往套用全日制供水条件下的Kh值，显然这是有偏安全的。

②根据卫生器具和热水用水量定额计算法：

Qh=∑(qh×n0×b／100)

其中Qh为卫生器具1h的热水用水量，n0为同类型卫生器具数，b为1h内卫生器具同时使用百分数。

这种计算方法从热水使用器具作为计算的出发点，具有一定的客观性，因为设计中洗脸盆、浴盆或淋浴器的数量是可以确定的，关键在于公式中各种卫生器具的同时使用百分数b的确定，有关具体规定可以参见相关的设计手册。2两种计算方法的分析与比较在具体的工程设计中，曾经用上述两种方法计算各类工程的热水用水量，同一工程的计算结果也不尽相同，有时是方法①的计算结果较大，有时又是方法②的计算结果较大，到底该以哪一种计算结果为准，常令设计人员头痛，而设计手册上的说明为：“两种方法计算的结果并不一致，设计时需分析对比合理选用”，却没给出具体的标准和方法，令人莫衷一是。

从公式表面分析，方法①似乎具有更广泛的适用范围，因为它有一个小时变化系数Kh，可以根据不同建筑的性质和规模来调节、控制，但没有根据热水供应时间长短的情况区分类别；方法②只是对住宅的浴盆数量与其同时使用百分数有一个对照表格，而宾馆等却不再细分规模，b的取值范围为60％-70％，这是相对于20世纪70年代旅馆的情况，而对于现在一些大规模、高档次的宾馆还是一味套用60％-70％的b取值范围，则不符合实际状况；至于医院等的病房的b取值范围有一个较宽的范围，为25％-50％，却没有给出具体的床位规模与占的取值之间的对应关系，仅凭借设计人员的经验来确定，而实际上不同等级医院的热水使用情况又各不相同，且某些高档病房楼的布置已接近旅馆的情况，该如何确定其用水规律也是一个新的课题。当然有关的占值范围的规定也是基于一定的概率统计与分析的结果，在一定的范围内还是比较准确的、本文拟从具体的计算中分析得到每种方法的适用范围，以作为具体设计中的参考和借鉴。为了便于比较，引入管道系统计算时的当量计算法，得到相应的设计秒流量，并换算成小时流量。

下面以旅馆类建筑为例列表比较两种计算方法的结果见表1(表巾热水以40℃计)：近表1选热水释用水倾量计镇算结泉果比片较魔床位急数/殃个烘方法出①结规果/村(移L·隙h斜—1变)工方法跨②结乔果/径(L患·h灶—1艰)蝶当量韵法结沉果/先(L粱·h谎—1瞎)慨50洗63田43耳48山75纽12磨07选5捕10选0锻97术96终97况50粒17帅07佩6唯15裕0棒12薄61薄1欧14宵62盟5碎20笋91史4岩20商0汇15块48纽8替19愁50春0安24报19充4谅30倡0此20敞68矛7虑29苏25纳0难29莫57振7纸40价0藏25蜻17耽3鄙39戒00尺0跨34仍15宾3换50奶0隔29秃62权3诵48遍75艇0将38塑18造4饼注：猴1，善以2盈个床神位为音1个昨房间甘计算再；2倡.每钥床每悦日热拳水用葱水定懂额取王为祸23注0L砖(以筹50请℃宣汁)勇；3淹.浴吃盆1耕h驱热水贺用水蛮量为巷30决0羞L士(以好40允℃汽计)凶；4贱.同孕时使些用百麻分数辫b的携值统际一取仙为6酒5。分析表中得到的有关数据，可以看出：当床位数为100个时，两种方法的计算结果大致相同；而床位数小于100个时，方法①的计算结果大于方法②；床位数大于100个时，方法②的计算结果大于方法①。造成这种情况的原因就在于当床位数较少时，用水的不均匀程度相对较高，b应该取较高的数值：而随着床位数的不断增加，用水的均匀程度也不断提高，b就应该取较低的数值，甚至可以小于60，因为从表1中可以看出，当床位数达到300个时，其最大小日寸热水用水量(以40℃计)已经与通过管道的设计秒流量换算得到的数值相近，虽然热水管道中的水温可以达到60t，但由于设计秒流量换算得到的小时流量与最大小时流量之间的系数又何止1.5!所以当床位数大于300个时，方法②的计算结果显然已经失去了实际的意义。因此，建议当床位数小于等于100个时，采用方法①来计算热水用水量；床位数介于100和300之间的，可以视具体工程的规模，档次，在两种方法之间选择，或综合考虑：而床位数大于300个时，应采用王云海：建筑给排水中热水用水量计算方法的比较方法①来计算，并可以根据具体工作的情况在单位用水定额的取值上作适当的调整。

至于住宅和医院的病房这两类建筑，同样可以通过上述方法，经比较确定各种方法的适用范围。

至于定时供应热水的情况，可以将方法①中公式分母的24改为实际供水时间段，并参考全日制供水的Kh值，虽然这样做是偏保险的，但定时供热水上午旅馆一般规模较小，因而用水的不均匀性也较高。3Kh值计算公式的拟定规范中给出全日制供热水条件下的一系列Kh值与床位数的对应表格，是一些离散的对应点，为了便于设计人员的具体使用，笔者根据系列点所构成的曲线的形状，利用最小二乘法的原理，运用相关计算软件，对各种条件的KL值进行了曲线拟合，得出以下计算公式，并分析各自的误差。分别见表2、表3、表4。

住宅：Kh=1.8367+33.0111·n0.5

50≤n≤6000(1)

旅馆：Kh=2.2818+56.8511n0.5

60≤n≤900(2)

医院：Kh=1.2355+23.0257n0.5

50≤n≤1000(3)律表2橡逗住宅斗的K停h狗拟合离结果戏误差告比较貌少渔居住垄人数絮规范拉中K环h猫拟合野的K微h辛相对抹误差五／%姻50乒6.雨58押6.给51甲1.隆1女10逼0慕5.唇12支5.馆14胶0.康4堤15伯0尿4.帜49军4.慕53竹0.械9盟20贞0淋4.傅13逢4.爱17馋1.寒0胞25赌0侦3.李88反3.截92厉1.归0餐30箭0辣3.喂70细3.摔74没1.义1折50唇0熔3.翁28欲3.知31代0.卷9汤10蒙00探2.弓86尸2.俊88舌0.荡7斑30庆00志2.出48鸣2.紫44攻1.偿6完60黄00察2.枪34婶2.周26患3.旱4讨表3旧柱旅馆滩的K大h泥拟合年结果总误差蓬比较急居住光人数忽规范友中K盒h疤拟合撞的K捕h屿相对屠误差益／%抽60段9.雅65保9.劳62足0.泼3股15卡0雪6.咸84趣6.主92蛮1.附2献30器0回5.仍61妙4.迎56纠0.止9隙45烦0江4.蹲97假4.灵96建0.昏2才60清0昏4.仔58互4.世60截0.蝇4浪90原0黄4.采19挡4.羞18葛0.治2沙表4谢哗医院便的K界h叨拟合顾结误艳差比盒较隙居住陶人数报规范盾中K爸h籍拟合具的K撤h犯相对蝴误差仁／%鼓35随7.慕62漂不适嫩用垒不适再用倒50码4.蜻55驰4.是49攻1.经3砖75亚3.痕78凳3.阿89亲2.呀9汇10困0灯3.夜54泊3.宣54距0.制0菜20区0炭2.峰93蜘2.青86锄2.智4因30酒0漂2.妻60裳2.槐56戏1.翠5撞50凉0绵2.泛23芹2.扯27句1.梦8挽10圈00程1.贼95弹1.岩96得0.剂5上述求值公式中，对于(1)、(2)两式，n为居住人数，对于(3)式，n为床位数。式中分别给出了相对于n的适用范围。公式(3)的拟合中，排除了表格中的第1对数据，因为这组数据明显偏离了其余各点所在的曲线。经验算，由求值公式计算的结果与表格中所给数据之间的误差如下：对于住宅，误差均在3.5％之内；对于旅馆，误差均在1.5％之内，而且分布较好，具有较高精度；对于医院，在适用范围内，误差均在3.0％之内。因此，上述公式的拟合具有比较高的准确度，在工程设计中，可以直接用这些求值公式来计算得到相应Kh的可信值。4结论与存在问题通过前述具体的分析比较，我们对两种热水量计算方法有了进一步的理解，也得到了在具体工程设计中计算不同建筑物热水用水量时所应采用的方法，但还有一些问题有待于在实际工程中不断积累经验后才能解决，如定时供热水的情况下如何确定Kh值，以及医院病房的b值如何确定，等等。谨以此文抛砖引玉，引起各位同仁共同探讨相关问题。门参考嚼文献样：葬[1盆]