给排水毕业设计外文翻译.docx

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给排水毕业设计外文翻译

指导教师评定成绩

（五级制）：

指导教师签字：

附件C：

译文

1.水的使用，取用和存储评价

英国政府所承担的超过一半的公共可用水都是用在各类的建筑物上。

这些水用于家庭日常用水，包括家中各种各样的用水活动、生活用水和办公室、学校、医院的厨房用水以及其它用水。

建筑设计者对用水量的多少需要广泛的信息。

他（她）所需关注的是传统建筑和特殊建筑对用水的需求，包括各种用水活动的用水需求和建筑内部增长的各种类型的用水需求，还包括客观估计的存储水量和那些来自各种不同卫生器具间歇用水而增加的水量。

这种需求水量不能容易得到。

这需要建筑物内部实际的用水量信息以及与建筑物本身相关联的用水量信息，还需要一种理论框架去适应由这种方法得到的数据并为这种设计方法提供基础。

统计和可能性分析为理论分析和设计步骤提供了必要的框架，但是关于用水需求量和用水方式的实际适用的数据是难以得到的。

可以通过实验来获得数据，但是这种实验必须仔细的设计，如果这种实验确实有用就应该完全实行。

实验中很有必要去监测建筑物的总供水量和它一天的变化情况、管网中支管的流量变化、经常使用的卫生器具和排入排水管的确切水量等这些数据。

因此，在这个领域实验调查稀缺一点也不令人感到惊奇。

这些实验调查几乎都是由国家相关建筑研究机构和大学实施。

因此，设计者只有将就用着这些有限的实际信息，尽量地在理论框架内来使用这些信息并且以工程学判断的方法来弥补可靠数据的缺失。

水的使用

我们现在转向那些从各方面考虑起来的负荷评估的实际数据。

从表1.1、表1.2和图1.1来看，后者估算英格兰和威尔士的总用水量为13000ml/d，这个概括的数据虽然不是为了设计直接使用，但是却提供了有用的提示。

显然从生产负荷的观点来看，这些用于住处冲洗厕所、浴缸和淋浴等消耗水量的卫生器具是值得关注的。

在商业和工业中，冲洗便器的水量还是占有相当数量的。

水的使用总量是在变化

的，例如降低厕所贮水器的容积经过一定的时间会影响总的情况—详见表1.2。

节约用水将在11章讲述，11章将会讲述更多关于水的使用情况.

从设计的观点来看，下一步有必要考虑用水活动的多少以以及将来用水量在一天中的分布。

很显然，影响卫生间大量用水的情况主要看用水在一天中的分布是否均匀或者它是否集中在几个高峰的时段。

小便器的大量用水主要用在小便器的自动冲洗并且这种冲洗时间间隔是比较规则的。

这些简单的例子是为了举例说明在传统建筑中水的使用方式的重要性。

有些数据是可以获得的，在伦敦大部分广泛的研究都是在一幢公寓中实施的，研究手段有仪器和问卷等。

图1.2举例说明了在一个大的公寓中利用一天的时间研究而获得的具体的用水形式的数据。

这次研究表明主要的用水活动有沐浴、卫生间用水和饮用水，这些用水量常常占总用水量的大约80%。

更广泛地讲，拥有一到二个成年人和55%拥有小孩的一个家庭所在的大的住宅（两到三个房间）中和许多住户是退休者的小住宅中，主要有三个时段使用卫生器具。

这些时段是6点到9点；17点到20点和21点到24点。

在一天中使用洗涤池比使用卫生间和洗脸盆分布更均匀。

应该注意到这些记录是与出口处的供水量相关联的，许多用水量并不包括灌满洗涤池或槽的用水量—虽然在这方面没有直接的证据。

后者更为重要，因为这关系到废水管网系统和污水池的水力负荷，后面将会对此观点进行讨论。

有一细节在这组图表中并没有记录，以此为例，这些问题显示出沐浴用水是在一周中分布的，而且没有证据表明存在一个特殊时期是人们钟爱沐浴而用水的。

最近，由巴特勒组织的一个小规模的日常调查在英格兰东南部已经实施，调查的对象为由1到5人组成的28个不同的家庭。

样品中包含有50%的职业人员和

15%的普通人员。

所有人员允许使用卫生间、洗脸盆、浴缸和洗涤池，其它器具在一定程度上可用。

这项工作是在1987年的11月中旬的连续7天的时间内完成的。

上述报告显示出：

在工作日早上用水器具更频繁地使用，达到高峰，这里定义为早上7：

30至8：

30。

特别是洗脸盆和卫生间在这个时段使用最多，而洗涤池在一天中的使用比较均匀。

周末水的使用一般分布比较均匀和负荷比较低。

因此，工作日高峰时期的数据应该继续用于实际设计是值得推荐的。

表1.3总结了按照每户用水量而得到的主要数值。

分析将会继续以观察对用户用水量的影响。

对于经常使用的卫生间、洗涤池、浴缸和洗衣机等器具的用水量，发现其增长和住户人数成比例增长（单位为用水量/户/天）。

研究数据在图1.3中总体较平滑和弯曲地表现了每个人的定额，它显示出了早晨峰值的重要性和提供了实际用水量定额（如果要求）的信息（获得的频率值（频率/人/天）乘以0.06）。

作为对照，作者写到他从图1.3得到的卫生间峰值为0.45/人/天，少于编者的0.59/人/天这个数据。

差异可能是由于被测者来自不同的社会团体和不同的地域—独立的房屋对照于公寓。

他还写道在报告中有一个明显不一致的地方，那就是编者的研究中使用了热水（1972），其热水的使用量可能太高。

按照巴特勒的方法，Gatt（1993）报告了一份由马耳他52个家庭组成的研究，该研究提供了上述概述类型的大量数据。

他获得的卫生间工作日的高峰值为0.39/人/天—对比于前面章节的数值。

20世纪90年代，T.P.Konen和同事Stevens，S.Murakama和广岛大学的同事以及东京技术部的F.Kiya已经领会在到在该领域的实验工作的重要性。

使用的概率

分析需要的出口处的使用概率值将会在后面叙述。

类似的概率值按照出口处的平均使用时间以及相关联的随机系列平均使用间隔来描述。

换句话说，出口处任何时间内的概率值定义为t/T的比值，其中t为出口处使用时间的平均值，T为使用间隔的平均值。

在一般的研究中，求知概率值是确定独立出水点在一个小时内的使用时间所占的比例而确定的。

按照这种方式获得的一天的曲线与相关联的表1.2中的用水活动具有大致相同的形状。

在一天中很长时段如果一个器具没有使用，就会发现它的使用概率值就会减小，使用的主要时段就会出现较大的概率值。

作为一个例子，在这个研究中，大的公寓内卫生间在早晨一个小时内的高峰时段的最大平均概率值大约为0.05。

这还与冲洗贮水器的阀门有关，意味着阀门冲洗的时间为0.05个小时，也就是一个小时大约为3分钟。

表1.4给出了本次研究总结出来的概率值信息和文献记录的少量其它数据（CrispandSobolev1959,HERU1961）。

图1.4是由表1.4中得到的关于研究写字楼建筑用水量在一天中的使用分布数据而制成的图表。

前面关于给水出水点的数据适用于给水系统的设计，然而废水和污水排水系统的设计需要卫生器具排水量的概率值。

早期的数据（表1.5）是在当地公寓和住宅的研究中得到的。

（WiseandCroft1954）.这次工作得到的表1.5中的数据被广泛应用，它给出了早晨高峰时段最大的每小时概率值。

洗脸盆项的值包括它充水和放水的时间，但是不包括因为没有塞紧水龙头而流水的时间。

洗涤池的值包括一桶或一碗水因为漏空而浪费的时间。

最近关于出水点处的信息报告是否从某种形式上与表1.4相关联是值得考虑的，支持和夸大他们或者显示出了生活方式的改变。

从研究中得到的关于水的供应概率值为0.05的这个数值应用于家庭环境中卫生间的主要时段的使用频率值是可以看作合乎情理的。

这个值与已经记录流入的流量相关联，因此，它和给水系统的设计相关联。

然而对于废水和污水排水系统，相关联的数值是铰链孔处的出流量的概率值。

这个值是小于相关联的流入流量，和实际的流动时间成比例。

为了转换流出概率值，很有必要知道注入时间和流出时间。

根据研究描述得知：

卫生间的流入时间主要介于60至120秒之间，90%的时间它的流入时间超过75秒。

以75秒为一个计算基本值，可以假定出流时间为5秒钟，也就是可以把出流概率值看作是5/75或者是1/15，作为例子，与之相对应的入流概率值为1/15*0.05_或者为0.0033。

这个计算序列已经在表1.6中给出，表1.6还给出了洗脸盆的相类似的计算结果。

从后面来看，这种折算更值得怀疑，因为对于注入数据，还没有办法知道供应水是否用于充满洗菜盆和它是否直接排入废水管。

后面的情况流出和流入的概率值可能或多或少相同。

表1.6对以前得到的概率值和表1.6所列的数据按照相同的排序给出了暂时的评估。

巴特勒报道了他从28个家庭的研究中观察得到的参数。

表1.4中关于写字楼的数据也将可能作出暂时性的解释以用于排放。

假定卫生间的排出时间为5秒和给出了使用间隔，男人的排出概率值为0.0042，而女人则为这些数据与50%范围的人口相关。

推荐的准则将会在更广阔的人群中获得许可。

例如，对于75个人，无论对于要求还是义务，频率值将会更高。

没有数据适应于洗脸盆，但是可以假定它与卫生间的使用频率是相同的—虽然人们不一定常常上完卫生间就洗手，他们是经常使用水龙头洗手而不是一个充满水的盆子。

为了编写准则和规范的目的，很有必要降低使用简单形式的数据和给出设计者在应用上的适当指引。

早前的数据（表1.5）已经被广泛用于指导使用间隔和将来家庭使用的概率值。

列举的三个器具的使用间隔大约为1200秒，后面的用于家庭中供水和排水设备的数据也常常认为是合适的。

但是对于写字楼和工厂，预期用水量将会更加沉重。

卫生间用于定时冲刷的水量也许会达到极端，其间隔会达到大约120秒。

正如已经解释过的那样，数据是缺乏的。

实际经验告诉我们这种高频率在现实中是不实际的。

作为替代，300秒经常假定为高峰或拥挤时段使用的时间间隔，而公共或商业用途则为300秒，这些数值将会在后面使用。

设计者用他们的经验和出版物的数据来选择合适的概率值以满足特殊情况。

理论上的考虑

如果建筑内所有的可用器同时使用，设计令人满意的给水和排水系统将会只与流体机理有关的事了。

这种情况与ε实际情况相差甚远，用水活动在一天中是分散的，建筑物内的任意一种器具在任意时刻的使用概率值是很小的。

因此，决定器具同时使用的合理的假定组合的某些方法必须找到，这些方法将会是设计或测试给水、排水和污水装置的基础。

从前，研究的兴趣在于器具的供水方面;以后，兴趣集中于那些概率值存在差异的器具的排放方面，正如从供水概率值中已经看到的那样。

负荷一旦估计出来，正如第八章提纲所述的流体机理的一般过程将会用于确定装置的尺寸。

理论的基础将会用于统计理论，还将适用于解决那些原则基本相似的一些学科的问题。

Hunter（1940）是最先用统计理论去设计建筑给水系统的人之一。

Wise和Croft引进了一个相似的方法用于污水和废水设计的研究，这种方法从那时起广泛用于这种特殊的系统并不断改进和发展。

与卫生器具使用相关的概率值的方法在前面已经介绍过了。

考虑中的系统服务于建筑内分布的许多器具，它的使用与其它系统或多或少的相对独立。

如果任意一个器具在T秒时间内的平均使用时间为t秒,那么它在任意时间的使用概率值p定义为p=t/T。

这个器具在T秒内不使用的时间为（T－t）秒，因此，它的不使用概率值为（T－t）/T或（1-t/T）或（1-p）。

举个例子，在前面的部分发现的卫生间排放的概率值为0.0044，不排放的概率值较大，为0.9956。

换句话说，每个卫生间在高峰使用时间的平均不使用污水和废水系统的时间占该时段的所有时间的99.56%。

各种给水器具同时使用和不使用的概率值为每个单独概率值的乘积。

所以两个同时使用的概率值为p2,三个为p3,如此类推。

一个规定数量的器具和其它将使用的器具的概率必须同时考虑使用的概率值和不使用的概率值。

此外，很有必要让所有器具的可能组合估计一个可能的负荷；例如，有A，B，C三个器具。

A和B，A和C，B和C就是所有可能使用的组合。

这些考虑导致用二项式定理来描述几件相同类型器具中任意r件同时使用的概率值P为：

P＝Crnpr（1－p）n-r（1.1）

其中Crn表示n件器具同时使用r件的组合数。

当概率值很小就如考虑中的很多特殊情况，泊松将这个公式换算成一个更简便的公式：

P＝e-εεr/r!

（1.2）

其中e自然对数，其值为2.7183同时e=np。

表1.7中的有些例子的概率值是从上述两个表达式计算出来的（附带提一下泊松）.泊松表达式也许对初步勘探问题比较有用。

式（1.1）为给水初步设计和实验负荷以及污废水管道装置提供了一个基本的工具。

计算过程就是估算一个，二个，三个或更多器具同时使用的概率值，计算结果与一些标准或规范作出比较。

作为一个例子，考虑建筑物内有一组10个洗涤槽，估计其需要的设计负荷。

表1.7中的条目提供了必要的信息。

一个或更多洗涤槽同时使用的概率值，其给出的结果为（0.141+0.0118+…..）=0.1534.作为一个例子其总的概率值为：

R=0….10P=1.00

R=1….10P=0.1534

R=2….10P=0.0124

R=3….10P=0.00068

R=4….10P=0.00002etc

当多于两个或三个组合时，其概率值是非常小的。

作为一个特殊的服务标准，0.01一个值通常应该减小的。

换句话说，实际的负荷应该超过设计负荷而少于时段的1%。

在这个基础上，上述例子的设计负荷应该是任意两个洗涤漕的组合，三个洗涤槽同时使用的可能性是小于0.01的。

常规项目这些建议的设计的问题的考虑因素可以表达为：

∑Crnpr（1-p）n-r=0.01

其中∑表示上述所指项目的总和。

这个计算过程就是第四章表4.2的基础，当然，如果有需要，它还能延伸到更大数量的器具上。

如果需要，这种结果可以像流量是由计算的器具的数量和每一个器具合适的流量的乘积来表达一样，对于给水流量和排水流量一样适用，只是依靠需要考虑的问题。

图1.5就是一个基于表1.8每一个单独流量所得家庭排水量人例子，曲线是由计算结果得到的。

设计过程的建立

到目前为止，讨论只是集中于相同类别的独立组别的器具，但是在实际中，管道系统通常包括各种各样的器具。

上面提出的方法没有考虑在一个混合系统中各种不同样式器具重叠的可能性和不可能性，因此，这种方法倾向于超安全标准设计。

Hunter（1940）首先认识到在一个大型建筑估计给水负荷的这种缺陷，他试图用分配一个“加权的”或“固定单元”到每一个器具的方法来克服这种缺陷，就好像一个负荷倾向的表达式。

他的方法已经广泛使用，也适用于污水和废水管道的设计。

在过去多年中许多类似的方法已经提出，例如Griffiths（1962）,BurberryandGriffiths（1962）.等的理论。

最近，一种被称为二项式分布的严密的实用性方法已经尝试于公寓的给水服务设计。

这种方法要求比式（1.1）更复杂的表达式，它把各种各样的器具的每个不同概率值都直接考虑进去。

自从研究提及在设计方法中包括经济领域而超出传统方法后，在这个领域更多的研究是值得的。

用水当量的方法

首先认为用水当量的方法已经很好的建立并已经用于各种准则中。

这种方法是基于不同数量的器具因为它们的特性会产生一个给定的流量负荷的事实的基础上。

因此图1.5表明家庭排水系统10L/s的流量与大约160个卫生间器具（13L）或者270个洗涤槽所产生的流量差不多；13L是英格兰传统器具的流量，同时在此作为一个例子。

因此这些器具的负荷量的相对值为：

（1/160）/（1/270）

假设这个卫生间器具的13L分配一个10的数值作为它产生的负荷的表达式。

根据这些图形，那么洗涤槽相对于卫生间就有一个5.9的值，因为：

5.9＝10*160/270。

我们可以这么说10L/s的流量是由160个卫生间器具（每个有一个10的值）或270个洗涤槽（每个有一个5.9的值）所产生。

这种想法就是用水当量方法的基础，重要的部分是小心的选择一个i来建立当量值来表达用于不同频率的不同器具产生的负荷量、流量间的关系以及总的器具近照这些单元值来表达的负荷量。

这种方法的两种构成部分是紧密相联的。

表1.8给出了平常使用的器具的给水和排水当量值；还给出了得到图1.5基本的曲线的所使用的独立的器具的给水和排水的流量值。

这些当量值与前面章节建立的使用间隔相关，包括沐浴用的附加的数值作为参考。

表1.9给出了一个给定流量的排水

总的当量值的例子；家庭使用的数值是从图1.5中得到的。

因此10L/s的流量是由160个每个13L的卫生间器具或270个洗洗涤槽产生的，在两种情况下总的排放当量值为1600。

相似的曲线给出了公共/商业使用的数据。

标绘在表1.9的数据给出了图1.6的曲线同时我们已经移动图1.5到实际的第一个单独曲线。

图1.7给出了以这个为基础的平滑曲线。

为了确定一条水管的设计流量，无论是给水还是排水，步骤就是陈列出与它相关的卫生器具和它们的当量值，然后算出这些器具总的当量值。

参考表1.7然后允许设计流量就建立了。

众所知识例如淋浴器和洗手盆也许会偶尔以小流量使用，这个附加的流量应该直接加到从图1.7中得到的流量或者做一个独立的需求评估。

当然，应该提及的是在设计工作的实施中对同时使用器具的可能性应该运用判断力来决定。

例如，前面章节提供的信息暗示了住处沐浴器的使用不同于卫生间器具在早晨高峰时段的同时使用、盆和洗涤槽。

因此，为了估计与早晨高峰时段相符合的负荷，沐浴器的使用被忽略是合理的。

这是对于表1.8中一组卫生间器具，洗脸盆，沐浴器以及洗涤槽的排放当量值的基础。

一些已编纂的过程

英国管道卫生标准BS5572包含了图1.7给出的排放曲线以及单独器具的排放单位值。

在第一个版本（1978）的单位值是表1.8中给出的那些。

1994的版本包括了更广范围的单元值如表1.10中所说明的那样，反映了新的卫生器具和排水容量的引进。

混合器具的曲线由BS8301给出。

最初的英国建筑给水标准CP310包括一个简单混合的当量值方法，它后来转变为BS6700（1987和1997的版本）。

除了设计流量之外，那个标准现在包括最小流量，在表1.11中例示，在1999的水标准中也给出了。

它建议当排水同时发生时，一个器具的流量不应该低于最小值。

这个基础由表1.11和图1.8中给出。

它并没有提供使用和间隔的差异的方法，除了建议洗脸盆在使用高峰时期的负荷当量值应该从1.5升至3。

沐浴必须分配高负荷值，10还是22则要取决于水管的大小。

表格1.11和图形1.8是由建筑服务工程师组成的特许机构推荐（1986年），它们列出了细节。

设计流量由三种方法给出，也就是表格1.8和图形1.7与表格1.11和图形1.8相比，在一些情形下有许多相似，表格1.12与其他表格有许多不同。

在小的系统中，当经过所有的程序后，计算流量也许会比某个卫生器具的最小流量还小，这时此最小流量成为决定因素。

（详见附录2）

译文原文出处