住宅戶內(nèi)給水管管徑和敷設(shè)方式探討

鐘于濤 余潔

【摘要】

GB 50015-2019《建筑給水排水設(shè)計標準》已經(jīng)實施，標準中增加了“給水支管暗設(shè)時可敷設(shè)在吊頂內(nèi)”的規(guī)定。針對住宅戶內(nèi)給水管管徑和敷設(shè)方式進行分析，結(jié)果表明：住宅采用聚丙烯塑料給水管時，應考慮管道壁厚對管道計算內(nèi)徑、管道流速和水頭損失的影響，一廚一衛(wèi)、一廚兩衛(wèi)宜采用管道外徑32 mm的給水主管和管道外徑25 mm的給水支管，一廚三衛(wèi)宜采用管道外徑40 mm的給水主管和管道外徑32 mm、25 mm的給水支管;采用薄壁不銹鋼管、銅管等薄壁管時，管道外徑可縮小一級。

【關(guān)鍵詞】住宅; 戶內(nèi)給水管; 聚丙烯給水管; 設(shè)計秒流量; 暗敷; 衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)

【中國分類號】TU82【文獻標志碼】A

國家標準GB 50015-2019《建筑給水排水設(shè)計標準》（以下簡稱“建水標”）于2020年3月1日正式實施，該標準的實施對保障建筑給水排水設(shè)計質(zhì)量和提高給水排水系統(tǒng)的安全性具有重要的意義，正確、合理的配置給水排水系統(tǒng)是廣大居民日常生活的有效保障。

早期的生活給水管材以金屬管材為主，在GBJ 15-88《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》及以前的版本中均明確生活給水管道宜明設(shè)[1]，明設(shè)的生活給水管道施工、安裝、維修均比較方便，但不夠美觀。隨著塑料給水管材質(zhì)量的提高及住宅商品房市場的發(fā)展，塑料給水管材在住宅建筑中得到廣泛應用，由于塑料給水管道在室內(nèi)明裝敷設(shè)時易受碰撞而損壞，GB 50015-2003《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱“建水規(guī)”）明確塑料給水管道在室內(nèi)宜暗設(shè)，給水支管暗設(shè)時宜敷設(shè)在樓面的墊層內(nèi)或沿墻敷設(shè)在管槽內(nèi)，敷設(shè)在墊層或管槽內(nèi)的給水支管的外徑不宜大于25 mm[2]。

早期的住宅商品房大多數(shù)是一廚一衛(wèi)、廚房靠近衛(wèi)生間布置，隨著單套住宅面積的增大，一廚兩衛(wèi)、一廚多衛(wèi)已成普遍現(xiàn)象，“建水標”明確塑料給水管道在室內(nèi)宜暗設(shè)，給水支管暗設(shè)時可敷設(shè)在吊頂、樓面的墊層內(nèi)或沿墻敷設(shè)在管槽內(nèi)，敷設(shè)在墊層或管槽內(nèi)的給水支管的外徑不宜大于25 mm[3]。與“建水規(guī)”相比，“建水標”中給水支管暗設(shè)時增加“吊頂”方式。

自2003年“建水規(guī)”實施以來，大量住宅建筑的給水支管敷設(shè)在樓面的墊層內(nèi)，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)繁榮發(fā)展，人民的生活水平不斷提高，衛(wèi)生潔具的完善程度也越來越高，越來越多的住宅建筑將給水支管敷設(shè)在吊頂內(nèi)，但仍然有大量設(shè)計師對住宅戶內(nèi)給水管管徑計算不夠重視。下面以典型的一廚一衛(wèi)、一廚兩衛(wèi)、一廚三衛(wèi)的住宅為代表，從以人為本、用戶至上的設(shè)計理念出發(fā)，計算確定住宅給水管合理的管徑并選擇合理的管道敷設(shè)方式。

1 住宅戶內(nèi)給水支管現(xiàn)狀

（1）第一種做法是住宅戶內(nèi)支管在墊層內(nèi)敷設(shè)，除連接潔具的支管外，其余管道均采用管道外徑為25 mm的給水管[4]，理由是“建水規(guī)”和“建水標”明確了敷設(shè)在墊層或管槽內(nèi)的給水支管的外徑不宜大于25 mm，該做法未考慮居民的實際用水需求，當戶內(nèi)多個用水點同時使用時，管道流速過大，水頭損失過大，影響居民的用水體驗。隨著人們法律意識的提高和維權(quán)意識的增強，住宅給水管道水壓、水量問題引起的糾紛、投訴越來越多。

（2）第二種做法是住宅戶內(nèi)支管在墊層內(nèi)敷設(shè)，除衛(wèi)生間內(nèi)支管及連接潔具的支管外，其余管道均采用管道外徑為32 mm的給水管，該方式不論鑿槽、壓槽都將破壞結(jié)構(gòu)板上鋼筋的保護層，加大鋼筋產(chǎn)生銹蝕的概率和速度，導致結(jié)構(gòu)安全隱患大[4]。

（3）第三種做法是住宅戶內(nèi)支管在吊頂內(nèi)敷設(shè)[5]，除連接潔具的支管外，其余管道均采用管道外徑為25 mm的給水管，該方式只是將管道從墊層改到吊頂內(nèi)，管徑不變，由于管道布置在吊頂內(nèi)，需結(jié)合梁進行布置，同樣的戶型，管道長度可能比第一種做法更長，該做法同樣會受到用戶的投訴，因而需要引起同樣的重視。

（4）第四種做法是住宅戶內(nèi)支管在吊頂內(nèi)敷設(shè)，除衛(wèi)生間內(nèi)支管和連接潔具的支管外，其余管道均采用管道外徑為32 mm的給水管。

以上四種做法普遍存在憑“經(jīng)驗”設(shè)計的嫌疑，管道管徑不一定符合設(shè)計標準和滿足用戶使用舒適性需求，住宅給水支管管徑應根據(jù)住宅配置的衛(wèi)生器具給水當量、使用人數(shù)、用水定額、使用時數(shù)及小時變化系數(shù)、水流速度、水頭損失等經(jīng)計算確定。

2 對比計算

為便于對比分析，住宅生活用水定額統(tǒng)一取220 L/（人·d）、小時變化系數(shù)統(tǒng)一取2.5，每戶用水人數(shù)按一廚一衛(wèi)、一廚兩衛(wèi)、一廚三衛(wèi)分別為3人、4人、5人計算。衛(wèi)生器具的給水額定流量、當量見表1，衛(wèi)生器具數(shù)量見表2，衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)見表3。

住宅給水設(shè)計秒流量根據(jù)住宅配置的衛(wèi)生器具給水當量、使用人數(shù)、用水定額、使用時數(shù)及小時變化系數(shù)按式（1）計算最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率：

式中：U0為生活給水管道的最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率（%）;qL為最高日用水定額，取220 L/（人·d）;m為每戶用水人數(shù)，一廚一衛(wèi)、一廚兩衛(wèi)、一廚三衛(wèi)的住宅分別按3、4、5人計算;Kh為小時變化系數(shù)，取2.5;NG為每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當量數(shù);T為用水時數(shù)（h），取24 h;0.2為一個衛(wèi)生器具給水當量的額定流量（L/s）。

根據(jù)計算管段上的衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)，按式（2）計算該管段的衛(wèi)生器具給水當量的同時出流概率：

式中：U為計算管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率（%）;αc為對應于U0的系數(shù)，按“建水標”附錄B取用;Ng為計算管段的衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)。

根據(jù)計算管段上的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率，按式（3）計算該管段的設(shè)計秒流量：

式中：qg為計算管段的設(shè)計秒流量（L/s）。

采用聚丙烯（以下簡稱PP-R）塑料給水管的住宅，冷水管按S4系列、熱水管按S2.5考慮，給水管道水流速度根據(jù)管道的設(shè)計秒流量和計算內(nèi)徑計算，管道的沿程水頭損失按式（4）計算，得出管道的水流速度和管道單位長度水頭損失見表4。

式中：i為管道單位長度水頭損失（kPa/m）; dj為管道計算內(nèi)徑（m）;de25冷水管，dj=0.0194;de25熱水管， dj=0.0166;de32冷水管，dj=0.0248;de32熱水管， dj=0.0212;de40冷水管，dj=0.031;de40熱水管， dj=0.0266;qg為計算管段給水設(shè)計流量（m3/s）;Ch為海澄-威廉系數(shù)，塑料管取Ch=140。

3 結(jié)果分析

由表4可知，對于一廚一衛(wèi)的住宅，入戶管設(shè)計秒流量為0.46 L/s，冷水管設(shè)計秒流量為0.42 L/s，熱水管設(shè)計秒流量為0.27 L/s。若采用de25的PP-R管，水流速度分別為1.56 m/s、1.42 m/s、1.25 m/s，管道單位長度水頭損失分別為1.642 kPa/m、1.388 kPa/m、1.309 kPa/m，管道流速和水頭損失均偏大;若采用de32的PP-R管，水流速度分別為0.95 m/s、0.87 m/s、0.77 m/s，管道單位長度水頭損失分別為0.497 kPa/m、0.420 kPa/m、0.398 kPa/m。

對于一廚兩衛(wèi)的住宅，入戶管設(shè)計秒流量為0.54 L/s，冷水管設(shè)計秒流量為0.49 L/s，熱水管設(shè)計秒流量為0.34 L/s。若采用de25的PP-R管，水流速度分別為1.83 m/s、1.66 m/s、1.57 m/s，管道單位長度水頭損失分別為2.209 kPa/m、1.846 kPa/m、2.005 kPa/m，管道流速和水頭損失均偏大;若采用de32的PP-R管，水流速度分別為1.12 m/s、1.01 m/s、0.96 m/s，管道單位長度水頭損失分別為0.668 kPa/m、0.558 kPa/m、0.609 kPa/m。

對于一廚三衛(wèi)的住宅，入戶管設(shè)計秒流量為0.63 L/s，冷水管設(shè)計秒流量為0.57 L/s，熱水管設(shè)計秒流量為0.43 L/s。若采用de32的PP-R管，水流速度分別為1.30 m/s、1.18 m/s、1.22 m/s，管道單位長度水頭損失分別為0.888 kPa/m、0.738 kPa/m、0.941 kPa/m，管道流速和水頭損失均偏大;若采用de40的PP-R管，水流速度分別為0.84 m/s、0.76 m/s、0.77 m/s，管道單位長度水頭損失分別為0.300 kPa/m、0.249 kPa/m、0.312 kPa/m。

根據(jù)“建水標”第3.7.13條、第6.7.8條，管道外徑為25 mm的PP-R冷水管道水流速度宜小于等于1.0 m/s，管道外徑為32 mm、40 mm的PP-R冷水管道水流速度宜小于等于1.2 m/s;管道外徑為25 mm的PP-R熱水管道水流速度宜小于等于0.8 m/s，管道外徑為32 mm、40 mm的PP-R熱水管道水流速度宜小于等于1.0 m/s。

住宅采用PP-R塑料給水管時，管道計算內(nèi)徑與管道外徑的差異較大，應考慮管道壁厚對管道內(nèi)徑、管道流速和水頭損失的影響;采用薄壁不銹鋼管、銅管等薄壁管時，管道外徑可縮小一級。

4 結(jié)束語

設(shè)計秒流量一定時，不同管材對應的水流速度、管道單位長度水頭損失均不相同，同樣材質(zhì)、不同壁厚的管材對應的水流速度、管道單位長度水頭損失也不相同。

住宅采用塑料給水管時，應考慮管道壁厚對管道計算內(nèi)徑、管道流速和水頭損失的影響，一廚一衛(wèi)、一廚兩衛(wèi)宜采用管道外徑32 mm的給水主管和管道外徑25 mm的給水支管，一廚三衛(wèi)宜采用管道外徑40 mm的給水主管和管道外徑32 mm、25 mm的給水支管;采用薄壁不銹鋼管、銅管等薄壁管時，管道壁厚對管道計算內(nèi)徑、管道流速和水頭損失的影響很小，一廚一衛(wèi)、一廚兩衛(wèi)宜采用管道外徑25 mm的給水主管和管道外徑20 mm的給水支管，一廚三衛(wèi)宜采用管道外徑32 mm的給水主管和管道外徑25 mm、20 mm的給水支管。

戶內(nèi)冷水支管、熱水支管管徑需經(jīng)計算確定，并根據(jù)管徑選擇合理的管道敷設(shè)方式，考慮后期檢修的方便，建議住宅戶內(nèi)給水管在吊頂內(nèi)穿梁敷設(shè)，并根據(jù)安裝環(huán)境采取防結(jié)露和保溫措施。

參考文獻

[1] GBJ 15-88 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范[S].

[2] GB 50015-2003 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范[S].

[3] GB 50015-2019 建筑給水排水設(shè)計標準[S].

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[5] 王建華，住宅給排水系統(tǒng)設(shè)計美觀性探討[J].給水排水，2010，36（10）：74-76.