住宅给水设计问题讨论

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1、住宅给水设计问题讨论住宅给水设计的基本任务，是满足住护对水量、水压和水质的要求。少数标准高的公寓型住宅，采用集中热水供应系统，给水设计还应满足用房用房对水温的的要求。就大部分住宅建筑而言，热水供应是采用按房设置的分散型系统，因此一般住宅给水设计的重点是如何保证使用者的水量和适当的水压，把城市自来水厂输送出来的合格水质转送到每家每房。在给水设备布置和管道敷设中，注意防止水质污染，保护良好的居住环境。1 一房多卫设计秒流量的计算随着住房制度的改革和住宅商品化的进程，住宅建筑设计为满足人们不同层次的需求，涌现了复式、跃层等标准较高住宅类型。每套住宅的布置由设一个卫生间发展到设二个以上的卫生间。例好：

2、一房设三房二卫一厨，四房三卫一厨，五房四卫（其中一卫无浴缸）一厨等，每房均配置一台洗衣机。然而用水设备增加了，居住人数并不相应增加。还有的购房者仅为拥有一份资产，平时很少居住。据有关部门统计，现在平均每房人数仅为3.2人，少数旧区改造住宅区域，可达3.5人，但随着生活水平的提高，居住人数也会逐年下降，因此有必要探讨一房多个卫生间的设计秒秒流量计算。按国家标准建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）计算设计秒流量。qg=0.2式中qg计算管段的给水设计秒流量，L/S；Ng计算管段的卫生器具给水当量总数；、k根据建筑物用途而定的系数，=1.1，k=0.005首先，确定一房卫生器具配置数量，见表1。

3、表1 常见一户卫生器具配置数量类型卫生器具当量值一卫一厨二卫一厨三卫一厨四卫一厨厨房洗涤盆1.01111坐便器0.51234洗脸盆0.751234浴缸1.51233洗衣机1.21111合计581113按不同数量卫生器具给水当量总数分别代入计算公式（1），得配置不同卫生器具每户设计秒流量，并确定进户管径。计算结果见表2。表2 一户设计秒流量与进户管径项目一卫一厨二卫一厨三卫一厨四卫一厨当量总数Ng秒流量qg/L/S1111镀锌钢管DN/mm流速u/m/s12340.7512341.512331.21111581113注：镀锌钢管系查管渠水力计算表；塑料给水管系查建筑给水聚丙烯管道（PP-R）工程

4、技术规程；铜管管径可参照塑料给水管。高层住宅竖向一般8层为一个区，给水立管计算如表3。设计秒流量是确定管径、计算管道阻力损失的主要依据。因此正确估算高峰用水量，可避免管径过大或过小。从表3可知：a.以一户一卫一厨的设计流量为100%，则一户二卫、三卫、四卫的流量分别为127%、149%、159%；b.以一个分区立管的总流量进行比较，则分别为100%、128%、154%、165%。可见，按现行设计规范进行计算，设计流量注：管径流速控制1.5m/s以内。随着卫卫器具的增加也逐步增加。分析日常住户用水情况，在目前居住人口不增加前提下，即使卫生器具设置很多，最大用水量也多发生在淋浴，同时使用洗衣机，以

5、及厨房洗涤盆用水组合上。以规范的额定流量计，qgmax=0.30+0.24+0.20=0.74（L/S）。笔者认为0.74L/S对大多数住户而言足够大了。对照表2、表3，此流量介于一户二卫一厨和三卫一厨之间，相立管流量和管径采用一户二卫一厨的设计参数较为合理。2 给水压力的控制各类住宅，无论是高层还是多层或小高层，也不论是采用重力还是压力给水系统，均应达到两个目的：a.系统供给的最大水压，不得超出用水设备的承压能力；b.系统最小供水压力应能保证最低需求。2.1 最大水压的确定最大水压取决于系统分区内的管道接口、卫生器具配件、阀门、小水表、热水器等等。管道接口与采用的管材有关，一般均可承受0.6

6、MPa压力。符合国家标准的水龙头、阀门也都能达到0.6MPa。其中冲洗水箱中的浮球阀多数只能承受0.4MPa；采用塑料壳件的小水表也只能承受0.4MPa；热水器视型号和热源不同有所差别，一般可达0.40.6MPa。高层住宅竖向分区通常采用0.30.35MPa，对高痊水箱供水方式，最大压力就是控制最大静水压力。目前在1530层住宅中，采用减压阀用于分区给水比较普遍，需注意的是：采用比例式减压阀时，其最大减压比应小于4:1；采用可调式减压阀，阀前与阀后最大压差不应大于0.4MPa；少数进口减压阀最大压差可达0.8MPa，但需注明特殊加工。一般情况下，阀前压力不宜超过0.6MPa，否则需串联一个减压

7、阀。控制最大压差或减压比，目的是防止流速过高产生气蚀，同时防止管道产生噪声。生活系统上的减压阀组均须设两用组1用1备，以确保供水可靠性。多层住宅群给水方式，也须防超压问题。例如，当总体上的集中泵房向各单体建筑供水时，靠泵房近端水压比远端高，如采用枝状配管，近端就易超压。许多住宅群总体生活和消防合用一根管道，或向屋顶送水和利用城市管网直接供水合用一管，往往直接上水的最下面几层超压。解决的办法：a.消防生活总体合流系统，单位体上生活系统入口端须设恒压阀。b.向屋顶水箱压力送水和直接利用市政水压的合流系统，最下面几层需复核可能发生的最大水压，超出分区承压能力的应设支管减压阀。2.2 最小水压的确定高

8、层住宅的最小静水压是指每个分区最层进户管的供水压力，多层住宅的最小静水压系指顶层对进户管需要的压力。理论上推算：HminH0+Hd+Hg （2）式中Hmin最小静水压力，m；H0用水点所需自由水头，视不同结构形式给水配件确定，最高可达710m，一般可取24m。Hd分户水表的水头损失，m。Hg管道到最不利用水点的沿程和局部阻力损失，m。分户水表的水头损失计算，如取给水流量qg=0.74L/S=2.664m3/h，采用旋翼式水表，DN20最大流量qt=5m/h，则：Kb（水表特性系数）=qt2/100=52/100=0.25Hd=qg/Kb=2.6642/0.25=28.4kPa=2.84mH2o

9、户内管道的水头损失,按管长20m，平均每阻力损失，包括局部阻力取10%，计2m。所以Hmin=24+2.84+2=6.848.84m，即为分户水表前支管处最小供水压力。为区分高层和多层，适当留有余量，建议高层住宅最小静水压取10m，多层住宅最小静水压取7m。住宅设计规范（GB50096-1999）规定：“套内分户表前的给水静水压力不应小于50kPa”，即5m水压是最起码的要求。2.3 防止给水“负压返流”给水压力不能保障最小静水压力时，最不利层非但不能正常供水，而且当下部用水设备集中使用时，有可能产生“负压返流”MPa，在同一个分区中，同样的给水设备，由于水压不同，各层的出水流量相差很大，实际

10、流量往往会大于计算流量。因此，对每一个分区采用限流降压措施是很有必要的。有条件时，支管可设平衡阀以消除压力差。3 水箱（水池）的容积和构造采用高痊水箱的供水方式 ，水箱有效容积超到调节和贮存生活与消防用水量的作用。消防贮备水量可按消防规范确定，调节水量需根据用水量和流入量的变化曲线确定。由于在实际工程中，一般很难获得变化曲线，设计人员往往凭自已的工作经验确定水箱的调节容量。不少人认为，只要满足设计规范的要求即“当水泵为自动开关时，不得小于日用水量的5%；不水泵为人工开关时，不得小于日用水量的12%，水箱的容积大一点，供水就安全些。以多层住宅为例，一幢6层住宅，一层4户，底屋至3层由砖市自来水压

11、直接供水，4至6层由屋顶水箱供水，水箱的有效容积按每户平均3.5人，用水量标准取200L/（人d），则考虑一天全部贮水量为：V=2003.543=8400（L），如果一天能进两次水则只需4200L。有的设计者，不管进水条件一律取10m3，甚至一梯两户，水箱供应6户时，也套用10m3水箱，足足可以使用两天，这是很不合理的。不少文献报道，水箱的容积对水质影响很大：自来水在水箱中贮存24h后，余氯为零。特别是在夏季水温较高，水中余氯量迅述减小，12h后即为零，不宜直接饮用；监测部门监测结果表明：当水温低于10时，滞后时间超过48h；当水温在15时，滞留时间超过36h；当水温大于20时，滞留时间超过2

12、4h，细菌、总大肠菌如群体指标明显增加。这充分说明，水箱容积宜小不宜过大，过大反而供水不安全。其最大容积在设有消毒措施时，不宜超过半天用水量。水池的容积往往比高位水箱大得多，贮存水质变差问题更加突出。一些地区，市政供水条件滞后于住宅建设的发展，室内消防用水需全部或大部分贮存在水池里。以高层住宅例，室内消火栓水量20L/S；有地下停车库，设自动喷水灭火系统，其流量30L/S，不考虑室外消防水量，消防贮水量就需252m3。而其生活贮水按有的地方供水部门规定，贮存量40%日用水量，也达100m3。如采用生活和消防水池合建型式其容积达300400m3，必须考虑防止自来水水质恶化的有效措施。水箱（水池）

13、的构造型式对贮存水质影响出很大。其构造和进出水管的布置应有利于存水的流动。科学研究证实，水分子是呈链状结构的，如果不经常受到撞击，其链状结构就不断地延伸和扩大而变成老化水（即“死水”）。这种老化水的活力极差，如果未成年人经常饮用就会使老细胞的代谢过程明显减慢，严重影响生长发育；如果中老年人经党饮用就会加速衰老，乃致染病！因此我们在设计水箱，特别是蓄水池时，不仅要考虑合适的容积，更要十分注意使进水不断流动，尽量避免水流死角。如加有效的导流隔墙，防止短流；有条件加循环泵促使池水连续流动；或利用增压水泵设置旁通管，在停止向高位水箱送水期间，朝水池中打循环。当容积超过半天用水量刊，应考虑设置消毒杀菌措

14、施，以确保供水安全。据了解，在日本高痊水箱大天10m3要有防污染措施。4 水泵房噪声防治措施4.1 噪声的来源高层住宅的增压泵站不少都设在地下室内，限于条件有的泵房上部就是住户房间。设计和安装稍有疏忽，水泵房的上部就会影响上层居民的身心健康，严重的引起纠纷，住户要求赔款、换房、退房也有发生。随着商品房的发展，人们对居住环境的质量要求也日益提高。国家标准住宅设计规范（GB50096-1999）中明确规定：“住宅的卧室、起居室（厅）内的允许噪声级（A声级）昼间应小于或等于50dB，夜间应小于或等于40dB“。根据某一工程实际测定，15kW的多级水泵,运行时地下室泵房内的噪声A声级可达80dB，C声

15、级可达82dB。底层住户客厅中央A声级为61dB，C声级为69dB。水泵房噪声源，主要来自水池进水、水泵运转、压水管固体传声和停泵水锤声。水池进水声同市政自来水压力和液压控制阀选型有着直接关系。市政压力越高，进水时动压瞬间释放能量就越大。据测定DN100杠杆式浮球进水声可达80dB。水泵运转声，除了与水泵型式、功率、转速有关，现场发现还与水泵、电机基座安装的平整度，尤其是电机和水泵、同心精度不一样，运转噪声就相差34dB。水泵出水管的固体传声，同管道中的水流速度有直接关系，流速高，管道随着水泵的运转，产生振动，通过支架和刚性墙壁、楼板传至住户。水锤声发生在停泵是地的瞬间，位置在出水管单向阀附近

16、，其特点是：时间很短，分贝很高。4.2 噪声的防治办法（1）对于水池进水声，首先要降低进水压力，可采用减压阀控制进入水池的水压不超过0.15MPa。其次，采用低噪音的液位控微阀，同时把进水管插入控制水位下，并做花管多点进水，这样既减轻了入水声，又可以推动整个水池断面形成运动，减少死水。特别注意，当口径大于DN50时不宜采用杠杆式浮球阀。宜采用淹没出流方式，并需设有防虹吸措施。（2）水泵至高位水箱的管道是固体传声的主要途径，椐对水泵机组的振动超过100mm/s2。这时，仅在水泵进出水管上装软接头，仍无法隔断固体传声。因此需控制出水管流速不宜超过1.5m/s。同时，水泵吸水管应正确设计，避免吸入空

17、气。水泵房内必须采用隔振基础和隔振支吊架，管道出泵房穿墙过楼板部位也应隔振，避免将管道振动传到整个大楼。（3）水泵出水管单向阀附近设水锤消除器，是消除停泵水锤的有效措施，也能降低泵房噪声。日本资料介绍水泵扬程大于15m，需装防水锤装置。1997年版建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）规定“住宅每户进户给水支管宜装设一个可曲挠橡胶接头等隔振降噪声装置和配件”。据国外设计介绍，在每层支管的始端或末端设置小型水击吸纳器，对于防治入户给水管道的颤动、开启龙头的啸声超到显著效果。5 给水塑料管的选用为改善供水水质，住宅给水管采用塑料给水管已愈来愈多，上海等一些地方建委已正式发文禁止多层住宅中采用镀钢

18、管，大力推广给水塑料管。目前市场上给水塑料管的种类主要有硬聚料乙烯（UPVC），交联聚乙烯（PEX）管，改性聚丙烯管（PP-R），铝塑复合管（PEX-Al-PEX）,聚丁烯（PB）管。为了正确设计选用这类管材，必须注意以下几点：5.1 系统最大允许压力应按技术规程确定塑料给水管提供的检验报告中的测试压力都很高，甚至达到5.06.0MPa，但大部分只是常温下，短时间所做的测定。具体采用时，尚需考虑管件、阀门等系统接头的因素，受温度变化引起的承压能力下降的因素和长期负荷作用下，承压性能谴责减因素。系统最大允许压力应接相应管材的技术规程确定，不能直接采用检验报告中的数值。有的样本资料中只提供管材的公

19、称压力，设计时采用的管道这句话工作压力，应把公称压力除以大于1.0的安全系数，一般UPC取2.5，PP-P用于冷水系统可取1.5，用于热水系统与管材的试验压力的相互关系为：式中环应力，MPa;p 管材的试验压力，MPa；t管材最小壁厚，mm；De管材外径，mm。经等式变换：当允许环应力和管外径及壁厚确定以后，可由上式计算管材的试验压力，来大致估算管材承压能力。须注意的是检验报告中环应力的测定水温和连续作用时间，如果测试水温达95，连续运作1000h以上，所做的环应力数值越高，说明此管材承压性能愈好。5.2 系统最高工作水温应留有余量不同管材耐温性区别很大。UPVC管只能用于冷水管，最高工作水温

20、为40；PP-R管可用于热水管，最高长期工作水温为70，交联大聚乙烯（PEX）管最高工作水温可达70，交联聚乙烯铝塑复合管（PEX-Al-PE）可用于热水系统，普通聚乙烯铝塑复合管（PE-Al-PE）只能用于冷水管。须注意的是，生产厂家提供的管材耐温检验报告，只是短时间所做的测定。住宅给水系统管道大多暗敷、长期受压，用于热水管时应留有余量，设计时对测试报告中允许的最高温度需乘以0.8以下的安全系数。5.3 暗敷的管道接口应避免丝扣等容易漏水的连接方式PP-P管可采用热熔连接方式；铝塑复合管，聚丁烯（PB）管等中软性管，直接暗敷时，最理想的是采用一根长管道，中间无接头；采用卡套连接时，应注意管道热胀冷缩时，接口易松开情况。所有暗敷管道，在封闭前一定要严格按规程要求认真做好试压检验工作，避免留下隐患。5.4 配件的局部阻力塑料给不管的规格是以外径命名的，同一规格，外径不变，壁厚随着公称压力要求而发生变化，相应内径改变。因此对一种管材而言，同一规格而承压高的管材，内径比承压低的要小。铝塑复合管等管道连接如采用镶入式铜接头时，连接处内径缩小很多，相应局部阻力增大，水力计算时，应取沿程阻力损失的50%60%。以上是本人对住宅给水设计的粗浅认识和体会，许多问题尚不成熟，提出来各同仁交流，抛砖引玉，使住宅设计更上一层楼。