住宅戶內給水管管徑和敷設方式探討

鐘于濤 余潔

【摘要】

GB 50015-2019《建筑給水排水設計標準》已經實施，標準中增加了“給水支管暗設時可敷設在吊頂內”的規定。針對住宅戶內給水管管徑和敷設方式進行分析，結果表明：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徑、管道流速和水頭損失的影響，一廚一衛、一廚兩衛宜采用管道外徑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。

【關鍵詞】住宅; 戶內給水管; 聚丙烯給水管; 設計秒流量; 暗敷; 衛生器具給水當量總數

【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計質量和提高給水排水系統的安全性具有重要的意義，正確、合理的配置給水排水系統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《建筑給水排水設計規范》及以前的版本中均明確生活給水管道宜明設[1]，明設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量的提高及住宅商品房市場的發展，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明裝敷設時易受碰撞而損壞，GB 50015-2003《建筑給水排水設計規范》（以下簡稱“建水規”）明確塑料給水管道在室內宜暗設，給水支管暗設時宜敷設在樓面的墊層內或沿墻敷設在管槽內，敷設在墊層或管槽內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是一廚一衛、廚房靠近衛生間布置，隨著單套住宅面積的增大，一廚兩衛、一廚多衛已成普遍現象，“建水標”明確塑料給水管道在室內宜暗設，給水支管暗設時可敷設在吊頂、樓面的墊層內或沿墻敷設在管槽內，敷設在墊層或管槽內的給水支管的外徑不宜大于25 mm[3]。與“建水規”相比，“建水標”中給水支管暗設時增加“吊頂”方式。

自2003年“建水規”實施以來，大量住宅建筑的給水支管敷設在樓面的墊層內，隨著我國經濟持續繁榮發展，人民的生活水平不斷提高，衛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在吊頂內，但仍然有大量設計師對住宅戶內給水管管徑計算不夠重視。下面以典型的一廚一衛、一廚兩衛、一廚三衛的住宅為代表，從以人為本、用戶至上的設計理念出發，計算確定住宅給水管合理的管徑并選擇合理的管道敷設方式。

1 住宅戶內給水支管現狀

（1）第一種做法是住宅戶內支管在墊層內敷設，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”和“建水標”明確了敷設在墊層或管槽內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支管在墊層內敷設，除衛生間內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、壓槽都將破壞結構板上鋼筋的保護層，加大鋼筋產生銹蝕的概率和速度，導致結構安全隱患大[4]。

（3）第三種做法是住宅戶內支管在吊頂內敷設[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，管徑不變，由于管道布置在吊頂內，需結合梁進行布置，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支管在吊頂內敷設，除衛生間內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“經驗”設計的嫌疑，管道管徑不一定符合設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住宅配置的衛生器具給水當量、使用人數、用水定額、使用時數及小時變化系數、水流速度、水頭損失等經計算確定。

2 對比計算

為便于對比分析，住宅生活用水定額統一取220 L/（人·d）、小時變化系數統一取2.5，每戶用水人數按一廚一衛、一廚兩衛、一廚三衛分別為3人、4人、5人計算。衛生器具的給水額定流量、當量見表1，衛生器具數量見表2，衛生器具給水當量總數見表3。

住宅給水設計秒流量根據住宅配置的衛生器具給水當量、使用人數、用水定額、使用時數及小時變化系數按式（1）計算最大用水時衛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，一廚一衛、一廚兩衛、一廚三衛的住宅分別按3、4、5人計算;Kh為小時變化系數，取2.5;NG為每戶設置的衛生器具給水當量數;T為用水時數（h），取24 h;0.2為一個衛生器具給水當量的額定流量（L/s）。

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

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

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

式中：qg為計算管段的設計秒流量（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管道的設計秒流量和計算內徑計算，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為計算管段給水設計流量（m3/s）;Ch為海澄-威廉系數，塑料管取Ch=140。

3 結果分析

由表4可知，對于一廚一衛的住宅，入戶管設計秒流量為0.46 L/s，冷水管設計秒流量為0.42 L/s，熱水管設計秒流量為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。

對于一廚兩衛的住宅，入戶管設計秒流量為0.54 L/s，冷水管設計秒流量為0.49 L/s，熱水管設計秒流量為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。

對于一廚三衛的住宅，入戶管設計秒流量為0.63 L/s，冷水管設計秒流量為0.57 L/s，熱水管設計秒流量為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“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，管道計算內徑與管道外徑的差異較大，應考慮管道壁厚對管道內徑、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 結束語

設計秒流量一定時，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、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徑、管道流速和水頭損失的影響，一廚一衛、一廚兩衛宜采用管道外徑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徑、管道流速和水頭損失的影響很小，一廚一衛、一廚兩衛宜采用管道外徑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。

戶內冷水支管、熱水支管管徑需經計算確定，并根據管徑選擇合理的管道敷設方式，考慮后期檢修的方便，建議住宅戶內給水管在吊頂內穿梁敷設，并根據安裝環境采取防結露和保溫措施。

參考文獻

[1] GBJ 15-88 建筑給水排水設計規范[S].

[2] GB 50015-2003 建筑給水排水設計規范[S].

[3] GB 50015-2019 建筑給水排水設計標準[S].

[4] 孫鋼，周璟 對住宅建筑中戶內冷熱水管道敷設方式的再探討 [J].給水排水，2008，34（2）：123-125.

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