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【摘要】
GB 50015-2019《建筑给水排水设计标准》已经实施，标准中增加了“给水支管暗设时可敷设在吊顶内”的规定。针对住宅户内给水管管径和敷设方式进行分析，结果表明：住宅采用聚丙烯塑料给水管时，应考虑管道壁厚对管道计算内径、管道流速和水头损失的影响，一厨一卫、一厨两卫宜采用管道外径32 mm的给水主管和管道外径25 mm的给水支管，一厨三卫宜采用管道外径40 mm的给水主管和管道外径32 mm、25 mm的给水支管;采用薄壁不锈钢管、铜管等薄壁管时，管道外径可缩小一级。
【关键词】住宅; 户内给水管; 聚丙烯给水管; 设计秒流量; 暗敷; 卫生器具给水当量总数
【中国分类号】TU82【文献标志码】A
国家标准GB 50015-2019《建筑给水排水设计标准》（以下简称“建水标”）于2020年3月1日正式实施，该标准的实施对保障建筑给水排水设计质量和提高给水排水系统的安全性具有重要的意义，正确、合理的配置给水排水系统是广大居民日常生活的有效保障。
早期的生活给水管材以金属管材为主，在GBJ 15-88《建筑给水排水设计规范》及以前的版本中均明确生活给水管道宜明设[1]，明设的生活给水管道施工、安装、维修均比较方便，但不够美观。随着塑料给水管材质量的提高及住宅商品房市场的发展，塑料给水管材在住宅建筑中得到广泛应用，由于塑料给水管道在室内明装敷设时易受碰撞而损坏，GB 50015-2003《建筑给水排水设计规范》（以下简称“建水规”）明确塑料给水管道在室内宜暗设，给水支管暗设时宜敷设在楼面的垫层内或沿墙敷设在管槽内，敷设在垫层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25 mm[2]。
早期的住宅商品房大多数是一厨一卫、厨房靠近卫生间布置，随着单套住宅面积的增大，一厨两卫、一厨多卫已成普遍现象，“建水标”明确塑料给水管道在室内宜暗设，给水支管暗设时可敷设在吊顶、楼面的垫层内或沿墙敷设在管槽内，敷设在垫层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25 mm[3]。与“建水规”相比，“建水标”中给水支管暗设时增加“吊顶”方式。
自2003年“建水规”实施以来，大量住宅建筑的给水支管敷设在楼面的垫层内，随着我国经济持续繁荣发展，人民的生活水平不断提高，卫生洁具的完善程度也越来越高，越来越多的住宅建筑将给水支管敷设在吊顶内，但仍然有大量设计师对住宅户内给水管管径计算不够重视。下面以典型的一厨一卫、一厨两卫、一厨三卫的住宅为代表，从以人为本、用户至上的设计理念出发，计算确定住宅给水管合理的管径并选择合理的管道敷设方式。
1 住宅户内给水支管现状
（1）第一种做法是住宅户内支管在垫层内敷设，除连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为25 mm的给水管[4]，理由是“建水规”和“建水标”明确了敷设在垫层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25 mm，该做法未考虑居民的实际用水需求，当户内多个用水点同时使用时，管道流速过大，水头损失过大，影响居民的用水体验。随着人们法律意识的提高和维权意识的增强，住宅给水管道水压、水量问题引起的纠纷、投诉越来越多。
（2）第二种做法是住宅户内支管在垫层内敷设，除卫生间内支管及连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为32 mm的给水管，该方式不论凿槽、压槽都将破坏结构板上钢筋的保护层，加大钢筋产生锈蚀的概率和速度，导致结构安全隐患大[4]。
（3）第三种做法是住宅户内支管在吊顶内敷设[5]，除连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为25 mm的给水管，该方式只是将管道从垫层改到吊顶内，管径不变，由于管道布置在吊顶内，需结合梁进行布置，同样的户型，管道长度可能比第一种做法更长，该做法同样会受到用户的投诉，因而需要引起同样的重视。
（4）第四种做法是住宅户内支管在吊顶内敷设，除卫生间内支管和连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为32 mm的给水管。
以上四种做法普遍存在凭“经验”设计的嫌疑，管道管径不一定符合设计标准和满足用户使用舒适性需求，住宅给水支管管径应根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数、水流速度、水头损失等经计算确定。
2 对比计算
为便于对比分析，住宅生活用水定额统一取220 L/（人·d）、小时变化系数统一取2.5，每户用水人数按一厨一卫、一厨两卫、一厨三卫分别为3人、4人、5人计算。卫生器具的给水额定流量、当量见表1，卫生器具数量见表2，卫生器具给水当量总数见表3。
住宅给水设计秒流量根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数按式（1）计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：
式中：U0为生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）;qL为最高日用水定额，取220 L/（人·d）;m为每户用水人数，一厨一卫、一厨两卫、一厨三卫的住宅分别按3、4、5人计算;Kh为小时变化系数，取2.5;NG为每户设置的卫生器具给水当量数;T为用水时数（h），取24 h;0.2为一个卫生器具给水当量的额定流量（L/s）。
根據计算管段上的卫生器具给水当量总数，按式（2）计算该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率：
式中：U为计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）;αc为对应于U0的系数，按“建水标”附录B取用;Ng为计算管段的卫生器具给水当量总数。
根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按式（3）计算该管段的设计秒流量：
式中：qg为计算管段的设计秒流量（L/s）。
采用聚丙烯（以下简称PP-R）塑料给水管的住宅，冷水管按S4系列、热水管按S2.5考虑，给水管道水流速度根据管道的设计秒流量和计算内径计算，管道的沿程水头损失按式（4）计算，得出管道的水流速度和管道单位长度水头损失见表4。 式中：i为管道单位长度水头损失（kPa/m）; dj为管道计算内径（m）;de25冷水管，dj=0.0194;de25热水管， dj=0.0166;de32冷水管，dj=0.0248;de32热水管， dj=0.0212;de40冷水管，dj=0.031;de40热水管， dj=0.0266;qg为计算管段给水设计流量（m3/s）;Ch为海澄-威廉系数，塑料管取Ch=140。
3 结果分析
由表4可知，对于一厨一卫的住宅，入户管设计秒流量为0.46 L/s，冷水管设计秒流量为0.42 L/s，热水管设计秒流量为0.27 L/s。若采用de25的PP-R管，水流速度分别为1.56 m/s、1.42 m/s、1.25 m/s，管道单位长度水头损失分别为1.642 kPa/m、1.388 kPa/m、1.309 kPa/m，管道流速和水头损失均偏大;若采用de32的PP-R管，水流速度分别为0.95 m/s、0.87 m/s、0.77 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.497 kPa/m、0.420 kPa/m、0.398 kPa/m。
对于一厨两卫的住宅，入户管设计秒流量为0.54 L/s，冷水管设计秒流量为0.49 L/s，热水管设计秒流量为0.34 L/s。若采用de25的PP-R管，水流速度分别为1.83 m/s、1.66 m/s、1.57 m/s，管道单位长度水头损失分别为2.209 kPa/m、1.846 kPa/m、2.005 kPa/m，管道流速和水头损失均偏大;若采用de32的PP-R管，水流速度分别为1.12 m/s、1.01 m/s、0.96 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.668 kPa/m、0.558 kPa/m、0.609 kPa/m。
对于一厨三卫的住宅，入户管设计秒流量为0.63 L/s，冷水管设计秒流量为0.57 L/s，热水管设计秒流量为0.43 L/s。若采用de32的PP-R管，水流速度分别为1.30 m/s、1.18 m/s、1.22 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.888 kPa/m、0.738 kPa/m、0.941 kPa/m，管道流速和水头损失均偏大;若采用de40的PP-R管，水流速度分别为0.84 m/s、0.76 m/s、0.77 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.300 kPa/m、0.249 kPa/m、0.312 kPa/m。
根据“建水标”第3.7.13条、第6.7.8条，管道外径为25 mm的PP-R冷水管道水流速度宜小于等于1.0 m/s，管道外径为32 mm、40 mm的PP-R冷水管道水流速度宜小于等于1.2 m/s;管道外径为25 mm的PP-R热水管道水流速度宜小于等于0.8 m/s，管道外径为32 mm、40 mm的PP-R热水管道水流速度宜小于等于1.0 m/s。
住宅采用PP-R塑料给水管时，管道计算内径与管道外径的差异较大，应考虑管道壁厚对管道内径、管道流速和水头损失的影响;采用薄壁不锈钢管、铜管等薄壁管时，管道外径可缩小一级。
4 结束语
设计秒流量一定时，不同管材对应的水流速度、管道单位长度水头损失均不相同，同样材质、不同壁厚的管材对应的水流速度、管道单位长度水头损失也不相同。
住宅采用塑料给水管时，应考虑管道壁厚对管道计算内径、管道流速和水头损失的影响，一厨一卫、一厨两卫宜采用管道外径32 mm的给水主管和管道外径25 mm的给水支管，一厨三卫宜采用管道外径40 mm的给水主管和管道外径32 mm、25 mm的给水支管;采用薄壁不锈钢管、铜管等薄壁管时，管道壁厚对管道计算内径、管道流速和水头损失的影响很小，一厨一卫、一厨两卫宜采用管道外径25 mm的给水主管和管道外径20 mm的给水支管，一厨三卫宜采用管道外径32 mm的给水主管和管道外径25 mm、20 mm的给水支管。
户内冷水支管、热水支管管径需经计算确定，并根据管径选择合理的管道敷设方式，考虑后期检修的方便，建议住宅户内给水管在吊顶内穿梁敷设，并根据安装环境采取防結露和保温措施。
参考文献
[1] GBJ 15-88 建筑给水排水设计规范[S].
[2] GB 50015-2003 建筑给水排水设计规范[S].
[3] GB 50015-2019 建筑给水排水设计标准[S].
[4] 孙钢，周璟 对住宅建筑中户内冷热水管道敷设方式的再探讨 [J].给水排水，2008，34（2）：123-125.
[5] 王建华，住宅给排水系统设计美观性探讨[J].给水排水，2010，36（10）：74-76.
GB 50015-2019《建筑给水排水设计标准》已经实施，标准中增加了“给水支管暗设时可敷设在吊顶内”的规定。针对住宅户内给水管管径和敷设方式进行分析，结果表明：住宅采用聚丙烯塑料给水管时，应考虑管道壁厚对管道计算内径、管道流速和水头损失的影响，一厨一卫、一厨两卫宜采用管道外径32 mm的给水主管和管道外径25 mm的给水支管，一厨三卫宜采用管道外径40 mm的给水主管和管道外径32 mm、25 mm的给水支管;采用薄壁不锈钢管、铜管等薄壁管时，管道外径可缩小一级。
【关键词】住宅; 户内给水管; 聚丙烯给水管; 设计秒流量; 暗敷; 卫生器具给水当量总数
【中国分类号】TU82【文献标志码】A
国家标准GB 50015-2019《建筑给水排水设计标准》（以下简称“建水标”）于2020年3月1日正式实施，该标准的实施对保障建筑给水排水设计质量和提高给水排水系统的安全性具有重要的意义，正确、合理的配置给水排水系统是广大居民日常生活的有效保障。
早期的生活给水管材以金属管材为主，在GBJ 15-88《建筑给水排水设计规范》及以前的版本中均明确生活给水管道宜明设[1]，明设的生活给水管道施工、安装、维修均比较方便，但不够美观。随着塑料给水管材质量的提高及住宅商品房市场的发展，塑料给水管材在住宅建筑中得到广泛应用，由于塑料给水管道在室内明装敷设时易受碰撞而损坏，GB 50015-2003《建筑给水排水设计规范》（以下简称“建水规”）明确塑料给水管道在室内宜暗设，给水支管暗设时宜敷设在楼面的垫层内或沿墙敷设在管槽内，敷设在垫层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25 mm[2]。
早期的住宅商品房大多数是一厨一卫、厨房靠近卫生间布置，随着单套住宅面积的增大，一厨两卫、一厨多卫已成普遍现象，“建水标”明确塑料给水管道在室内宜暗设，给水支管暗设时可敷设在吊顶、楼面的垫层内或沿墙敷设在管槽内，敷设在垫层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25 mm[3]。与“建水规”相比，“建水标”中给水支管暗设时增加“吊顶”方式。
自2003年“建水规”实施以来，大量住宅建筑的给水支管敷设在楼面的垫层内，随着我国经济持续繁荣发展，人民的生活水平不断提高，卫生洁具的完善程度也越来越高，越来越多的住宅建筑将给水支管敷设在吊顶内，但仍然有大量设计师对住宅户内给水管管径计算不够重视。下面以典型的一厨一卫、一厨两卫、一厨三卫的住宅为代表，从以人为本、用户至上的设计理念出发，计算确定住宅给水管合理的管径并选择合理的管道敷设方式。
1 住宅户内给水支管现状
（1）第一种做法是住宅户内支管在垫层内敷设，除连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为25 mm的给水管[4]，理由是“建水规”和“建水标”明确了敷设在垫层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25 mm，该做法未考虑居民的实际用水需求，当户内多个用水点同时使用时，管道流速过大，水头损失过大，影响居民的用水体验。随着人们法律意识的提高和维权意识的增强，住宅给水管道水压、水量问题引起的纠纷、投诉越来越多。
（2）第二种做法是住宅户内支管在垫层内敷设，除卫生间内支管及连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为32 mm的给水管，该方式不论凿槽、压槽都将破坏结构板上钢筋的保护层，加大钢筋产生锈蚀的概率和速度，导致结构安全隐患大[4]。
（3）第三种做法是住宅户内支管在吊顶内敷设[5]，除连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为25 mm的给水管，该方式只是将管道从垫层改到吊顶内，管径不变，由于管道布置在吊顶内，需结合梁进行布置，同样的户型，管道长度可能比第一种做法更长，该做法同样会受到用户的投诉，因而需要引起同样的重视。
（4）第四种做法是住宅户内支管在吊顶内敷设，除卫生间内支管和连接洁具的支管外，其余管道均采用管道外径为32 mm的给水管。
以上四种做法普遍存在凭“经验”设计的嫌疑，管道管径不一定符合设计标准和满足用户使用舒适性需求，住宅给水支管管径应根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数、水流速度、水头损失等经计算确定。
2 对比计算
为便于对比分析，住宅生活用水定额统一取220 L/（人·d）、小时变化系数统一取2.5，每户用水人数按一厨一卫、一厨两卫、一厨三卫分别为3人、4人、5人计算。卫生器具的给水额定流量、当量见表1，卫生器具数量见表2，卫生器具给水当量总数见表3。
住宅给水设计秒流量根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数按式（1）计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：
式中：U0为生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）;qL为最高日用水定额，取220 L/（人·d）;m为每户用水人数，一厨一卫、一厨两卫、一厨三卫的住宅分别按3、4、5人计算;Kh为小时变化系数，取2.5;NG为每户设置的卫生器具给水当量数;T为用水时数（h），取24 h;0.2为一个卫生器具给水当量的额定流量（L/s）。
根據计算管段上的卫生器具给水当量总数，按式（2）计算该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率：
式中：U为计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）;αc为对应于U0的系数，按“建水标”附录B取用;Ng为计算管段的卫生器具给水当量总数。
根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按式（3）计算该管段的设计秒流量：
式中：qg为计算管段的设计秒流量（L/s）。
采用聚丙烯（以下简称PP-R）塑料给水管的住宅，冷水管按S4系列、热水管按S2.5考虑，给水管道水流速度根据管道的设计秒流量和计算内径计算，管道的沿程水头损失按式（4）计算，得出管道的水流速度和管道单位长度水头损失见表4。 式中：i为管道单位长度水头损失（kPa/m）; dj为管道计算内径（m）;de25冷水管，dj=0.0194;de25热水管， dj=0.0166;de32冷水管，dj=0.0248;de32热水管， dj=0.0212;de40冷水管，dj=0.031;de40热水管， dj=0.0266;qg为计算管段给水设计流量（m3/s）;Ch为海澄-威廉系数，塑料管取Ch=140。
3 结果分析
由表4可知，对于一厨一卫的住宅，入户管设计秒流量为0.46 L/s，冷水管设计秒流量为0.42 L/s，热水管设计秒流量为0.27 L/s。若采用de25的PP-R管，水流速度分别为1.56 m/s、1.42 m/s、1.25 m/s，管道单位长度水头损失分别为1.642 kPa/m、1.388 kPa/m、1.309 kPa/m，管道流速和水头损失均偏大;若采用de32的PP-R管，水流速度分别为0.95 m/s、0.87 m/s、0.77 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.497 kPa/m、0.420 kPa/m、0.398 kPa/m。
对于一厨两卫的住宅，入户管设计秒流量为0.54 L/s，冷水管设计秒流量为0.49 L/s，热水管设计秒流量为0.34 L/s。若采用de25的PP-R管，水流速度分别为1.83 m/s、1.66 m/s、1.57 m/s，管道单位长度水头损失分别为2.209 kPa/m、1.846 kPa/m、2.005 kPa/m，管道流速和水头损失均偏大;若采用de32的PP-R管，水流速度分别为1.12 m/s、1.01 m/s、0.96 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.668 kPa/m、0.558 kPa/m、0.609 kPa/m。
对于一厨三卫的住宅，入户管设计秒流量为0.63 L/s，冷水管设计秒流量为0.57 L/s，热水管设计秒流量为0.43 L/s。若采用de32的PP-R管，水流速度分别为1.30 m/s、1.18 m/s、1.22 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.888 kPa/m、0.738 kPa/m、0.941 kPa/m，管道流速和水头损失均偏大;若采用de40的PP-R管，水流速度分别为0.84 m/s、0.76 m/s、0.77 m/s，管道单位长度水头损失分别为0.300 kPa/m、0.249 kPa/m、0.312 kPa/m。
根据“建水标”第3.7.13条、第6.7.8条，管道外径为25 mm的PP-R冷水管道水流速度宜小于等于1.0 m/s，管道外径为32 mm、40 mm的PP-R冷水管道水流速度宜小于等于1.2 m/s;管道外径为25 mm的PP-R热水管道水流速度宜小于等于0.8 m/s，管道外径为32 mm、40 mm的PP-R热水管道水流速度宜小于等于1.0 m/s。
住宅采用PP-R塑料给水管时，管道计算内径与管道外径的差异较大，应考虑管道壁厚对管道内径、管道流速和水头损失的影响;采用薄壁不锈钢管、铜管等薄壁管时，管道外径可缩小一级。
4 结束语
设计秒流量一定时，不同管材对应的水流速度、管道单位长度水头损失均不相同，同样材质、不同壁厚的管材对应的水流速度、管道单位长度水头损失也不相同。
住宅采用塑料给水管时，应考虑管道壁厚对管道计算内径、管道流速和水头损失的影响，一厨一卫、一厨两卫宜采用管道外径32 mm的给水主管和管道外径25 mm的给水支管，一厨三卫宜采用管道外径40 mm的给水主管和管道外径32 mm、25 mm的给水支管;采用薄壁不锈钢管、铜管等薄壁管时，管道壁厚对管道计算内径、管道流速和水头损失的影响很小，一厨一卫、一厨两卫宜采用管道外径25 mm的给水主管和管道外径20 mm的给水支管，一厨三卫宜采用管道外径32 mm的给水主管和管道外径25 mm、20 mm的给水支管。
户内冷水支管、热水支管管径需经计算确定，并根据管径选择合理的管道敷设方式，考虑后期检修的方便，建议住宅户内给水管在吊顶内穿梁敷设，并根据安装环境采取防結露和保温措施。
参考文献
[1] GBJ 15-88 建筑给水排水设计规范[S].
[2] GB 50015-2003 建筑给水排水设计规范[S].
[3] GB 50015-2019 建筑给水排水设计标准[S].
[4] 孙钢，周璟 对住宅建筑中户内冷热水管道敷设方式的再探讨 [J].给水排水，2008，34（2）：123-125.
[5] 王建华，住宅给排水系统设计美观性探讨[J].给水排水，2010，36（10）：74-76.