摘要：针对住宅小区建筑给水系统超压出流造成的隐形水量浪费，探讨了防治超压出流的应对策略，指出只有从给水系统设计上合理限定配水点水压，合理配置相应的减压设施，加强节水器具的开发和推广使用等才能获得最大的节水效果。
关键词：建筑给水系统；超压出流；应对策略
卫生器具给水额定流量是为满足使用要求，在单位时间内流出的规定出水量。当给水配件阀前压力大于流出水头，给水配件在单位时间内的出水量就会超过额定流量，称超压出流现象，而该流量与额定流量的差值，为超压出流量。给水配件超压出流，不但会破坏给水系统中水量的正常分配，对用水工况产生不良的影响，同时因超压出流量未产生使用效益，为无效用水量，即浪费的水量。因它在使用过程中流失，不易被人们察觉和认识，属“隐形”水量浪费，至今未引起足够的重视。然而这种“隐形”水量浪费在各类建筑中不同程度的存在，其浪费的水量绝不亚于“显形”的漏水量。
此外，超压出流会带来如下危害：① 由于水压过大，水龙头开启时水成射流喷溅，影响人们使用；② 超压出流影响给水系统流量的正常分配，当建筑物下层水压过大且大量用水时，必然造成上层缺水现象，严重时可能造成上层供水中断，产生水的供需矛盾。③ 水压过大，水龙头启闭时易产生噪音、水锤及管道振动，使得阀门和给水龙头等磨损较快，缩短了使用寿命，并可能引起管道连接处松动、漏水甚至损坏，加剧了水的浪费。
目前，在住宅小区的设计中，通常情况下，生活水泵房往往集中设置在地下室泵房内，扬程计算时，需满足最不利用水点的水压要求，这样就会使得临近泵房的单体水压处于高压给水状态，给水配件前水压大于流出水头，单位时间内的出水量超过额定流量，即产生超压出流量。调查表明，我国在使用的小区建筑中，给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的，其中使用的大部分螺旋升降式铸铁水龙头和陶瓷阀芯节水龙头的流量都处于超压出流的状态，大于额定的流量，造成严重的水量浪费。如何减少因系统超压出流现象而产生的隐形漏水量和用水器具的损坏，保证用水的安全稳定性，是目前亟待我们解决的问题。
1.优化给水系统的设计
1.1 合理确定给水系统的分区
合理确定建筑的分区楼层数是控制超压出流最直接的方式。分区过多，楼层数过少，则加压设备增加、管网复杂、管井面积增大；分区过少、楼层增多，则超压出流的危险性大大提高。以入户管公称直径为DN25考虑。考虑施工安装和使用安全的问题，管道单位长度沿程水头损失取i=0.9KPa/m，管道单位长度局部水头损失按沿程水头损失的30%计算，管道单位长度总水头损失∑i=1.3×0.9=1.2（KPa/m），住宅层高一般为3m，居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa。工程分区层数n=（35-10）/（3+0.12×3）=7.4（层）。一般按6-7层分区比较适宜。
1.2 合理确定配水管网的管径
为减少管网损失，缩小临近泵房的单体与最不利楼栋的水压差值，建议给水供水干管不变径，管径按最大设计秒流量确定。
1.3 合理确定配水点的水压值
控制超压出流的有效途径是控制给水系统中配水点的出水压力。经实测，一个普通水嘴在压力为0.24MPa和0.50M Pa时，流量分别为0.42L/s和0.72L/s，而水嘴的额定流量应为0.15L/s。以现有建筑60%的水嘴超压0.20MPa，流量超过0.15L/s计，全国城市每天将浪费1944万m3的水，日耗能108万kW•h[1]。据此可见，控制配水点处的水压对节水节能起着举足轻重的作用。
1.3.1 现行规范对给水水压的规定
在《建筑给水排水设计规范》[2]GB50015-2003（2009年版）中，对给水系统的水压作出了如下规定：“3.3.4 卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。”“3.3.5 高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区压力应符合下列要求：① 给分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；② 静水压大于0.35MPa的入户管或配水横管，宜设减压或调压设施”；
在这些条款中，第3.3.4条从防止给水配件承压过高会导致配件损坏的角度考虑，对卫生器具给水配件承受的最大压力作出了严格规定，但0.60MPa的工作压力将会产生严重的超压出流问题，造成巨大的水量浪费，因此该条从防止超压出流来说没有任何意义。第3.3.5条第①款的出发点同样是为了防止给水配件压力过高造成损坏。第②款对入户管和配水横管的静水压力进行了限定，有利于防止超压出流的出现。但严格上讲仍有一些不足，根据已建建筑的使用情况和相关学者对超压出流的实测结果表明，以0.35MPa作为入户管和配水横管的水压限定值，要求仍显宽松，这会使大量用水器具处于超压出流状态。
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1.3.2 配水点的压力限值
配水点的压力限值应在设计中根据具体工程实际情况，综合考虑各种配水器具的位置标高、建筑内部管道的水头损失及保证安全供水等各种因素后确定。结合相关学者[3]的实验研究及从业多年的设计经验，笔者认为，住宅建筑配水横支管的静水压力限值应为0.25MPa，压力大于该值，应采取减压措施。
2 合理配置减压设施
在对住宅入户管的压力有了限制性要求后，就要在系统设计的同时考虑减压措施。减压设施的合理配置和有效使用，是控制超压出流的技术保障。目前主要的减压措施有以下几种。
2.1 支管减压阀
住宅生活给水系统宜采用可调式减压阀减压，可调式减压阀的出口压力可调，可起到稳定出口压力的作用，避免部分供水点超压，对所有水龙头及其它用水器具起到了保护作用，一般作为最后一级减压阀使用，管道口径DN≤40时，宜选用弹簧膜片式减压阀，在口径≥50时，宜选用先导式水力控制型可调减压阀，试验表明，在配水横支管上设置减压阀的建筑，各楼层出水量明显减小，且各配水点水压、流量较均匀，基本没有处于超压出流状态。所以支管减压阀具有较好的减压效果，可使出流量大为降低，值得推广。
但选用支管减压阀时，要注意以下几个问题：
① 应选取气蚀区以外的部分，否则，应做技术处理。
② 应考虑减压阀失效时，阀后配水件处的最大压力不应大于配水件的产品标准规定的水压试验压力，在设计时，可按0.6MPa考虑。
③ 应注意减压阀流量-水头损失特性关系，设计时应注明减压阀的进出口压力，减压阀通过的设计秒流量。
以上要求可参照国标01SS105《常用小型仪表及特种阀门选用安装》中弹簧膜片式减压阀选用安装说明一节。
2.2 减压孔板和节流塞
减压孔板是一种构造简单的节流装置，在室内给排水工程中，可用于消除给水龙头和消火栓前的剩余水头，以保证给水系统均衡供水，达到节水目的。其主要原理是当流动水经过减压孔板时由于局部阻力损失，在减压孔板处产生水头损失，从而可以降低用水器具或消防器材的出口压力及出口流量。减压孔板相对于减压阀来说，具有简单、廉价、便于安装、不占空间等优点，但只能减动压，不能减静压，且下游的压力随上游压力和流量而变，不够稳定。另外，供水水质不好时，减压孔板容易堵塞。可以在水质较好和供水压力较稳定的情况下采用。节流塞的功能与减压孔板基本相同，适于在小管径和配件中安装使用。
2.3 节流阀
节流阀是通过改变通道截面积来节制介质流量和压力的手动阀，主要用于要求压降较大或流量控制不十分严格的场所。一般情况下，管道中得介质压力总是处于不断变化之中，故当节流阀的开启度保持不变时，介质流量仍将在一定范围内变化。因此，如阀前无稳压措施，或对流量控制要求严格，则不能采用节流阀调节流量。节流阀可安装在任何方位的管道上，但必须使阀体上的箭头方向与介质流向一致，并应安装在易于操作的管段上，另外其前后应安装检修阀门。
3 开发和使用新型节水器具
节水型生活用水器具的定义是“满足相同的饮用、厨房、洁厕、洗浴、洗衣等用水功能，较同类常规产品减少用水量的器具、用具。”在同一压力下，相对常规器具，节水器具的节水量在20~30%之间，大量采用节水型器具必然会在很大程度上达到较好的节水效果。但如果配水点水压超过限值，仍然存在超压出流水量浪费的问题。要从根本上解决超压出流的问题，除了合理限制入户管或配水横支管的压力外，用水器具作为用水终端对其使用压力进行调节也尤为重要。
4 结语
综上说述，为了避免建筑给水管道系统超压出流造成的“隐形”水量浪费，同时最大限度地保护给水配件，延长卫生器具的使用寿命，除应在给水系统的设计中合理确定供水分区、供水管径、限定配水点水压外，根据具体工程情况合理配置相应的减压措施也至关重要。笔者认为，当住宅的入户管的静水压力限值P＞0.25MPa时，在横支管上设置支管减压阀，阀后压力根据国标01SS105《常用小型仪表及特种阀门选用安装》中弹簧膜片式减压阀选用安装说明中的要求确定，同时加强节水型用水器具的开发和推广使用。只有这样才能从根本上解决超压出流现象的出现，达到最大的节水效果。
参考文献：
[1] 赵锂，刘振印.建筑节水关键技术与实施[J].给水排水，2008，34（9）：1~3.
[2] GB50015-2003，2009年版，建筑给水排水设计规范[S].
[3] 付婉霞，刘剑琼，王玉明.建筑给水系统超压出流现状及防治对策[J].给水排水，2002，28（10）：48~51.
[4] 国标01SS105 《常用小型仪表及特种阀门选用安装》
论文作者:王进
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
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