全日制中学宿舍建筑生活给水系统设计探讨

韦慧

摘要：某全日住宿制中学宿舍居室内设卫生间，根据《建筑给水排水设计标准》（GB 50015-2019）第3.7.6条平方根法计算生活给水设计秒流量，实际使用中存在顶层供水压力不足，流量偏小的现象。根据全日住宿制中学的作息特点进行分析，找出生活给水设计秒流量与高峰实际用水流量存在差别的原因。并针对全日住宿制中学宿舍生活给水系统提出系统优化意见。

关键词：全日住宿制中学宿舍  生活给水系统  定额法  平方根法

Discussion on the Design of the Domestic Water Supply System for Dormitory Buildings in Full-Time Middle Schools

WEI Hui

（Hualan Design （Group） Co.， Ltd.， Nanning， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 530011 China）

Abstract： According to calculating the design second flow of domestic water supply by the square-root method in Article 3.7.6 in "Design Standards for Building Water Supply and Drainage" （GB 50015-2019）， there is a phenomenon of insufficient top water supply pressure and low flow in the toilet in the dormitory in a full-time boarding high schools in actual use. This article analyzes the daily routine characteristics of the full-time boarding high school， and finds the reasons for the difference between the design second flow  and actual peak water flow of domestic water supply， and proposes systematic optimization suggestions for the domestic water supply system of the dormitory of the full-time boarding high school.

Key Words： Full-time boarding middle school dormitory; Domestic water supply system; Quota method；Square-root method

• 项目概述

某全日住宿制中学宿舍为6层，每层高度为3.55m。每层配置39间宿舍，每间住宿8人，居室内设卫生间。项目生活给水系统采用“低位贮水箱+变频供水设备”联合供水方式，1～6层生活给水均为加压供给。

• 项目简介及设计流量计算简介

该全日住宿制中学宿舍为6层，每层高度为3.55m。每层配置39间宿舍，每间住宿8人，居室内设卫生间。项目生活给水系统采用“低位贮水箱+变频供水设备”联合供水方式，1～6层生活给水均为加压供给。根据现行《建筑给水排水设计标准》（GB 50015-2019）（以下简称“建水标”）第3.7.6条计算系统设计秒流量[1]。该方法简称平方根法，适用于用水分散型、用水不均匀型建筑。整栋宿舍生活给水系统，如图1所示。

该宿舍生活给水系统由一根dn90给水干管引入，下行上给式，在各上下对应卫生间设置一根生活给水立管。项目设置24 h供热水系统，系统热源为“太阳能+空气源热泵”。根据建设单位反馈情况，项目用水高峰时间段为17：00～19：30，21：30～22：30。在该用水高峰时间段内，6层宿舍卫生器具无出流，且部分宿舍5层卫生器具也无出流，5层其他宿舍卫生器具的出流量偏小，水压不足。

• 存在问题分析

该全日住宿制中学项目由于宿舍所在位置地势较高，市政供水压力不足，宿舍1～6层均采用“低位贮水箱+变频供水设备”联合供水。项目建成投入使用后，建设方反馈学校用水高峰期宿舍顶层用水器具无出流，且高层用水器具流量偏小。

接到反馈后，设计单位遂对项目用水情况及设计系统进行分析，由此对学校宿舍类建筑生活给水设计流量计算及生活给水系统设置问题提出一些建议。根据用水高峰项目用水使用情况，高层及给水系统末端存在水压不足现象。需分析以下问题。

（1）该宿舍供水系统的流量及水压是否满足规范设计要求。

（2）该宿舍生活给水设计的流量是否与实际用水量产生一定偏差。

根据现行《建筑给水排水设计标准》（GB 50015-2019）（以下简称“建水标”）第3.7.6条，居室内设卫生间的宿舍生活给水设计秒流量按平方根法计算[1]。单栋宿舍卫生器具给水当量总数为1 228.5，计算得生活给水设计秒流量为18.72 L/s，按经济流速1.8 m/s计算得引入管直径为不小于dn125。设计引入管直径取dn 90，导致流速过快，管道水头损失增加。该栋宿舍一层生活给水引入口处水压为0.50 Mpa，满足系统设计秒流量下6层用水器具水压要求。

该中学宿舍虽为24 h供热水，但在上午8：00～12：00，下午14：00～17：00，晚上19：30～21：30均为上课时间，宿舍在上课时间段内基本无人用水。在17：00～19：30、21：30～22：30用水高峰时段，宿舍淋浴器及盥洗水嘴几乎为全部开启状态。此时生活给水系统设计流量较平方根法计算流量大很多，卫生器具用水状态更接近于定时供热水宿舍，导致实际使用高峰期瞬时秒流量远高于设计给水秒流量，给水系统承担的流量也远超设计值，因此造成宿舍顶层及远离给水引入管的立管末端产生水压偏低的现象。

• 给水设计秒流量计算结果对比

统计单间宿舍、单层宿舍、单栋宿舍的使用人数，生活给水卫生器具，并根据统计卫生器具数量及相应卫生器具给水当量总数，用《建水标》第3.7.6条平方根法、第3.7.8条百分数法分别计算单间、单层及单栋宿舍用水秒流量。同时，根据校方反馈在用水高峰时段存在宿舍淋浴器、洗脸盆同时开启的情况，以定额法作为第三种计算方法，与前两种计算结果进行比较，计算结果如表1所示，计算结果对比如图2所示。

通过计算对比可知，无论卫生器具多少，百分数法与定额法的计算结果均较接近，两个方法计算结果几乎重合。在卫生器具较少的情况下，平方根法与百分数法、定额法的计算结果接近。但随着卫生器具数量增加，平方根法计算的结果较其他两种方法的计算值增加较慢，对于单栋宿舍而言，平方根法计算值与实际使用的情况偏差较大。

分析其原因，主要是全日住宿制中学与类似的大学或工厂宿舍的作息有一定区别。中学课程一般安排较紧凑，分为早上、下午、晚上上课，虽为24 h供热水，但也仅有下午放学后至晚自习前、晚上晚自习后至宿舍熄灯前的时间段可以盥洗，故用水情况与定时供热水的宿舍较接近。相比之下，大学课程安排不及中学紧凑且排课无规律，使得大学宿舍早上、下午、晚上均有一定数量学生，这样有利于降低用水峰值。全日制工厂宿舍因为倒班缘故，用水峰值也相对较低。因此，全日住宿制中学宿舍在用水高峰时容易出现极端情况。设计全日住宿制学校宿舍时，需分析该学校的作息情况，再确定是否需针对极端峰值的情况对供水系统进行适当预留，或补充用水高峰期其他供水措施。

• 宿舍生活给水系统管网优化方案

5.1适当增大给水总干管数量及管径

适当增大给水总干管数量及管径，例如：宿舍为市政水压直接供水，则校区市政直供的生活给水环管布置成环状，并适当增加环管管径。或在市政引入管处单独设置给水干管及水表至宿舍，以避免宿舍及校区其他功能区用水互相影响。

5.2增加生活给水引入管数量

根据《建筑给水排水设计标准》（GB50015-2019）第3.7.4条，以生活给水引入管管径最大流量设计秒流量。居室内设卫生间的宿舍在计算给水设计秒流量时，计算值除了与卫生器具的给水当量总数相关外，计算公式中的系数0.2及ɑ值均为确定数值，这一计算方法更适用于用水分散型宿舍[2]。但我国中学学校的作息管理制度导致宿舍在用水高峰期时，淋浴及盥洗器具处于几乎全开的状态，故生活给水引入管流量远高于生活给水设计秒流量值。故适当增加生活给水引入管数量，可减少因生活给水管管径限制造成水损过大，给水系统末端的立管水压偏低的情况。

5.3生活给水系统分区供水

中学宿舍生活给水高区的水量水压不足，可考虑采用分区供水。高区及低区从校区不同的给水干管上分别引入，以保证高区的生活用水。

5.4给水干管采用环状布置

中学宿舍的给水系统末端水量、水压偏低，可通过参考室内消火栓系统采用环状给水管网供给，适当减少单根给水立管的供水压力。但此方案与室内消火栓系统用水情况又有较大差异，单栋民用建筑同一时间内的火灾数按1起确定[3]，生活给水系统在用水高峰期时每个用水点均为满负荷状态，故服务区域的生活给水立管流量难以补充其他区域的生活用水。因此，在给水管网方案确定时需考虑此因素影响。

5.5采用高位生活水箱供水

从节能方面考虑，中学宿舍用水高峰期末端水压不足，可考虑在宿舍屋面设置较大容积的高位生活水箱，以满足用水高峰期时宿舍的用水量。高位生活水箱可通过用水低峰期进行补水，在用水高峰期时供应全部高峰用水量。高位生活水箱供水系统较节能，且给水系统水压稳定，水量保证。但该系统存在占用屋面面积，影响太阳能集中热水系统的集热板布置，且水箱在进水时存在振动及噪音，影响下层宿舍使用，假期水箱水质容易变坏的情况，需定期清洗、消毒[4]。

• 结论

（1）全日住宿制中学的宿舍在下午及晚自习下课后的2～3 h内为用水高峰期，在该时间段内易出现淋浴器与洗涤盆龙头全部同时开启的极端情况，且高峰期用水量大，易造成系统顶层用水器具水压偏低的情况。在用水秒流量计算时，针对全日住宿制中学建议采用平方根法计算生活给水秒流量，再用百分数法校核[5]。如二者计算结果相差较大，可对供水管网及设备参数进行适当放大。

（2）解决高峰期供水问题，可适当扩大宿舍的给水主干管管径[6]，或在干管、主干管采取环状管网供水。宿舍给水系统可采用分区供给，不同区域可设置独立给水引入管、主干管及干管。

（3）如宿舍给水系统为“低位贮水箱+供水加压设备”联合供水方式，低位贮水箱可适当放大，与补水量之和需满足用水高峰2～3 h的用水量。供水加压设备可采用大小泵成组搭配，在用水低峰时启动小泵，用水高峰时启动大泵联合供水。建议宿舍区供水加压设备与校区其他用水加压设备分开设置，供水设备及供水管网独立于校区其他用水系统[7]。

（4）可通过加强宿舍区用水管理，实行用者计费制，减少用水高峰期流量。采用IC卡刷卡用水，可有效减少每日人均用水量[8]。

参考文献

[1] 住房和城乡建设部. 建筑给水排水设计标准：GB 50015-2019[S]. 北京：中国计划出版社，2019..

[2]钟于涛，王家良，余洁.宿舍给水设计秒流量计算探讨[J].重庆建筑，2021（6）：50-52.

[3] 住房和城乡建设部. 消防给水及消火栓系统技术规范：GB 50974-2014[S]. 北京：中国计划出版社，2014.

[4] 住房和城乡建设部. 城市给水工程项目规范：GB 55026-2022[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2022.

[5]钟于涛，王家良，余洁.宿舍定时集中热水供应系统流量计算与分析[J].中国给水排水，2021（18）：37.

[6]赵宏源.公用盥洗宿舍楼楼层间出流量均衡措施应用研究[D].郑州大学，2022.

[7]武迎建.深圳大运村给水设计抗高负荷冲击问题探讨[J].中国给水排水，2012（14）：26-32.

[8]赵志丽.华北地区高校用水特征分析及节水型校园构建路径研究[D].河北建筑工程学院，2023.