土建水利学论文：建筑给水系统超压出流的实测分析

摘要：对11栋不同类型建筑的给水系统进行了超压出流实测分析。结果表明，普通水龙头和节水龙头的超压出流率分别大于55%和61%。
超压出流是指给水配件前的静水压大于流出水头，其流量大于额定流量的现象，两流量的差值为超压出流量，这部分流量未产生正常的使用效益，且其流失又不易被人们察觉和认识，属“隐形”水量浪费。此外，超压出流会带来如下危害：①由于水压过大，龙头开启时水成射流喷溅，影响人们使用；②超压出流破坏了给水流量的正常分配。③易产生噪音、水击及管道振动，使阀门和给水龙头等使用寿命缩短，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。为了解建筑给水系统超压出流现状，笔者对此进行了实测分析。

1测试对象

选择11栋不同高度和不同供水类型的建筑作为测试对象，其中多层建筑3栋，均为外网直接供水；高层建筑8栋，一般均分为2个区，低区由外网供水，高区由水泵、高位水箱联合供水或由变频调速泵供水，有的楼层住户支管上设有减压阀。
通过对目前建筑中普遍配置的螺旋升降式铸铁水龙头(以下简称“普通水龙头”)和陶瓷片密封水嘴(以下简称“节水龙头”)使用时的压力和流量进行测试，了解建筑给水系统超压出流现状。

2测试装置

由于测试是在已投入使用的建筑中进行，为不妨碍用户的正常用水，采用了图1所示的试验装置，即用塑料软管与一新安装的试验用水龙头相连，试验用水龙头前安装压力表，测试时只需将软管的另一端与原水龙头紧密相连即可。


测试采用φ15普通水龙头和节水龙头各1个；天津市星光仪表厂Y—100型压力表(测量范围为0～0.6MPa，最小刻度为0.01 MPa)及附件两套；φ15塑料软管、1000mL量筒、 秒表、三通、管箍等管件若干个。

3测试内容和方法

3.1测试点和测试时间
对每个楼体中测试点的选择一般为：从第一层开始隔层入户测试(但实测中因有的住户家中无人，测点有所变化)，测试点水源为室内已有污水盆水龙头或洗涤盆水龙头出水。测试时间为上午9：00～10：30。
测试建筑内普通水龙头和节水龙头在半开、全开状态下的出流量及相应的动压和静压值。
3.2测试方法
①流量测定
采用体积法测定流量，测试时水源水龙头全开，测试用水龙头分为半开和全开两种状态。记录普通水龙头和节水龙头在两种开启状态下水的出流时间t及相应的出流量V。每个测点在同一开启状态下测三次，取三次的平均值作为此状态下的最终测定值。
②压力测定
在每次测试用水龙头开启前读压力表值，此值为该测点静压值；测试用水龙头开启后，在记录流量的同时记录压力表读数，此值为该状态下的动压值(工作压力)。

4结果及分析

两种水龙头半开状态时的动压、流量测试结果及回归曲线和曲线方程分别见图2、3。


4.1 普通水龙头半开状态
《建筑给水排水设计规范》(GBJ15—88)中规定：污水盆水龙头当配水支管管径为15mm、开启度为1/2(半开状态)时，额定流量为0.2L/s。根据上述规定，对67个用水点的测试结果进行了统计，有37个测试点的流量超过此标准(超标率达55%)。
4.2节水龙头半开状态
节水龙头与普通水龙头相比，在管径、水压相同时的全开、半开流量均小于后者。节水龙头虽然出流量小但水流急，在较小流量下就可满足人们的用水需求，因而节水龙头的额定流量应小于普通水龙头的额定流量。结合现行的和送审的《建筑给水排水设计规范》中的充气水龙头和单阀龙头的额定流量范围，笔者认为应将0.15L/s作为节水龙头额定流量的参考值，以此作为判别现有建筑水龙头是否超压出流以及新建建筑采取控制超压出流措施的依据。
由图3可见，节水龙头出流量为0.15L/s时对应的工作压力为0.08MPa，其与普通水龙头出流量为0.2L/s时对应的工作压力(0.06～0.07MPa)非常相近，这进一步说明将0.15L/s作为节水龙头额定流量的参考值是比较合理的。




节水龙头以半开状态并以流量为0.15L/s作为其额定流量时，实测中有41个测试点的流量超标(超标率达61%)。

5结语

从测试结果可以看出，普通水龙头和节水龙头的超压出流率分别为55%和61%，实际上水龙头出流量的超标率要大于以上数值。以普通水龙头为例，有的水龙头(如洗手盆)的额定流量不是0.2L/s而是0.15L/s；有的水龙头额定流量虽是0.2L/s，但要求的开启度 不是1/2而是3/4或全开(全开状态下有60个测试点的出流量超过0.2L/s)，这样就使得水龙头出流量的实际超标率远大于55%。
测试中普通水龙头半开时的最大流量为0.42L/s，全开时最大流量为0.72L/s；节水龙头半开和全开时最大流量分别为0.29L/s和0.46L/s。不论是普通水龙头还是节水龙头，在半开状态时最大出流量约为额定流量的2倍；在全开状态时最大出流量约为额定流量的3倍以上。
综上所述，在现有建筑中水龙头的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的，由此造成的“隐形”水量浪费是不容忽视的，必须采取措施加以解决。

参考文献：

［1］姜文源，肖正辉.建筑给水排水常用设计规范详解手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1996.