住宅热水设计计算

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一、概述：
1、目前国内住宅具有如下特点:
⑴、住宅分类，普通住宅：建筑面积小于80平方米，设一厨一卫。高尚住宅：建筑面积大(100 ~200平方米)，室内外装修标准高，附设卫生间两个或两个以上。
⑵、每户居民人数平均3~4人。
⑶、一般设有即热式燃气热水器或小容积式电热水器，部分大城市高标准商品住宅设有集中热水供应或每户设大容积式热水器。
⑷、小管径新型冷热水管材得到普遍使用。
⑸、对节水器具的使用提出了新的要求。
2、住宅热水用水量的分析：资料表明，洗浴用热水占户总用水量的30%，耗热量占整个家庭耗能的15%。如果采用合适的节水措施，可节约15%的用水量。
二、热水设计秒流量的计算方法：
1、平方根法：
规范规定的公式: q=α*0.2√Ng+k*Ng) (1)
其中：α=1.05; k=0.0045；Ng--卫生器具当量总数
公式(1)的推导及取值：公式 (1) 是根据给水秒不均匀系数确定的:
Ks = 30 / √Qp’
q = (Qp’/24)*Ks*1/3.6=0.347√Qp’ = 0.347√So*N =bo √Ng ( l/s )
其中：Ks-----给水秒不均匀系数;
Qp’------平均日用水量;
So-----单位当量的日用水量
Ng----- 卫生器具当量数
bo = 0.347 √So
公式 (1)使用条件: 按每户一个卫生间，每户5人计。
不同用水量标准的N、√So值和 bo值见表1。
　　根据上表，取bo＝0.2, 并把bo随生活用水量标准的变化性质用系数α反映出来，再加以修正，从而得出计算公式(1) 。
　　对于设有多个卫生间的“高尚住宅”，不同用水量标准的N、 √So值和 bo值见表2。每户使用人数同上。
2、平方根法的修改：从上表1~2可看出，当每户使用人数一定时，随着卫生器具当量总数的增加，用水量标准亦增大，但bo值增加很小，并且小于0.15；每户使用人数减少时，虽然卫生器具当量增加，用水量标准增大，但bo值也小于0.15。因此，仍按公式 (1) 计算设计秒流量明显不否合适，应考虑到卫生器具增多，卫生洁具同时使用率变小的因素，对于“高尚住宅”，建议bo的取值为0.15。并取消k值得修正。
　　由于公式（1）存在理论推导和实测资料两方面的缺陷，不能反映使用人数及用水量标准对设计流量的影响因素，且当Ng≥300时，(k*Ng)项值明显增加，从而失去了修正的意义。对多卫生间的高尚住宅，热水管道设计秒流量计算公式修改为：
q=α*0.15√Ng (2)
3、概率法：给水设计秒流量的计算属于概率统计的范畴，采用概率法计算更能反映客观实际情况，这一方法在美欧发达国家得以采用。设计秒流量计算公式为：
q=1.0+0.22p*Ng (3)
其中：Ng：卫生器具当量数，的取值应大于25；
p：单位当量使用频率，p=0.017~0.055，p的取值与用水量标准、使用人数、卫生器具当量总数有关。p的取值应根据不同的使用工况经实测取得，但目前还难以做到。
三、不同使用工况热水设计秒流量的计算比较：
1、不同户型器具当量数及流量计算：
(1) 、户内采用即热式热水器时，由于即热式热水器流量为定值(5~10 l/min)，热水管均可采用DN15管道。热水设计秒流量可不计算。
(2) 、户内采用容积式热水器或集中热水供应时, 流量计算见表3
2、多栋住宅楼组成的小区器具当量数及流量计算：
某小区由10栋小高层（10层）组成，共800户，服务人口2880人，户型均为一厨二卫的高尚住宅，集中热水供应，竖向为一个给水区。计算简图见图1，有关计算见表2:
三、结论：
1、从表1、表2可看出，采用集中热水供应时(容积式热水器应作为集中热水供应)，户内热水设计流量计算可采用公式(2)；户内给水管均可采用DN20，基本满足水力计算的要求，并且管材规格统一，方便施工安装。
2、Ng＞25时，采用公式(2)和公式(3)的计算结果相近，单位当量使用频率p值也基本符合有关资料的取值范围和变化趋势；随着Ng值的增加，公式(1)计算值明显偏大，相应的设备选型要大的多，不利于节能节水。
3、目前，对小区集中热水供应可采用公式(2)计算热水设计流量；如以后有准确的单位当量使用频率p实测值，采用公式(3)计算热水设计流量更符合客观实际状况。
参考文献： 1、《建筑给水排水设计手册》
2、《建筑给水排水工程》
3、《建筑给水排水新技术》

表1

表2

表3