住宅房屋建筑用水定額現狀及國家標準編制

白 樂，李恩寬，付新峰，賈一飛

(黃河水利委員會黃河水利科學研究院，河南 鄭州 450003)

用水定額是反映區域用水和節水水平的一個衡量尺度。用水定額的確定不僅科學地規范了合理用水需求，對于產業結構調整和經濟結構優化也起到重要作用[1-2]。許多發達國家把用水定額作為用水考核和節水水平的參考標準[3-4]。自1999年水利部發布的《關于加強用水定額編制和管理的通知》以來，全國31個省(市、區)編制并發布了用水定額國家標準[5]，已發布的用水定額主要是工業用水定額[6]，缺乏農業、建筑業、服務業以及城鎮生活等行業用水定額。住宅房屋建筑作為建筑業重要組成部分，其施工用水節水面臨著無國家標準可依的窘境。國家統計局2019年發布數據顯示[7]，2017年中國住宅房屋施工面積為652 234.26萬m2，年用水量約65.00億m3。因住宅房屋建筑施工過程中用水人員、用水時間和用水量集中，節水示范作用強、社會影響大，為規范和強化住宅房屋建筑節約用水，須加快制定用水定額。

住建部發布的GB 50015—2019《建筑給水排水設計標準》、GB 50555—2010《民用建筑節水設計標準》是為建筑設計服務的，不體現施工實際用水過程和用水定額[8]。住建部發布的GB/T 50378—2014《綠色建筑評價標準》監測、記錄施工水耗[9-10]，實施施工節水方案，但未明確提出施工期用水定額。31個省(市、區)中25個省級行政區出臺了住宅房屋建筑相關用水定額地方標準，但所屬行業、分類和用水定額值有所差異，缺乏統一性和可比性。

綜上，須在充分了解住宅房屋建筑用水定額制定存在問題的基礎上，明確計算邊界，明晰影響因素，采用現場調研、主觀概率值法、概率測算法等多種方法，編制國家層面的住宅房屋建筑用水定額，指導和規范住宅房屋建筑業節水管理、促進其節水技術進步，完善中國用水定額標準體系及節水標準體系。

1 省級行政區住宅房屋建筑用水定額編制現狀存在的問題

a)省級行政區發布的房屋建筑用水定額未實現全覆蓋。31個省(市、區)中有25個省(市、區)制定房屋建筑相關用水定額，覆蓋率80.65%，北京市、天津市、山東省、福建省、江西省、江蘇省未明確制定房屋建筑相關用水定額。

b)住宅房屋建筑建筑業用水定額所屬行業、代碼、分類差異較大。浙江省房屋建筑業用水定額行業代碼為E4700，類別名稱為房屋建筑業；吉林省房屋建筑業用水定額屬于工業部分，行業代碼為E471，名稱為房屋工程建筑。2019年江蘇省房屋建筑用水定額出現在生活和服務業用水定額部分，行業代碼為47—48，類別為房屋及土木工程建筑業，分類代碼4710—4790。

c)分類各具特色。31個省(市、區)中制定建筑用水定額地方標準分類明顯不同。如：內蒙房屋建筑用水定額劃分為框架和磚混結構；遼寧省的房屋建筑用水定額分為民用建筑、工礦企業廠房、辦公樓等；而浙江的房屋建筑業用水定額分為商品混凝土和現澆混凝土兩大類。

d)用水定額指標不具可比性。31個省(市、區)制定的用水定額值差異較大。例如：南方地區鋼筋混凝土結構(商品混凝土)中重慶市和云南省的用水定額分別為1.50、0.80 m3/m2。北方地區現澆混凝土陜西省和河北省的用水定額分別為1.50、0.30 m3/m2，陜西省是河北省的5倍。

綜上，已發布的省級住宅房屋建筑業用水定額未能覆蓋全國，建筑用水定額所在行業分類、行業代碼、分類名稱具有明顯差異性，分類各具特色，用水定額值可比性差，未能形成統一、有效的用水定額標準體系。

2 住宅屋建筑用房水定額相關概念內涵及影響因素分析

2.1 相關概念與內涵

住宅房屋建筑是指供家庭居住使用的建筑(含與其他功能空間處于同一建筑中的房屋住宅部分)。住宅房屋建筑施工是指建筑工程施工前期準備—土方工程—基礎工程—住宅主體結構竣工(或封頂)的整個施工工程[11]。住宅房屋建筑用水量是指整個建設期內，取自任何常規水源[12]并被其第一次利用的水量的總和。住宅房屋建筑面積是指建筑物(包括墻體)所形成的樓地面面積。住宅房屋建筑用水定額是指建設期內，達到先進用水水平條件下，按總建筑面積核算的單位面積的用水量。與設計定額和統計定額相比[13]，該定額更加注重對用水量及用水效率的監督考核及管理，更強調先進性。磚混結構是建筑物中豎向承重結構的墻、柱等采用磚或砌塊砌筑，橫向承重的梁、樓板、屋面板等采用鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構則是用配有鋼筋增強的混凝土制成的結構，承重的主要構件是用鋼筋混凝土建造的是用鋼筋和混凝土建造的一種結構。住宅房屋建筑用水定額按下式計算：

m=(QSG+QSH+QJX+QXF+QLH+QFC)/A=Q/A

(1)

式中m——住宅房屋建筑單位面積用水量，m3/m2；A——住宅房屋建筑面積，m2；Q——建筑施工場地的總用水量(包括施工、機械沖洗、防塵、綠化、施工現場生活等與建筑施工相關的用水量)，m3；QSG、QJX、QSH、QXF、QLH、QFC——施工、機械、生活、消防、綠化、防塵用水量，參考《建筑施工計算手冊》中臨時設施施工相應公式計算，m3。

最后確定的總水量Q，還應根據不同情況增加5%～10%，以補償不可避免的水管漏水損失。

2.2 影響因素分析

a)氣候。氣候是影響住宅房屋建筑用水量的重要因素之一。中國地域遼闊，因地理緯度、地勢等條件不同，水文氣候條件差異較大，氣候相差較懸殊。不同的氣候條件則形成不同的用水習慣。例如：施工現場工人洗浴頻率、洗衣習慣等不同，造成用水量的差異。總的來說，氣溫高、降水量大，水量較豐富的地區用水量較氣溫低、降水量小、水量匱乏地區偏大。

b)施工技術、施工材料、施工方式等因素影響[11]。養護用水作為重要施工用水環節之一，采用塑料薄膜養護與混凝土自然養護法相比，每澆注1 m3混凝土大致可節約用水0.2～0.4 m3。采用商品混凝土，與傳統的現場攪拌技術相比，單位建筑面積平均用水量節省約38%[11]，且減少了粉塵、噪聲污染，節省了人工成本，施工質量比現場混凝土攪拌更穩定可靠。此外，基礎工程采用預制樁，施工過程基本不用水；而灌樁用水量按泥漿量考慮，一般泥漿量為成孔方量的3～5倍，即：Vs=(3-5)×Vk。在福建省用水定額中沖鉆孔灌注樁水泥漿循環次數按5次考慮。

c)不同的用水結構使建筑用水量產生差異[14-15]。對于用水結構復雜的住宅房屋建筑，規模、施工周期等因素也會對用水量和用水定額產生影響，而對于用水結構及用水性質簡單的建筑，其用水量和用水定額具有規模效應，規模越大，用水量越多，用水定額越大。

d)水價、計價方式、環保要求等因素的影響。總體來說水價收費較高的地方[16]，用水定額越小。計價方式也影響了用水定額，按照單位面積收費計價，用水定額較北方同類地區偏大，存在明顯用水浪費。北方地區環境保護對施工現場揚塵治理要求較高，用水定額偏大。例如：河南某建筑工地建筑面積31萬m2的住宅樓，施工期降塵灑水量為150～240 m3/d。

3 住宅房屋建筑用水定額研究

3.1 數據來源

基礎數據一部分是收集并整理全國31個省(自治區、直轄市)已發布的住宅房屋及相關建筑用水定額數據。另一部分來源于水行政主管部門、建筑施工單位、用水定額編制單位提供的住宅房屋建筑用水統計信息。最后一部分來源于現場實地調研能反映中國不同氣候區域、水源、經濟發展水平、生活習性等特點的在建住宅項目。實地共調17家，其中南方地區10家、北方地區7家。調研內容包括建筑物基本情況和用水情況，如：建筑結構、面積、建筑高度、施工人數、施工階段、建設工期、用水量、水源、用水時間、計量設施安裝情況等。

3.2 數據處理方法

3.2.1凝聚層次聚類分析

凝聚層次聚類分析[17-18]是先將每一個住宅房屋建筑實際用水指標作為一組聚類，假設共有m個住宅房屋建筑用水指標樣本，那么就有m組聚類，并計算該住宅建筑用水指標與其他指標之間的距離，即m(m-1)個距離值，并找到距離最短的住宅用水指標值，把他們聚為一組，這時聚類組數就變為了m-1。同理，計算這m-1組聚類相互之間的距離，將距離最小的兩組合并為一組，直到聚類數將達到預先設定的組數或最終聚為一組。

3.2.2主觀概率值法

主觀概率值法是指通過對收集的住宅建筑用水資料進行邏輯思維分析，綜合用水統計資料和數據，對用水指標進行分析、討論和比較，并利用經驗和判斷能力，獲得概率平均值確定用水定額值的方法。

(2)

Δ=|(a-b/6)|

(3)

(4)

式中a、m、b——最大值、一般值和最小值；λ——標準差Δ的系數，通過正態分布表可以查得λ對應的值概率φ(λ)。

3.2.3統計分析法

統計分析法是結合現狀用水統計數據[19-20]，運用數理統計方法進行數據分析計算，確定用水定額的一種方法。該方法可較好地體現先進性，保證先進用水指標確定的合理性。主要包括：四分位法、二次平均法、概率測算法。

a)四分位法[21]指在統計學中把所有數值由小到大排列并分成4等份，處于3個分割點位置的數值。它是一組數據排序后處于25%和75%位置上的值。

(5)

c)概率測算法是通過預先設定用水定額實現的先進程度，計算用水定額值的統計分析方法。該方法可計算出先進用水水平所對應的用水定額值，概率測算法的理論基礎是中心極限理論，即在某些一般的充分條件下，當隨機變量的個數無限增加時，獨立隨機變量的和的分布是趨統概率于正態分布的。其步驟是先計算數據的均值，再求方差，然后運用正態分布判定先進用水水平定額值。

(6)

根據先進性原則，確定φ(λ)值，由正態分布表求得標準差系數的λ。

3.3 用水定額分區、分類

a)住宅房屋建筑用水定額分區：住宅房屋建筑施工用水與氣候因素密切相關，以800 mm等降水量線為界，結合住宅房屋建筑用水實際調研數據，兼顧分區標準的一致性、可操作性等原則，參考《實行最嚴格水資源管理制度考核方案》《節水型社會評價標準》的分區標準，將全國劃分為北方地區和南方地區。北方地區指北京、天津、河北、山西等14個省(直轄市、自治區)。其他省(直轄市、自治區)為南方地區，包括江河源頭區的青海省和西藏自治區。每個地區內的不同省級行政區視為用水條件相近的同類地區，統一制定用水定額(表1)。

表1 住宅房屋建筑用水定額值 單位：m3/m2

b)住宅房屋建筑用水定額分類：在建住宅房屋建筑數量眾多，各類建筑實際用水存在差異，需要分類制定用水定額。現代住宅房屋建筑大多為磚混結構和鋼筋混凝土結構。在其他條件相同的前提下，磚混結構和鋼筋混泥土結構施工過程中用于澆筑混凝土、砂槳拌和，混凝土養護、砌塊除塵、揚塵治理等環節的水量并不相同。因此，本定額制定過程中把磚混結構和鋼筋混凝土結構2種結構分開，分別制定。在此基礎上，凝聚層次聚類分析法把南北方地區81家住宅房屋建筑按結構分為4類，分別為：北方(磚混結構、鋼筋混凝土結構)、南方(磚混結構、鋼筋混凝土結構)。

3.4 用水定額編制

a)按照GB/T 32716—2016《用水定額編制技術導則》(以下簡稱《導則》)和最新節水政策要求，(因住宅房屋建筑規模大、周期短、節水示范性強，用水定額僅制定先進值)。將調查收集到的86家住宅房屋建筑實際用水數據(圖1)。采用四分位法進行異常值校核與檢驗(圖2)，剔除數據異常值，將符合要求的81家住宅房屋建筑用水數據。采用主觀概率值法，初步確定先進用水水平的用水定額值，即北方地區磚混結構和混凝土結構(商品混凝土)用水定額值分別為0.52 、0.48 m3/m2；同理，南方地區磚混結構和混凝土結構(商品混凝土)用水定額值分別為0.78 、0.67 m3/m2(表2)。《導則》要求，編制建筑業用水定額時，僅制定先進值，規定建筑業先進用水定額值按用水戶通過率20%確定。

圖1 南北方86家住宅房屋建筑實際用水定額值

圖2 四分位法異常值篩選及計算結果

表2 住宅房屋建筑用水定額通過情況

b)用水定額的調整與確定。在綜合考慮氣候、施工工藝技術、用水結構等因素的前提下，分別采用四分位法、二次平均法、概率測算法這3種方法，解算住宅房屋建筑先進用水定額指標(圖3)。解算結果與初步定額值、住宅房屋建筑先進用水水平定額對比，廣泛征求水行政主管部門、節水管理部門、建筑施工單位、定額編制單位等單位的意見，并召開4次專家咨詢會，適當調整初步定額值。綜合考慮國家現行有關節水政策要求、經濟技術條件及住宅房屋建筑用水實際，最終確定用水定額值。

圖3 4種方法用水定額計算結果

c)制定定額與已發布的省級用水定額對比分析磚混結構。北方地區已發布磚混結構用水定額值的10個省級行政區中有3個省級行政區磚混結構用水定額值小于(包括等于)確定的北方地區定額指標；有7個省級行政區磚混結構用水定額值大于確定的北方地區定額指標。南方地區已發布磚混結構用水定額值的8個省級行政區中有1個省級行政區磚混結構用水定額值小于(包括等于)確定的南方地區定額指標；有7個省級行政區磚混結構用水定額值大于確定的南方地區定額指標。混凝土結構：北方地區已發布混凝土結構用水定額值的12個省級行政區中有4個省級行政區混凝土結構用水定額值小于(包括等于)確定的北方地區定額指標；有8個省級行政區混凝土結構用水定額值大于確定的北方地區定額指標。南方地區已發布混凝土結構用水定額值的10個省級行政區中有4個省級行政區混凝土結構用水定額值小于(包括等于)確定的南方地區定額指標；有6個省級行政區混凝土結構用水定額值大于確定的南方地區定額指標。

綜上，該用水定額值是根據己有的調研數據，通過檢驗法和統計分析法計算得出的，并考慮了節水政策、建筑施工單位用水實際等多方面的因素，最終確定。確定的定額指標考慮了現階段住宅房屋建筑用水實際和節水潛力，能夠衡量未來一個時期的節約用水水平，用水定額值合理、科學、先進。

4 結論與討論

a)北方地區磚混結構和混凝土結構(商品混凝土)用水定額值分別為0.50、0.45；南方地區磚混結構和混凝土結構(商品混凝土)用水定額值分別為0.75、0.65。

b)與本次制定的先進用水定額相比，已發布的省級住宅房屋建筑用水定額達標率(包括等于)為12.50%～40.00%，該用水定額考慮了現階段住宅房屋建筑用水實際和節水潛力，能夠衡量未來一個時期的節水水平，用水定額值合理、科學、先進。

c)定額制定過程中樣本數量、覆蓋性、典型性和計量設施安裝情況等會對其造成一定影響，加之住宅房屋建筑業發展較快，定額必須隨之不斷修訂和完善。