Определение расчетных расходов воды и подбор диаметров

Определение максимального секундного расхода производят по формуле:

q = 5q₀×a , (2.1)

где q₀ – расход воды водоразборным устройством, имеющим наибольшую пропускную способность на данном расчетном участке (например, если по расчетному участку вода подается на умывальник , смывной бачок и ванну, то следует принимать больший расход, пропускаемый одним из приборов - q₀ для ванны, принимается по таблице приложения П 1);

a - коэффициент, определяемый в зависимости от общего числа приборов на расчетном участке и вероятности их одновременного действия (принимается по таблице приложения П 3);

Вероятность одновременного действия приборов Р для участков сети, обслуживающих одинаковых потребителей, определяется по формуле:

, (2.2)

где q_hr,u – норма расхода воды одним потребителем в час наибольшего потребления, принимают по заданию;

N - общее количество приборов в здании;

V - общее число жителей в здании.

Определив расчетные расходы воды по участкам, приступают к определению диаметров труб и потерь напора по пути движения воды от ввода до диктующей точки по табл. П.4. При этом необходимо учитывать, что скорость движения воды в магистралях и стояках не должна превышать 1.5 м/с, а в подводках – 2.5 м/с, причем наиболее экономичными являются скорости в пределах 0.9 -–1.2 м/с. Диаметры труб внутренних водопроводных сетей надлежит назначить из расчета наибольшего использования гарантийного напора в наружной водопроводной сети.

Расчет производится по всей длине расчетного направления – от места присоединения ввода к наружной сети водопровода до диктующей точки. При расчете не учитывается расходы на поливочные краны, принимая во внимание то, что в часы максимального водопотребления ими не будут пользоваться.

Запись результатов гидравлического расчета трубопровода ведется в таблице по форме 1.

Форма 1

Гидравлический расчет водопроводной сети

2.3.2. Расчет водомера

Подбор водомера определяется по величине максимального суточного расхода в здании:

, (2.3)

где норма наибольшего водопотребления одним жителем в сутки, л/сут;

V - общее число жителей.

Калибр водомера принимают по таблице приложения П 5.

Потери напора в водомере при расчетном секундном расходе следует определять по формуле:

(2.4)

где: S - полное гидравлическое сопротивление, принимается по табл. П.5.

Допускается принимать потери напора при пропуске расчетного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды в крыльчатых водомерах – 2.5 м, а в турбинных – не более 1м.

2.3.3. Определение требуемого напора

Требуемый напор в системе водоснабжения здания должен обеспечивать бесперебойную подачу воды всем потребителям. Его величина

определяется в час максимального водопотребления:

(2.5)

где: h_r -геометрическая высота подъема воды, от отметки верха трубы городского водопровода до отметки диктующего водоразборного устройства, м;

h_вв-потери напора на вводе;

h_вод -потери напора на водомере;

h_тр -потери напора в трубах сети (по длине) по расчетному направлению от водомера до диктующего водоразборного устройства, подсчитывается по таблице формы ;

h_м–потери напора на местные сопротивления; принимаются в сетях хозяйственно-питьевого водопровода жилых зданий (h_м =0.3h_тр);

h_св -свободный напор у диктующего устройства, принимается по таблице приложения П 1

Полученная величина требуемого напора сравнивается со значением гарантийного напора, полученного по заданию. Если Н_тр Н_гар , то вода будет подаваться в диктующую точку под необходимым напором, т.е. система запроектирована верно. Если же Н_тр превышает Н_гар на 2-3м, то следует пересмотреть гидравлический расчет водопроводной сети, уменьшив потери напора на трение за счет увеличения диаметров трубопроводов. Если же Н_тр > Н_гар более, чем 3 м, то необходимо устройство повысительной насосной установки.

2.3.4. Расчет повысительной насосной установки

Повысительные насосные установки устраивают в подвалах зданий или в отдельно стоящих зданиях. Не допускается их расположение под жилыми помещениями.

Марка насоса подбирается по максимальному секундному расчетному расходу и напору, который определяется как разность требуемого напора и гарантийного напора:

Н=Н_тр-Н_гар, (2.6)

Мощность двигателя определяется по формуле:

, (2.7)

где: Q – расход (подача) воды, л/с;

Н – напор , м;

b_д – коэффициент запаса, равный 1-1.2;

h_н – КПД насоса, равный 0.6 - 0.75;

h_д. - КПД электродвигателя, равный 0.9-0.95;

h_пер.- КПД передачи, равный 0.9-0.97.

По результатам расчета подбираем центробежный насос по таблице приложения П 6. При количестве рабочих насосов от одного до трех предусматривается один резервный насос.

Характеристики насоса заносятся в пояснительную записку.

3. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ

3.1. Выбор системы и схемы трассировки канализации

Для отведения сточных вод от санитарно-гигиенических приборов проектируют бытовую систему внутренней канализации. Система внутренней бытовой канализации здания включает в себя следующие элементы: приемники сточных вод, гидравлические затворы (сифоны), внутреннюю канализационную сеть, состоящую из отводных водопроводов, канализационных стояков и канализационных выпусков. Внутренняя канализационная сеть оборудуется устройствами для чистки сетей в случае засора (ревизиями и прочистками) и устройствами для вентиляции (вытяжками). Подключение внутренней канализационной сети к городской канализации производится через дворовую или внутреннюю квартальную канализацию. Участки канализационной сети следует прокладывать прямолинейно, сточные воды отводятся самотеком при неполном заполнении трубопровода. Схемы внутренней канализационной сети могут иметь различное начертание в зависимости от планировочных решений прилегающей территории и конструкции здания.

Для устройства внутренней канализационной сети используют чугунные раструбные трубы и фасонные части к ним.

При проектировании внутренней канализации на плане типового этажа определяется место расположения канализационных стояков, которые размещают как можно ближе к унитазу в углу санузлов или в монтажных шахтах по всей высоте здания. К одному стояку могут быть подсоединены отводные трубы двух смежных узлов, если он размещен позади унитазов и строго по их сети. Нижняя часть стояка должна иметь жесткое основание.

На канализационных стояках при отсутствии на них отступов предусматривают установку ревизий в нижнем и верхнем этажах, а в жилых зданиях высотой 5 этажей и более – не реже чем три этажа.

Вытяжная часть канализационных стояков выводится через кровлю здания на высоту от плоской неэксплуатируемой кровли на 0.3 м, а от скатной кровли – на 0.5м. Диаметр вытяжки должен быть равен диаметру стояной части стояка. Установление флюгарки на вентиляционной части не требуется. Видимые выше кровли вытяжные части канализационных стояков размещают от открываемых окон и балконов на расстоянии не менее 4 м по горизонтали.

От санитарных приборов к стоякам трассируют отводные трубопроводы, которые прокладывают по стенам выше пола, а иногда под потолком нижерасположенного помещения в виде подвесных линий или же в междуэтажном перекрытии. Присоединение выпускных труб от приборов к отводным трубопроводам и отводных трубопроводов к стоякам предусматривается под углом 45° или 60°. Все отводные трубопроводы прокладывают по кратчайшему расстоянию с установкой на концах и на поворотах прочисток.

Для сбора сточных вод от стояков и отвода их за пределы здания к ближайшему колодцу служат выпуски. В месте присоединения выпуска к дворовой канализационной сети устраивается смотровой колодец. Выпуски присоединяются к дворовой сети под углом не менее 90°.

Несколько стояков можно объединить трубопроводами и присоединить их к одному выпуску. Присоединение стояка к выпуску осуществляется плавно с помощью двух отводов по 135°. В пределах здания выпуски могут быть проложены по стенам подвала (под его потолком), выше пола подвала (на кирпичных столбиках) или под полом подвала. Для чистки горизонтальных трубопроводов следует предусматривать при d = 100 - 150 мм через каждые 15 м ревизии или через 10 м - прочистки на прямолинейных участках.

Выпуски прокладывают из чугунных труб по кратчайшему направлению к дворовой сети. Не рекомендуется направлять выпуски в сторону главного фасада здания. Длину выпуска от стояка или прочистки перед наружной стеной здания до оси первого колодца дворовой канализации следует принимать:

при d = 100 мм, = 12 м,

при d = 150 мм и более, = 15 мм.

В соответствии с [2] дворовую канализационную сеть прокладывают из керамических безнапорных труб по ГОСТ 286-64 или асбестоцементных безнапорных труб по ГОСТ 1839-72.

Дворовую сеть проектируют параллельно зданию при наличии не менее двух выпусков и по кратчайшему расстоянию при одном выпуске. На расстоянии не менее 3 м от фундамента здания устраивается первый смотровой колодец. Далее смотровые колодцы устраиваются в местах присоединения трубопроводов, в местах изменения направления у уклонов и на прямых участках при диаметре 150 мм через 25 м. Контрольный колодец устраивается на красной линии квартала застройки или относят на 1-1.5 м от неё в глубь участка . Подсоединение трубопровода от контрольного колодца к городскому колодцу производится под углом 90°. Дворовая канализация к городскому коллектору присоединяется “щелыга в щелыгу”. Если городской коллектор проходит на глубине большей, чем нижний участок дворовой сети, то контрольный колодец устраивается перепадным. При диаметре дворовой канализации 150 мм перепад до 0.5 м разрешается осуществлять путем слива в смотровой колодец. Перепад высотой до 6 м на трубопроводах диаметром до 500 мм, устраивают в колодцах в виде вертикальных стояков с водобойным прямиком или направляющим коленом, расположенных в рабочей камере смотрового колодца. Диаметр стояка должен быть не менее диаметра подводящего трубопровода.

При выполнении задания достаточно построить разрез или аксонометрическую схему одного стояка и одного выпуска, на которой показать подсоединение санитарных приборов через гидравлические затворы к отводным трубопроводам на одном этаже, стояк с вытяжной частью и ревизиями, выпуск с устройством прочисток и первый смотровой колодец. Масштаб на чертеже 1:100. Все фасонные части и санитарные приборы показывают условными обозначениями. На разрезе (схеме) обозначают диаметры и уклоны труб, отметки пола каждого этажа, земли и лотка труб. Пример аксонометрической схемы канализационного стояка и разреза по канализационному выпуску приведен на рис.3.1.

3.2. Гидравлический расчет канализационной сети

Гидравлический расчет канализационных сетей следует начинать с определения расчетных расходов по стоякам, выпускам и участкам дворовой сети, т.к. в жилых зданиях имеются санитарные приборы, которые медленно наполняются из водопровода и быстро опорожняются в систему канализации (ванны, унитазы со смывными бочками), то расчетные расходы сточных вод при малом числе санитарных приборов превышают расчетный расход в системе водоснабжения. Увеличение числа санитарных приборов приводит к осреднению расходов сточных вод и соответственно их расходу в системе водоснабжения.

3.2.1. Определение расчетных расходов сточных вод

Максимальный секундный расход сточных вод, поступающий по участку в систему канализации, равен:

при q £ 8 л/с , (3.1)

при q > 8 л/с , (3.2)

где - общий расчетный расход воды в сетях холодного горячего водоснабжения;

- нормативный удельный расход сточных вод от прибора с максимальным водоотведением, принимается по таблице приложения П 1.

Общий расчетный расход воды определяется по формуле:

, (3.3)

где: - расход воды одним приемником сточных вод, имеющим наибольшую пропускную способность во всем здании, принимается по таблице приложения П 1.

- коэффициент, зависящий от числа приемников сточных вод в здании и вероятности одновременного их действия, принимается по таблице приложения П 3.

Вероятность одновременного действия приборов для жилого дома, обслуживающего одинаковых потребителей определяется по формуле:

, (3.4)

где: -норма расхода холодной и горячей воды в час наибольшего водопотребления, принимается по [2] и для жилых домов с централизованным горячим водоснабжением, оборудованных умывальниками, мойками и ванными, 15.6 л/ч;

-число жителей в жилом доме;

-число водоразборных устройств.

Запись расходов сточных вод ведется в таблице по форме 2.

Форма 2

Определение расходов сточных вод

Наимено- вание участка	Число водоразбо-рных устройств, N	Общая вероятность действия водоразбо- ных устройств, Р	N×P	a	Расчетный расход воды q, л/с	Расчетный расход стоков qs, л/с
Ст. К1-1
Вып.
КК1-КК2
КК2-КК
КК-ГК

Рис. 3.1. Аксонометрическая схема канализационного стояка и разрез по канализационному выпуску

3.2.2. Проверка пропускной способности внутренней сети

Отводные трубопроводы от небольшого количества приборов обычно относят к категории безрасчетных и в зависимости от их диаметра принимают следующие уклоны: при d = 50 мм – уклон i = 0.025, при d = =100 мм i = 0.002

Диаметр канализационного стояка принимается не менее наибольшего диаметра поэтажных отводов (см. таблицу приложения П 1), а затем максимальный секундный расход, поступающий со всех отводных трубопроводов, подсоединенных к стояку, сравнивается с максимальной пропускной способностью вентилируемого канализационного стояка принятого диаметра по таблице приложения П 2 при угле присоединения поэтажных отводов к стояку 90°. Если выбранный диаметр не обеспечивает пропуск расчетного расхода сточных вод, то необходимо уменьшить угол присоединения поэтажного отвода к стояку или увеличить диаметр стояков.

Выпуски от канализационной сети в подвальных помещениях следует предусматривать с уклоном не менее 0.02. Диаметр выпуска принимается не менее диаметра наибольшего из стояков и проверяется расчетом.

3.2.3 Расчет и проверка дворовой канализации

Диаметр дворовой канализационной сети должен быть не менее 150 мм. После расчета расходов сточных вод по участкам канализационной дворовой сети, принимается минимальный диаметр, равный 150 мм, и производится гидравлический расчет трубопровода, скорости движения воды, отметок и глубины его заложения. Средняя скорость движения сточной жидкости в трубопроводах должна быть не менее самоочищающей скорости (при которой не происходит выпадение осадка из сточной жидкости). Для бытовых сточных вод скорость движения стоков для трубопроводов диаметром до 150 мм включительно следует принимать не менее 0.7м/с. Наполнение для диаметров 150 мм не менее 0.3 и не более 0.6. Наибольший уклон трубопровода не должен превышать 0.15.

Гидравлический расчет дворовой канализационной сети ведется от наиболее удаленного выпуска до колодца городской канализационной сети по участкам и записывается в таблицу по форме 3. Уклоны, скорости и наполнение трубопроводов определяется по таблице приложения П 7 по известному расходу сточных вод и принятому диаметру. На основании полученных данных заполняются все остальные графы. Отметка дна лотка трубы как разность отметки поверхности земли и глубины заложения трубы в начальной точке. Расчет выполнен верно, если:

Если условие не выполняется, то канализационную сеть относят к категории безрасчетной.

По результатам расчета строится продольный профиль дворовой канализации (масштаб вертикальный 1:100, масштаб горизонтальный 1:500). Построение продольного профиля начинается с построения уровня земли по отметкам здания и отметки лотка первого колодца К1, где самый дальний выпуск подсоединяется к дворовой канализационной сети (определяется разрезом или аксонометрической схемой) внутренней канализационной сети. Далее построение ведется по данным таблицы по форме 3. На чертеже показывается линия лотка трубы дворовой канализации, уровень промерзания грунта и схематично вычерчивается колодцы на сети.

Пример профиля дворовой канализации приведен на рис. 3.2.

Форма 3

Гидравлический расчет дворовой канализационной сети

Рис. 3.2. Генплан участка и продольный профиль дворовой канализационной сети

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гидравлика, водоснабжение и канализация. Калицук В.И., Кедров В.С., Ласков Ю.М., Сафонов П.В. – 3-е изд. перераб. и доп.- М.: стройиздат, 1980 – 359 с.

2. СНиП 2. 04. 01 – 85. Внутренний водопровод и канализация зданий /Госстрой СССР – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56 с.

3. СНиП 2. 04. 02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой СССР – М.: Стройиздат, 1985.- 136 с.

4. СНиП 2. 04. 03 – 85. Канализация. Наружные сети и сооружения/ Госстрой СССР – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.- 72 с.

5. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотделения: Справочник /Под общ. ред. А. М. Курганов – 3-е изд., перераб. и доп.- - Л.: Стройиздат 1986.- 440 с.

6. Карелин В. Я., Минаев А. В. Насосы и насосные станции: Учебник для вузов – 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1986.- 320 с.

7. Кедров В. С. Санитарно-техническое оборудование зданий. - М: Высшая школа, 1974.

8. Жуков А. И. Канализация: Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1985.- 320 с.

9. Журавлев Б. А. Справочник мастера-сантехника – М.: Стройиздат, 1987.- 496 с.

Приложение

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Таблица П 1

Расходы воды и стояков санитарными приборами

Таблица П 2

Проверка пропускной способности канализационного стояка

Таблица П 3

Значения коэффициентов

0,015 0,202 0,047 0,268 0,110 0,355 0,34 0,564

0,016 0,205 0,048 0,270 0,115 0,361 0,35 0,573

0,017 0,207 0,049 0,271 0,120 0,367 0,36 0,580

0,018 0,210 0,050 0,273 0,125 0,373 0,37 0,588

0,019 0,212 0,051 0,276 0,130 0,378 0,38 0,595

0,020 0,215 0,052 0,276 0,135 0,384 0,39 0,602

0,021 0,217 0,054 0,280 0,140 0,389 0,40 0,610

0,022 0,219 0,056 0,283 0,145 0,394 0,41 0,617

0,023 0,222 0,058 0,286 0,150 0,399 0,42 0,624

0,024 0,224 0,060 0,289 0,155 0,405 0,43 0,631

0,025 0,226 0,062 0,292 0,160 0,410 0,44 0,638

0,026 0,228 0,064 0,295 0,165 0,415 0,45 0,645

0,027 0,230 0,065 0,298 0,170 0,420 0,46 0,652

0,028 0,233 0,068 0,301 0,175 0,425 0,47 0,658

0,029 0,235 0,070 0,304 0,180 0,430 0,48 0,665

0,030 0,237 0,072 0,307 0,185 0,435 0,49 0,672

0,031 0,239 0,074 0,309 0,195 0,444 0,50 0,678

0,032 0,241 0,076 0,312 0,20 0,449 0,52 0,692

0,033 0,243 0,078 0,315 0,21 0,458 0,54 0,704

0,034 0,245 0,080 0,318 0,22 0,467 0,56 0,717

0,035 0,247 0,082 0,320 0,23 0,476 0,58 0,730

0,036 0,249 0,084 0,323 0,24 0,485 0,60 0,742

0,037 0,250 0,086 0,326 0,25 0,493 0,62 0,755

0,038 0,252 0,088 0,328 0,26 0,502 0,64 0,767

0,039 0,254 0,090 0,331 0,27 0,510 0,66 0,779

0,040 0,256 0,092 0,333 0,28 0,518 0,68 0,791

0,041 0,258 0,094 0,336 0,29 0,526 0,70 0,803

0,042 0,529 0,096 0,338 0,30 0,534 0,72 0,815

0,043 0,261 0,098 0,341 0,31 0,542 0,74 0,826

0,044 0,263 0,100 0,343 0,32 0,550 0,76 0,938

0,045 0,265 0,105 0,349 0,33 0,558 0,78 0,949

0,046 0,266 0,34 0,80 0,860

0,86 0,894 2,7 1,724 6,1 2,924

0,88 0,905 2,8 1,763 6,2 2,956

0,9 0,916 2,9 1,802 6,3 2,989

Продолжение табл. П 3

0,92 0,927 3 1,84 6,4 3,021

0,94 0,937 3,1 1,879 6,5 3,053

0,96 0,948 3,2 1,917 6,6 3,085

0,98 0,959 3,3 1,954 6,7 3,117

1 0,969 3,4 1,991 6,8 3,149

1,05 0,995 3,5 2,029 6,9 3,181

1,1 1,025 3,6 2,065 7 3,212

1,15 1,046 3,7 2,102 7,1 3,244

1,2 1,076 3,8 2,138 7,2 3,275

1,25 1,096 3,9 2,174 7,3 3,307

1,3 1,12 4 2,21 7,4 3,338

1,35 1,144 4,1 2,246

1,4 1,168 4,2 2,281

1,45 1,191 4,3 2,317

1,5 1,215 4,4 2,352

1,55 1,238 4,5 2,386

1,6 1,261 4,6 2,421

1,65 1,283 4,7 2,465

1,7 1,306 4,8 2,49

1,75 1,328 4,9 2,524

1,8 1,35 5 2,558

1,85 1,372 5,6 2,592

1,9 1,394 5,2 2,626

1,95 1,416 5,3 2,66

2 1,437 5,4 2,693

2,1 1,479 5,5 2,726

2,2 1,521 5,6 2,76

2,3 1,563 5,7 2,793

2,4 1,604 5,8 2,826

2,5 1,644 5,9 2,858

2,6 1,684 6 2,891

Таблица. П 4

Таблица для гидравлического расчета водопроводных стальных труб

Таблица П 5

Характеристика скоростных водомеров

Таблица П 6

Технические характеристики насосов

Таблица П 7

Таблица для гидравлического расчета керамических канализационных труб

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ

Методические указания по выполнению курсовой работы

СОСТАВИТЕЛИ:

Подготовила к печати Л. П. Мещерякова

665728, Братск, 28, Макаренко, 40

Братский Государственный Технический Университет