Гидравлический расчет системы внутреннего водопровода

Целью гидравлического расчета является определение экономически выгодных диаметров труб и потерь напора в них при пропуске расчетных расходов воды, а также требуемого напора в системе внутреннего водопровода.

Для систем хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода выполняют гидравлический расчет на пропуск максимального секундного расхода воды на соответствующие нужды. Объединенные системы хозяйственно-противопожарного или производственно-противопожарного водопроводов рассчитываются дважды.

Внутренний хозяйственно-питьевой водопровод рассчитывается в следующем порядке:

- выбирается расчетный (диктующий) прибор;

- выбирается расчетная магистраль, которая разбивается на расчетные участки;

- определяются нормы водопотребления, количество потребителей и санитарных приборов, вероятность их действия;

- определяются расчетные расходы воды на каждом участке, диаметры труб, скорости движения воды, потери напора;

- выбирается тип и размер водомера, определяются потери напора в нем;

- определяется требуемый напор в системе, решается вопрос о необходимости устройства установки для повышения напора.

На плане этажа в санитарно-технических кабинах устанавливаются стояки внутреннего водопровода в зависимости от вида прокладки (см. рис. 1.4.).

Зная место расположения ввода в здание, на плане подвала здания проектируют разводку сети внутреннего водопровода и строят расчетную аксонометрическую схему внутренней водопроводной сети (см. рис. 1.1.). На схеме выбирается расчетный стояк (самый удаленный от ввода) и расчетное направление от диктующего устройства до места присоединения ввода к наружному водопроводу. Расчетная магистраль разбивается на расчетные участки, концами которых являются точки, где меняются расход воды, диаметр или материал стенок труб. Расчетные участки обозначаются числами, проставляемыми в начале и конце каждого участка.

Определяется полезная площадь всего здания, F_п, м²:

, (1.7)

где F_с – полезная площадь одной секции (определяется как разность между площадью одной секции и площадью лестничной клетки, т. е. площадь лестничной клетки в полезную не входит), м²; n – число этажей в здании; n_с – число секций.

Определяется расчетное количество жителей U, чел., в здании:

, (1.8)

где F_п – полезная площадь всего здания, м²; f - норма жилой площади на человека, м²; k – коэффициент перенаселенности квартир (можно принять k = 1,2 – 1,5).

Определяется количество водоразборных устройств N на расчетных участках.

Определяется величина вероятности действия водоразборных устройств Р.

Вероятность действия водоразборных устройств Р для зданий с холодным водопроводом и местными водонагревателями может быть определена по формуле

, (1.9)

где – норма расхода холодной и горячей воды потребителем в час наибольшего водопотребления, принимаемая по СНиП [1] (см. прил. 4), л/ч; U – количество жителей в здании; N – количество водоразборных устройств, обслуживающих U потребителей; q_о – расход воды одним прибором (принимается в зависимости от вида потребителей по прил. 4), л/с.

То же для зданий с центральным горячим водоснабжением:

, (1.10)

где - норма расхода холодной воды потребителем в час наибольшего потребления, принимаемая по СНиП [1] (см. прил. 4), л/ч.

В зданиях с однотипными потребителями секундный расчетный расход воды q₀ принимается по водоразборному устройству с максимальным секундным расходом, когда число таких устройств на расчетном участке не менее 10% общего числа установленных устройств в здании. В этом случае вероятность действия приборов Р, определяется для всего здания в целом, т.е. для N водоразборных устройств в здании.

В зданиях с различными потребителями или на участках, где установлены разные водоразборные устройства с существенно отличающимися нормативными расходами, значение q₀ следует определять как средневзвешенную величину:

, (1.11)

где N_i – число водоразборных однотипных устройств в i-ой группе; q_0i – секундный максимальный нормативный расход воды для водоразборного устройства из числа однотипных, установленных в i-ой группе; Р_i - вероятность действия однотипных водоразборных устройств в i-ой группе.

Максимальный секундный расход воды в здании q, л/с, на каждом расчетном участке определяется по формуле

q = 5α q₀, (1.12)

где α – величина, определяемая в зависимости от N или NР на расчетном участке, принимается согласно прил. 5.

Определение диаметров труб на расчетном участке – наиболее ответственная часть расчета водопроводной сети. Диаметры труб определяют по расчетному расходу воды, проходящему по данному участку и наиболее экономичной скорости.

Экономически наивыгоднейшая скорость движения воды зависит от ряда условий: стоимости энергии, состояния внутренней поверхности труб, расчетного срока окупаемости сети, стоимости прокладки, монтажа труб и т. д.

Скорость движения воды в магистральных трубопроводах и стояках рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, а в подводках к водоразборным устройствам – не более 2,5 м/с. Максимальная скорость во внутреннем водопроводе не должна превышать 3 м/с.

Экономичными можно считать скорости 0,9 – 1,2 м/с, в трубопроводах производственных водопроводов – не более 1,2 м/с, а в трубопроводах спринклерных и дренчерных установок – не более 10 м/с.

Диаметры труб обычно назначают по расчетным расходам и рекомендованным скоростям движения воды, пользуясь специальными таблицами [14] (см. прил. 8).

В сетях внутреннего водопровода определяют потери напора по длине труб для каждого расчетного участка и потери напора на местные сопротивления.

Потери напора на трение

, (1.13)

где - длина расчетного участка трубопровода данного диаметра, м; i – гидравлический уклон, принимаемый по прил. 8.

Местные потери напора в сетях внутреннего водопровода составляют 10 – 30% потерь напора по длине труб.

Общие потери напора определяются по формуле

, (1.14)

где k_м – коэффициент учитывающий местные потери напора, безразм.

В сетях хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий k_м = 1,3; в сетях объединенных противопожарных и хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий, а также в сетях производственных водопроводов k_м = 1,2; в сетях объединенных противопожарно-производственных водопроводов k_м = 1,15; в сетях противопожарных водопроводов k_м = 1,1.

Результаты гидравлического расчета внутренней водопроводной сети сводятся в табл.1.2.

Таблица 1.2.