Гидравлический расчет водоснабжения жилого дома пример

Где К п — коэффициент, у читывающий возможную перегрузку электр о двигателя и зависящий от мощности нас о са.

Согласно выполненному расчету подбирается насос марки

4.1 ВЫБОР СХЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ

В жилых и общественных зданиях обычно предусматривается только сеть канализации. Типы санитарных приборов, принимаемых к установке, должны обеспечивать удобство пользования ими, отвечать требованиям санитарии и гигиены в соответствии с нормами. Способ прокладки канализационных труб принимается скрытый.

4.2 КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВНУТРЕННЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Разработку конструкции системы канализации рекомендуется проводить в такой последовательности:

на планах подвала и этажей здания наносятся условными знаками санитарные приборы

наносятся стояки системы канализации;

наносятся канализационные выпуски;

вычерчиваются развертка или аксонометрическая схема по заданному канализационному стояку.

При вычерчивании трубопроводов на планах здания нужно учитывать их взаимное расположение и увязывать их со строительными конструкциями. Санитарные приборы и стояки располагаются так, чтобы длина отводных линий была наименьшей. Диаметры отводных линий принимают 50 или 100 мм. Стояки размещают в санузлах.

Канализационные стояки на всех схемах и планах помечаются условными обозначениями СтК1-1, СтК1-2, СтК1-3, СтК1-4,а все санитарные приборы обозначаются порядковыми номерами.

Для ликвидации засоров на стояках устанавливаются ревизии. Ревизии установлены на первом и на пятом этаже.

Сети бытовой и производственной канализации должны вентилироваться через вытяжки, выводимые на 0,5 м не эксплуатируемой кровли здания, заканчивающиеся обрезом трубы без установки флюгарки. Диаметр вытяжной трубы от одного канализационного стояка должен быть равен диаметру этого стояка.

Канализационный стояк заканчивается выпуском. Переход стояков в выпуск осуществляется установкой последовательно двух отводов под углом 135 0

Канализационные выпуски по возможности должны быть прямолинейными и выходить наружу под углом 90° к наружной стене. Выпуски следует присоединять к дворовой сети под углом не менее 90°, считая против движения сточных вод в дворовой сети, способом «шелыга в шелыгу».

Глубину выпуска принимают на 0,3 м выше глубины промерзания грунта, но не меньше 0,7 м. Выпуски целесообразно устраивать с одной стороны здания.

Выпуски прокладывают с уклоном не менее 0,02 , длинной не более 8 м при диаметре 50 мм и не более 12-15 м при диаметре 100-150 мм, измеренной от стояка или прочистки до оси смотрового колодца, который должен быть размещен от фундамента здания не менее чем на 3 м. Выпуски прокладываются на чугунных раструбных канализационных труб.

Развертку канализационного стояка или аксонометрическая схема выполняется в условных знаках с указанием всех фасонных частей, необходимых для монтажа стояка. Развертка включает в себя внутриквартирные трубопроводы и выпуск с дворовым канализационным колодцем.

На развертке или аксонометрической схеме по заданному канализационному стояку показывают:

номер стояка с указанием диаметра;

вытяжку с указанием диаметра и длины;

отводные линии с указанием диаметров, уклонов, длин и отметок лотков трубопроводов в местах пересечения с осями наружных стен здания колодцах дворовой канализации;колодца.

4.3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДВОРОВОЙ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

Дворовая канализационная сеть прокладывается параллельно дворовому фасаду здания на расстоянии не менее 3 м, считая от наружных стен здания до оси траншеи. Глубина заложения лотка трубопровода дворовой сети принимается на 0,3 м меньше глубины промерзания грунта в данной местности.

На дворовой канализационной сети предусматриваются смотровые колодцы в точках подключения выпусков, поворотов, подключения к уличной сети, смене уклонов или диаметров, также на длинных прямолинейных участках. Диаметр колодцев принимается 0,7 м. Колодцы выполняются сборными железобетонными.

Для прокладки дворовых канализационных сетей применяются чугунные трубы. Сеть дворовой канализации на генплане должна быть нанесена со всеми смотровыми, поворотными и контрольными колодцами, которые должны быть отмечены условными обозначениями: KКl, KК2, ККЗ, КК4, ККА. При проектировании дворовой сети следует стремиться к сокращению ее длины с учетом места присоединения к городской сети и расположения канализационных выпусков из здания.

4.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Суточные и часовые нормы водоотведения близки к нормам водопотребления без учета безвозвратно потерянной водопроводной воды.

При общем расчете расходе холодной и горячей воды q tot s = q tot + q s (4.1)

где q tot — общий расчетный расход холодной и горячей воды на расчетном участке канализации ,л/с,

q s — удельный нормативный расход сточных вод от приемника с наибольшим водоотведением ,л/с;

q s -максимальный расчетный расход сточных вод, л/с;

По найденным расходам сточных вод выполняют расчет вертикальных и горизонтальных трубопроводов.

Расчет выпусков из здания сводится к выбору диаметра выпуска на соответствующий расчетный расход сточных вод, таким образом, чтобы было выполнено условие:

Наполнение трубопровода при этом должно быть H/d > 0,3, а скорость течения V > 0,7 м/с.

Гидравлический расчет дворовой канализационной сети заключается в определении способности трубопровода на пропуск расчетных расходов сточных вод, диаметров трубопроводов на расчетных участках основного направления, уклонов, скоростей движения сточных вод и наполнения в трубах. В результате расчета определяют отметки лотков труб в колодцах и глубину колодцев. Уклон — 0,008-0,15; наполнение — 0,3-0,6; скорость течения стоков 0,7-4 м/с.

Перед гидравлическим расчетом выполняют трассировку дворовой канализационной сети и намечают расчетные участки.

Расчетные расходы определяют в зависимости от общего числа приемников сточных вод, присоединенных к выпускам, с учетом поступлений холодной воды.

Отметки последующих точек определяют по результатам гидравлического расчета сети, м.

где h_к,j — отметка предыдущей точки, л/с;

i+l — длина участка между расчетными точками, м.

Отметка лотка трубы в диктующей точке определяется выполнением минимальной глубины заложения трубопровода от отметки поверхности земли в этой точке. Отметки лотка трубы в конце расчетных участков выполняется по формуле:

где z_hл — отметка лотка трубы в начале участка;

Отметки лотка трубы в начале второго и последующего участков определяются по формуле:

где Z_kл— отметка лотка трубы в конце предыдущего расчетного участка;

Дh — разница в диаметрах труб рассчитываемого и предыдущего участков. Конечная глубина заложения трубопроводов уличной сети:

где h_k — начальная глубина заложения;

h_н — заложение канализационного коллектора.

Поверочный расчет дворовой канализационной сети.

Таблица 2. РАСЧЕТ ДВОРОВОЙ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

В городах и на промышленных предприятиях расходуют большое количество воды. Ее используют на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, а также для пожаротушения. Обеспечение населения водой питьевого качества повышает уровень благоустройства городов, улучшает их санитарное состояние и предохраняет людей от эпидемических заболеваний, распространяющихся через воду.

Для обеспечения городов и промпредприятий водой строят системы водоснабжения — комплекс инженерных сооружений, а также мероприятий, обеспечивающих получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям. Система водоснабжения города или промпредприятия состоит из следующих основных элементов:

насосных станций, подающих воду к очистным сооружениям (насосные станции I подъема) или потребителям (насосные станции II подъема ),

башен и резервуаров, накапливающих запасы воды или регулирующих напоры и расходы,

водопроводов и сети водопроводов, предназначенных для транспортирования воды от сооружения к сооружению или к потребителям.

Водопроводная вода в процессе использования в хозяйственных, производственных и других целях загрязняется и изменяет свои свойства. Такую воду называют сточной.

Сточные воды, образующиеся в городах и на ряде промпредприятий, содержат органи-ческие загрязнения, которые способны загнивать, и могут служить средой для развития различ-ных микроорганизмов, в том числе патогенных (болезнетворных). Сточные воды предприятий содержат вредные минеральные примеси, химические соединения или токсические вещества.

Для создания благоприятных санитарных условий на территориях городов и промпред-приятий сточные воды следует удалять за их пределы, а для исключения загрязнения водоемов сточные воды нужно очищать и обеззараживать. Для этого используют системы канализа-ции. Канализация представляет собой комплекс инженерных сооружений и мероприятий, предназначенных следующих целей:

приема сточных вод в местах образования и транспортирования их к очистным сооружениям,

очистки и обеззараживания сточных вод,

утилизации полезных веществ, содержащихся в сточных водах и их осадке,

выпуска очищеных вод в водоем.

Существуют 2 вида канализации: 1) Выводная и 2) Сплавная.

1.Расчет и проектирование внутреннего водопровода.

Ввод водопровода в здание включает в себя узел присоединения водопровода к подземной магистрали трубопровод, проложенный от подземной магистрали до здания и водомерный узел на вводе. Отведение от магистрали производится или при помощи тройника, устанавливаемого заранее, или при отсутствии тройника – высверливанием в трубах отверстия с помощью специальных муфт – седелок.

Глубина заложения ввода должна быть не менее глубины промерзания, трубы ввода прокладываются с уклоном 0,002 – 0,005 в сторону подземной магистрали.

При параллельном вводе в здание водопровода, труб теплоснабжения, газопровода, канализации и электрических кабелей необходимо выдерживать в плане определенные расстояния между этими коммуникациями.

В местах пересечения водопроводного ввода с другими водопроводами расстояние между ними по вертикали должно быть – не менее 0,15 м., при пересечении с трубами канализации – не менее 0,4 м., причем во всех случаях ввод должен быть выше труб канализации.

Чтобы возможная осадка стр. конструкций здания не повредила ввода водопровода, между фундаментом здания и трубой оставляется зазор 10 см., заделанной мятой глиной.

Водомерный узел состоит из запорного вентиля (или задвижки), водомера, контрольного крана и запорного вентиля. Запорные вентили до и после водомера необходимы для того, чтобы водомер можно было снять для ремонта или отключить подачу воды во внутреннюю сеть. Контрольный кран нужен для проверки водомера или для спуска воды из внутренней сети.

Горизонтальным трубам придается уклон – 0,002 – 0,005 в сторону от водоразборных точек.

1.2. Определение расчетных расходов воды.

Расход на каждом участке водопроводной сети определяется по формуле:

, л/с

где секундный расход воды водоразборным прибором (арматурой)

— определяется по приложению II СНИП 2.04.01-85.

Для мойки со смесителем — 0,12 л/с

Для умывальника со смесителем — 0,12 л/с

На участках сети, которые обслуживают несколько приборов, в формулу подставляется величина расхода прибора с максимальным водоразбором.

a — коэффициент, зависящий произведения общего числа приборов N на вероятность их одновременного действия P , и определяется по приложению IV СНИП.

, где N — число одинаковых потребителей в здании.

Максимальный часовой расход воды в часы наибольшего водопотребления определяется по приложению III СНИП , — общий расход воды.

расход холодной воды.

U=216 человек — общее количество жителей в здании,

N=288 штук — общее число приборов в здании.

.

Определение расчетных расходов воды и гидравлический расчет сети производится в табличной форме.

1.3. Гидравлический расчет внутреннего водопровода.

Гидравлический расчет внутреннего водопровода заключается в определении диаметров труб на пропуск расчетных расходов воды с соблюдением допустимых скоростей и потерь напоров.

Скорости в подводках к приборам и стоякам принимаются в пределах 0,9…1,5 м/с .

Скорости в магистралях принимаются в пределах 1,5…2,0 м/с

Гидравлический расчет внутреннего водопровода производится с использованием таблиц Шевелева Ф.А.

После выполнения гидравлического расчета и определения потерь напора на каждом участке, определяется сумма внутреннего водопровода, которая должна находиться в пределах 5…6 м. водного столба.

Для учета количества воды, потребляемой зданием, после ввода устанавливается водомерный узел, оборудованный счетчиком воды и запорной арматурой. Водомерный узел устраивается на высоте 20 см от пола подвала.

Водомеры могут быть трех конструкций:

Принимаются для измерения малых или средних расходов воды и устанавливаются только на горизонтальных участках сети (ось вращения перпендикулярна направлению движения воды).

Принимаются при больших расходах воды. Могут устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных участках сети (ось вращения параллельна направлению движения воды).

Включают в себя и крыльчатые и турбинные счетчики. Устанавливают в зданиях с резким колебанием расходов.

Подбор водомера производится по среднечасовому расходу воды, потребляемому зданием, который сравнивается с величиной эксплуатационного расхода счетчика, после чего выбирается калибр и диаметр условного прохода счетчика.

Среднечасовой расход воды в здании определяется по формуле:

,

где — норма водопотребления холодной воды, принимаемая в пределах 180 л/ч в сутки.

T=24 часа — продолжительность водопотребления.

Выбираем водомер крыльчатый ГОСТ 6019-83. Диаметр условного прохода , гидравлическое сопротивление .

Производится проверка водомера на потери. Потери напора не должны превышать 2,5 м, определяются по формуле:

,

где q — расход воды на вводе в здание, л/с.

Так как потери напора не превышают 2,5 м, то водомер выбран правильно.

1.5. Подбор повысительной установки.

Потребный напор — это напор в сети внутреннего водопровода, при котором обеспечивается излив необходимого расчетного расхода воды в диктующей точке здания.

в метрах,

где — геодезическая высота подъема воды до диктующей точки, которая равна разнице отметки у диктующей точки и отметки перед водомерным узлом

— потери напора на вводе, которые равны разнице отметки трубопровода у стены здания и отметки трубопровода в городском колодце.

— суммарные потери по длине трубопровода

Чем, собственно, система водоснабжения в частном доме проще, нежели в многоквартирном строении (разумеется, помимо общего количества сантехнических приборов)?

Принципиальных отличия два:

• На горячей воде, как правило, нет необходимости обеспечивать постоянную циркуляцию через стояки и полотенцесушители.

При наличии циркуляционных врезок расчет водопроводной сети горячей воды заметно усложняется: трубам нужно пропустить через себя не только разбираемую жильцами воду, но и непрерывно оборачивающиеся массы воды.

В нашем же случае расстояние от сантехприборов до бойлера, колонки или врезки в трассу достаточно мало, чтобы не уделять внимания скорости подачи ГВС к крану.

Важно: Тем, кто не сталкивался с циркуляционными схемами ГВС — в современных многоквартирных домах стояки горячего водоснабжения соединяются попарно. За счет разницы давлений на врезках, создаваемой подпорной шайбой, через стояки непрерывно циркулирует вода. Тем самым обеспечивается быстрая подача ГВС к смесителям и круглогодичный нагрев полотенцесушителей в ванных комнатах.

• Водопровод в частном доме разводится по тупиковой схеме, что подразумевает постоянную нагрузку на отдельные участки разводки. Для сравнения — расчет водопроводной кольцевой сети (позволяющей запитать каждый участок водопровода из двух и более источников) должен выполняться отдельно для каждой из возможных схем подключения.

1. Оценить расход воды при пиковом потреблении.
2. Выполнить расчет сечения водопроводной трубы, способной обеспечить этот расход при приемлемой скорости потока.

Справка: максимальная скорость потока воды, при которой он не порождает гидравлических шумов, составляет около 1,5 м/с.

1. Вычислить напор на концевом сантехническом приборе. Если он будет неприемлемо низким, стоит подумать либо об увеличении диаметра трубопровода, либо об установке промежуточной подкачки.

Задачи сформулированы. Приступим.

Его можно приблизительно оценить по нормам расхода для отдельных сантехнических приборов. Данные при желании несложно найти в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85; для удобства читателя мы приведем выдержку из него.

В многоквартирных домах при расчете расхода используется коэффициент вероятности одновременного использования приборов. Нам достаточно просто просуммировать расход воды через приборы, которые могут использоваться одновременно. Скажем, мойка, душевая кабинка и унитаз дадут общий расход, равный 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л/с.

Расчет сечения трубы водопровода может быть выполнен двумя способами:

1. Подбором по таблице значений.
2. Расчетом по максимальной допустимой скорости потока.

Собственно, таблица не требует каких-либо комментариев.

Скажем, для расхода в 0,34 л/с достаточно трубы ДУ15.

Обратите внимание: ДУ (условный проход) примерно равен внутреннему диаметру водогазопроводной трубы. У полимерных труб, маркирующихся внешним диаметром, внутренний отличается от него примерно на шаг: скажем, 40-миллиметровая полипропиленовая труба имеет внутренний диаметр около 32 мм.

Расчет диаметра водопровода по расходу воды через него может быть выполнен с использованием двух простых формул:

1. Формулы расчета площади сечения по его радиусу.
2. Формулы расчета расхода через известное сечение при известной скорости потока.

Первая формула имеет вид S = π r ^2. В ней:

• S — искомая площадь сечения.
• π — число «пи» (примерно 3,1415).
• r — радиус сечения (половина ДУ или внутреннего диаметра трубы).

Вторая формула выглядит как Q = VS, где:

• Q — расход;
• V — скорость потока;
• S — площадь сечения.

Для удобства вычислений все величины переводятся в СИ — метры, квадратные метры, метры в секунду и кубические метры в секунду.

Давайте своими руками рассчитаем минимальный ДУ трубы для следующих вводных данных:

• Расход через нее составляет все те же 0,34 литра в секунду.
• Скорость потока, используемая в вычислениях — максимально допустимые 1,5 м/с.

1. Расход в величинах СИ будет равным 0,00034 м3/с.
2. Площадь сечения согласно второй формулы должна быть не менее 0,00034/1,5=0,00027 м2.
3. Квадрат радиуса согласно первой формулы равен 0,00027/3,1415=0,000086.
4. Извлекаем из этого числа квадратный корень. Радиус равен 0,0092 метра.
5. Чтобы получить ДУ или внутренний диаметр, умножаем радиус на два. Результат — 0,0184 метра, или 18 миллиметров. Как легко заметить, он близок к полученному первым способом, хоть и не совпадает с ним в точности.

Начнем с нескольких общих замечаний:

• Типичное давление в магистрали холодного водоснабжения составляет от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции или водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и ряда прочих факторов.
• Абсолютный минимум напора, который позволяет работать всем современным сантехническим приборам и использующей воду бытовой технике — 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, к примеру, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Небольшой запас компенсирует неучтенные потери в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

Нам нужно вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. Если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров — наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. Если меньше — нужно либо увеличивать диаметр трубы, либо размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, явно превысит рост затрат на трубы из-за увеличения их диаметра на один шаг).

Так как же выполняется расчет напора в водопроводной сети?

Здесь действует формула H = iL(1+K), в которой:

• H — заветное значение падения напора.
• i — так называемый гидравлический уклон трубопровода.
• L — длина трубы.
• K — коэффициент, который определяется функциональностью водопровода.

Проще всего определить коэффициент К.

• 0,3 для хозяйственно-питьевого назначения.
• 0,2 для промышленного или пожарно-хозяйственного.
• 0,15 для пожарно-производственного.
• 0,10 для пожарного.

С измерением длины трубопровода или его участка тоже особых сложностей не возникает; а вот понятие гидравлического уклона требует отдельного разговора.

На его значение влияют следующие факторы:

1. Шероховатость стенок трубы, которая, в свою очередь, зависит от их материала и возраста. Пластики обладают более гладкой поверхностью по сравнению со сталью или чугуном; кроме того, стальные трубы со временем зарастают известковыми отложениями и ржавчиной.
2. Диаметр трубы. Здесь действует обратная зависимость: чем он меньше, тем большее сопротивление трубопровод оказывает движению воды в нем.
3. Скорость потока. С ее увеличением сопротивление тоже увеличивается.

Некоторое время назад приходилось дополнительно учитывать гидравлические потери на запорной арматуре; однако современные полнопроходные шаровые вентиля создают примерно такое же сопротивление, что и труба, поэтому ими можно смело пренебречь.

Вычислить гидравлический уклон своими силами весьма проблематично, но, к счастью, в этом и нет необходимости: все необходимые значения можно найти в так называемых таблицах Шевелева.

Чтобы читатель представил себе, о чем идет речь, приведем небольшой фрагмент одной из таблиц для пластиковой трубы диаметром 20 мм.

Похожие записи
• 
  Схема водоснабжения частного дома с баком для воды
• 
  Автоматическое отключение водоснабжения в умном доме
• 
  Технические условия на подключение к сетям водоснабжения для частного дома
• 
  Летний водопровод от дома к бани