Внутренние системы водоснабжения и водоотведения жилого здания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Задание и исходные  данные.

 

Рассчитать и спроектировать внутренний водопровод здания.

Рассчитать и спроектировать внутреннюю канализацию здания.

Рассчитать дворовую канализационную сеть и построить ее продольный профиль.

 

Номер варианта КР – 94

 

По таблице 1 (приложение 1) МУ:

1. Номер варианта плана этажа – 4
2. Норма расхода воды в час и сутки

   наибольшего водопотребления, , л/ч / л/сут – 4,6 / 150

3. Расстояние от красной линии до здания, l, м – 9
4. Диаметр трубы городского водопровода, Dвод , мм – 200
5. Диаметр трубы городской канализации, Dкан , мм – 350
6. Высота этажа (от пола до пола), hэт , м – 3,1
7. Высота техподполья

(от пола до пола первого  этажа), hтп , м – 1,9

 

По таблице 2 (приложение 1) МУ:

1. Номер варианта генплана участка – 1
2. Количество этажей, nэт, шт. – 3
3. Гарантийный напор, Нгар , м – 24,5
4. Абсолютная отметка, м:

 

• пола первого этажа, Z 1пл , м – 44,0
• верха люка колодцев, Z лк , м – 43,2
• поверхности земли у здания, Z 33, м –  43.5
• верха трубы городского водопровода, Z гв , м – 40,8
• лотка колодца городской канализации, Z лх , м – 39.9

 

5. Глубина промерзания грунта, h пром , м – 2,0
6. Средняя заселенность квартир, u 0, чел. – 3,4

 

 

2. Введение.

Вода в жизни людей всегда играла, играет и будет играть важную роль. Появление водопроводов значительно улучшило жизнь людей. Основы  создания централизованных систем водоснабжения были заложены  в период греко-римской цивилизации.  Известно, что первый водопровод в Древнем Риме был построен с инициативы Аппия Клавдия в 312 году до нашей эры. Протяжённость его составляла 16,5 км. Основным материалом, из которых были сделаны древние водопроводы - это медь, глина, древесина, камень, железо. Первый водопровод на Руси появился в 15 веке и был предназначен для поставки воды в Московский Кремль. Первый централизованный водопровод в России появился в 1804 году в Москве. Постепенно появлялись данные системы и в других городах, но  качество воды было очень низким и способствовало распространению болезней.

Существует 4 системы водоснабжения здания: тупиковая с нижней разводкой, тупиковая со смешанной нижней и верхней разводками, кольцевая с нижней разводкой с насосной установкой без водонапорного бака и кольцевая с нижней разводкой с насосной установкой и водонапорным баком.

Канализация – это совокупность инженерных сооружений служащих для приема сточных вод, их транспортировки к очистным сооружениям, очистки, обеззараживания, утилизации образующих веществ и сброса очищенных вод в водоем. Существует 2 вида наружной канализации: выводная и сплавная. Так же существует 4 схемы наружной канализации: перпендикулярная, пересеченная, параллельная и зонная. 

Проектирование системы водоснабжения и канализации очень актуально в наше время, так как они строятся в местах, где живут и работают люди, функционируют производственные предприятия. Снабжение потребителей водой высокого качества и в достаточном количестве имеет большое санитарно-гигиеническое, экономическое и социальное значение. Правильное решение инженерных задач по водоснабжению и канализации в значительной степени определяет уровень благоустройства населенных мест, жилых, общественных и производственных зданий.

3. Описание систем внутреннего водопровода и внутренней канализации здания.

 

Так как заданный внутренний водопровод предназначен для подачи воды, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», для питья, умывания, купания, приготовления пищи и других хозяйственно-бытовых нужд, поэтому применяется водопровод хозяйственно-питьевого назначения.

   Для жилого  здания предпочтительно принимать  тупиковую схему с нижней разводкой, допускающей перерывы подачи воды. Размещение магистральных трубопроводов проектируется в нижней части здания, что говорит об использовании сетей водопровода с нижней разводкой.

Подключение к городскому водопроводу предусмотрено в проектируемом колодце с помощью муфты. Наружная сеть водопровода выполняется из оцинкованных обыкновенных труб. Ввод водопровода приложен под прямым углом к стене здания. Диаметр ввода определяется расчетом. Глубину заложения ввода с уклоном 0,002 – 0,005 от здания принимаем в зависимости от глубины заложения городского водопровода и глубины промерзания грунта. Стояки водопровода располагаются в санузлах, вблизи мест потребления воды. Магистраль водопровода в пределах подвала соединяет основание стояков с водомерным узлом и прокладывается по стенам  с уклоном в сторону водомерного узла. Вентили устанавливаются на ответвлениях к стоякам и на ответвлениях в квартиры.

В здании принято 6 стояков диаметром, принимаемым по расчету. К ним посредством отводных трубопроводов, присоединяется водоразборная арматура: смесители душа, смесители мойки и вентили. Магистральный трубопровод, стояки и отводные трубопроводы выполняются из водо-газопроводных оцинкованных обыкновенных труб по ГОСТ 3262-75 диаметрами, принимаемыми по расчету.

 

 

 

4. Расчет внутреннего  водопровода здания.

 

 Расчетное направление движения воды - это направление от ввода до диктующего водоразборного устройства (прибора). В качестве диктующего прибора принимается наиболее высоко расположенный прибор у самого удаленного и нагруженного стояка.

 

4.1.   Определение расчетного  расхода холодной воды.

 

В качестве расчетного расхода холодной воды при расчете хозяйственно-питьевого водопровода принимается ее максимальный секундный расход.

Для определения расчетного расхода воды в расчетных участках предварительно необходимо определить число потребителей (жителей) U воды по формуле:

, чел. (1)

 

  - средняя заселенность квартиры, чел. (по заданию);

  nкв - количество квартир на этаже, шт. (определяется по плану здания);

   nэт - количество этажей в здании, шт. (по заданию).

 

                                       U=3,4 • 6•3= 61,2 (чел)

Принимаем по приложению 2 СНиП 2.04.01 – 85* [1] секундный расход  холодной воды qc0 = 0,18 через тот санитарный прибор на расчетном участке, через который этот расход имеет наибольшее значение.

 

Принимаем по заданию норму расхода холодной воды qchr.u= 4,6   одним   потребителем   в   час   наибольшего водопотребления, л/ч.

Определяем число установленных санитарных приборов 
N = 6 • 3 • 3 = 54, шт.

 

 

Рассчитываем вероятность действия Р санитарных приборов по формуле:

                                 , (2)

По приложению 4 [1] находим значение коэффициента α в зависимости от значения произведения NP.

Определяем расчетный расход холодной воды на расчетном участке по формуле:

q°= 5 * qc0 * а , л/с (3)

 

4.2.    Определение    диаметров    трубопроводов    на расчетных участках

 

Наиболее экономичными являются скорости в пределах 0,9-1,2 м/с.

Расчетный внутренний Ø трубы на расчетном участке определяем по формуле:

, м (мм) (4)

- расчетный расход  холодной воды на расчетном  участке, л/с

v – скорость движения воды на расчетном участке, м/с.

 

Учитывая выпускаемый сортамент труб, принятое значение 0 труб должно быть наиболее близким к его расчетному значению (015, 20, 25,32, 40, 50, ...).

Для устройства внутреннего водопровода применяются стальные водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262 - 75 и стальные электросварные по ГОСТ 10704 - 76.

Ø определяется по значениям q° и v используя таблицы для гидравлического расчета стальных водогазопроводных труб или диаграммы.

 

Некоторые значения определяются путем интерполяции:

 

 

4.3. Определение потерь  напора на расчетных участках.

При движении реальной жидкости в трубопроводах имеет место потери ее механической энергии. Эти потери энергии связаны с наличием сил трения по длине потока, а также с изменением сечения и направления движения потока жидкости в местных сопротивлениях (коленях, тройниках, задвижках, вентилях и др.).

Линейные потери напора в круглых трубах при равномерном движении жидкости определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:

, м (5)

Местные потери напора находят по формуле Вейсбаха:

, м (6)

- коэф. гидравлического трения или гидравлического  

      сопротивления;

- коэф. местного сопротивления;

1, d - длина и внутренний диаметр трубопровода расчетного  

        участка, м;

v   - средняя скорость движения воды в трубопроводе расчетного

    участка, м/с;

g  - ускорение свободного падения, м/с2.

 

 

Значение для новых стальных и чугунных труб:

, (7)

,  (8)

В трубопроводах внутреннего водопровода в инженерных расчетах принимают:

, м  (9)

- коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях при расчетах хозяйственно-питьевого водопровода жилых и общественных зданий ( = 0,3);

h 1 - потери напора на трение по длине трубопровода, м.

, м  (10)

, м  (11)

- удельное сопротивление трубопровода, с /м ;

q° - расчетный расход холодной воды, м3/с;

l-длина расчетного участка трубопровода, м.

i - гидравлический уклон (удельная линейная потеря напора),

i = h 1/l, м/м.

, (12)

Значения 1000*i, d, v определяются по таблицам Ф.А. Шевелева.

 

4.4. Выбор счетчика воды и определение  потерь напора в нем.

Для учета количества и расхода воды на вводе в здание устанавливается счетчик воды.

Счетчики бывают крыльчатые и турбинные.

Крыльчатые счетчики изготавливают диаметром условного прохода 15-50 мм, турбинные - 65-250 мм.

Диаметр условного прохода счетчика выбирают исходя из среднечасового расхода холодной воды за сутки наибольшего водопотребления, который определяем по формуле:

       

qcu - норма расхода холодной воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л/сут (принимаем по заданию);

U - общее количество водопотребителей, чел.;

Т - время потребления воды (Т = 24), ч.

 

Потери напора в счетчике определяем по формуле:

hCЧ = S*(q°)2,m (14)

hCЧ =2,64•(0,569) 2=0,85, м

S - гидравлическое сопротивление счетчика, м/(л/с)2 (принимаем по табл. 4 [1] в зависимости от 0 трубопровода ввода и qcT);

q°- расчетный расход холодной воды, л/с.

Потери напора в счетчиках воды не должны превышать: 5,0 м - для крыльчатых, 2,5 м - для турбинных счетчиков.

 

4.5. Определение требуемого  напора для внутреннего водопровода.

 

Требуемый напор в наружной сети у ввода в здание определяем по формуле:

  Hтp = Hr + hвв + hсч + Σ h1 + Σhm + Hf,m (15)

 

Н г – геометрическая высота подъема воды от отметки гарантийного

напора в наружной сети водопровода до отметки диктующего водоразборного устройства, м;

h вв – потери напора на трение по длине ввода, м (по ф.11или табл.№1 КР);

h сч – потеря напора в счетчике воды, м (по ф. 14);

  Σ h1 – сумма потерь напора на трение по расчетному направлению от

водомерного узла до диктующего водоразборного устройства, м (по ф. 11 или из табл. № 1 КР);

 Σhm  - сумма потерь напора в местных сопротивлениях, м (поф. 9,

Σ h1 *0,3);

Hf- свободный (рабочий) напор перед диктующим водоразборным

устройством, м (принимаем по приложению 2 [1]).

 

Н г = h пл + (nэт--1) * h эт + h кр , м (16)

h пл - превышение отметки чистого пола 1 этажа Z 1ПЛ над отметкой

гарантийного напора (принимаем отметку поверхности земли у здания Z 33),

 h пл = Z 1ПЛ- Z 33, м;

n эт - число этажей в здании (по заданию), шт.;

h эт - высота этажа (по заданию), м;

h кр - высота расположения крана диктующего водоразборного устройства

над полом верхнего этажа, м.

 

Н г =(44,0 – 43,5) + (3 – 1) • 3,1 + 1=7,7 (м)

Hтp = 7,7 + 2,42 + 0.85 + 8,041 + 0,3 •  8,041 + 3 = 24,4 (м)

Так как Нгар > Нтр,то действие системы внутреннего водопровода будет обеспечено за счет использования напора в наружной сети водопровода.

Результаты расчетов заносим в таблицу №1.

 

 

5. Расчет внутренней канализации.

Проектирование систем внутренней канализации в зданиях различного назначения выполняют в соответствии с требованиями СНиП 2.04.01-85 при наличии всех планировочных и архитектурных решений здания, поэтажных планов и разрезов.

 

5.1. Трассировка сети внутренней канализации.

Минимальную глубину заложения канализационных трубопроводов (в том числе и выпусков) от поверхности земли до их лотка определяем по формуле:

h3.T = hnpом-e,m (17)

hnpом - глубина промерзания грунта (по заданию), м;

е     - коэффициент, е = 0,3 - для труб Ø до 500 мм,

    е = 0,5 - для труб  Ø > 500 мм.

h3.T =2–0,3=1,7 (м)

 

5.2. Гидравлический расчет сети внутренней   канализации.

 

Движение сточных вод в системе внутренней канализации осуществляется сверху вниз по самотечным трубопроводам и носит безнапорный характер.

 

5.2.1. Конструирование системы внутренней  канализации здания и подбор  диаметров ее трубопроводов.