Водоснабжение и водоотведение их расчёт

Задача 1

     Рассчитать  сеть внутреннего водопровода жилого здания, квартиры которого оборудованы  умывальниками, мойками, ваннами с  душами и унитазами со смывными бачками (схема водопровода показана на рис. 1).

     Здание  оборудовано централизованной системой горячего водоснабжения с приготовлением горячей воды в водонагревателе, расположенном в подвале.

     Исходные  данные:

     Количество  этажей n_эт=8;

     Средняя заселенность квартир U=2,5чел./кв.;

     Нормы потребления воды:

     общая (холодная и горячая), в сутки наибольшего  водопотребления  
q_u^tot =300 л/сут;

     общая, в час наибольшего водопотребления  л/ч;

     Холодная  л/ч;

     Расход  воды прибором:

     общий ;

     холодной  ;

     Высота  этажа (от пола до пола) 2,9м;

     Длины участков:

     В - 1 = 2,1 м;

     1 – 2 = 0,8 м;

     2 – 3 = 1,4 м;

     3 – 4 = 0,5 м;

     4 – 5 = 2,9 м;

     5 – 6 = 2,9 м;

     6 – 7 = 2,9 м; 

     7 – 8 = 2,9 м;

     8 – 9 = 2,9 м;

     9 - 10 = 2,9 м

     10 – 11 = 2,9 м

     11 – 12 = 4,3 м;

     12 – 13 = 6,7 м;

     13 – 14 = 7,0 м;

     14 – 15 = 6,7 м;

     15 – 16 = 7,0 м;

     16 – 17 = 9,0 м;

     Ввод = 17 м;

     Разность  отметок пола первого этажа  и уровня земли в месте присоединения ввода к уличной водопроводной сети ( ) =1,2 м;

     Гарантийный напор в городском водопроводе Н=38 м в. ст. 
 

 

 
 
 
 
 
 
 

Решение:

     Для определения расходов на каждом расчетном  участке рассчитаем вероятность действия приборов. Для участков холодного водопровода  вероятность действия приборов:

           

     где норма расхода холодной воды потребителями в час наибольшего водопотребления;

           U – число водопотребителей:

     U=un_квn_эт,      

     здесь u-средняя заселенность квартир, чел./кв;

     n_кв – число квартир на этаже, равное числу стояков;

     q₀^с – нормативный расход холодной воды диктующим водоразборным устройством;

     Из  выражения  получим:

     U=2,5∙8∙8=160 чел;

     N – число водоразборных приборов в здании:

     N=n_квn_прn_эт,     

     здесь n_пр – количество водоразборных приборов в одной квартире.

     N=4∙8∙8=256.

     Тогда из выражения получим:

     

     Для общих участков величина р^tot определяют по формуле

            

     где   общая норма расхода воды, л/ч;

              общий нормативный расход воды одним прибором, л/с. 

     

     Определяем  расход воды на каждом участке по формуле:

     q=5q₀α,      

     где q₀ – нормативный расход воды прибором;

     α – безразмерный коэффициент, зависящий от количества водоразбор-  
ных приборов на данном участке и вероятности их действия.

     Пользуясь приложением 1. определяем величину α для каждого расчетного участка по произведению NP и соответствующий ей максимальный расход воды q^c или q^tot.

     Участок 17-18:

     N = 256; NР = 256 ∙ 0,009 = 2.30  => α = 1,563;

          q_17-18 = 5q₀^tot ∙ α = 5 ∙ 0,3 ∙ 1,563 = 2.341 л/с;

     Участок 16 – 17:

     N = 256; NР = 256 ∙ 0,009 = 2,3 => α = 1,563;

     Q_15-16 = 5q₀^c ∙ α = 5 ∙ 0,3 ∙ 1.563 = 2,341 л/с;

     Участок 15 – 16:

     N = 4 ∙ 8 ∙ 8 = 256;  NР = 256 ∙ 0,00486 = 1,244  => α = 1,093;

     Q_14-15 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 1,093 = 1,093 л/с;

     Участок 14 – 15:

     N = 4 ∙ 6 ∙ 8 = 192;  NР = 192 ∙ 0,00486 = 0,933 => α = 0,933;

     q_13-14 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,933 = 0,933  л/с;

     Участок 13 – 14:

     N = 4 ∙ 4 ∙ 8 = 128;  NР = 128 ∙ 0,00486 = 0,622 => α = 0,756;

     Q_12-13 =  5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,756 = 0,756  л/с;

     Участок  12 – 13:

     N = 4 ∙ 2 ∙ 8 = 64;  NР = 64 ∙ 0,00486 = 0,311 => α = 0,543;

     Q_11-12 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,543 = 0,543  л/с;

     Участок 11 – 12:

     N = 4 ∙ 1 ∙ 8 = 32;  NР = 32 ∙ 0,00486 = 0,156 => α = 0,406;

     Q_10-11  =  5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,406 = 0,406  л/с;

     Участок  10 – 11:

     N = 4 ∙ 1 ∙ 7 = 28;  NР = 28 ∙ 0,00486 = 0,136 => α = 0,383;

     q_9-10 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,383 = 0,383  л/с;

     Участок  9 – 10:

     N = 4 ∙ 1∙ 6 = 24; NР = 24 ∙ 0,00486 = 0,117 => α = 0,363;

     q_8-9 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,363 = 0,363 л/с;

     Участок 8 – 9:

     N = 4 ∙ 1 ∙ 5 = 20;  NР = 20 ∙ 0,00486 = 0,097 => α = 0,340;

     q_7-8 = 5q₀^с ∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,340 = 0,340 л/с;

     Участок 7 – 8:

     N = 4 ∙ 1 ∙ 4 = 16;  NР = 16 ∙ 0,00486 = 0,078 => α = 0,315;

     q_6-7 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,315 = 0,315  л/с;

     Участок 6 – 7:

     N = 4 ∙ 1 ∙ 3 = 12;  NР = 12 ∙ 0,00486 = 0,058 => α = 0,286;

     q_5-6 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,286 = 0,286 л/с;

     Участок 5 – 6:

     N = 4 ∙ 1 ∙ 2 = 8;  NР = 8 ∙ 0,00486 = 0,039 => α = 0,254;

     q_4-5 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,254 = 0,254 л/с;

     Участок 4 – 5, 3 – 4:

     N = 4 ∙ 1 ∙ 1 = 4;  NР = 4 ∙ 0,00486 = 0,019 => α = 0,213;

          q_4-5 =  q_3-4  = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,213 = 0,213 л/с;

     Участок 2 – 3:

     N = 3;  NР = 3∙0,00486 = 0,015 => α = 0,202;

     q_2-3 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,202 = 0,202 л/с;

     Участок 1 – 2:

     N = 2;  NР = 2 ∙ 0,00486 = 0,01 => α = 0,200;

     q_1-2 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,2 = 0,2 л/с;

     Участок В-1:

     N = 1;  NР = 1 ∙ 0,00486 = 0,00486 => α = 0,200;

     q_В-1 = 5q₀^с∙α = 5 ∙ 0,2 ∙ 0,2 = 0,2  л/с. 

     Определим потери напора по длине  каждого расчетного участка по формуле 

            

     где l – длина расчетного участка.

     h_B-1=360,5∙2,1/1000=0,757м;

     h_1-2=360,5∙0,8/1000=0,288м;

     h_2-3=368,5∙1,4 /1000=0,516м;

     h_3-4=412,5∙0,5/1000=0,206м;

     h_4-5=412,5∙2,9/1000=1,196м;

     h_5-6=114,1∙2,9/1000=0,331м;

     h_6-7=142∙2,9/1000=0,412м

     h_7-8=170,4∙2,9/1000=0,494м;

     h_8-9=196,1∙2,9/1000=0,569м;

     h_9-10=221,8∙2,9/1000=0,643м;

     h_10-11=245,5∙2,9/1000=0,712м;

     h_11-12=274,1∙4,3/1000=1,179;

     h_12-13=129,5∙6,7/1000=0,868;

     h_13-14=55,7∙7/1000=0,390м;

     h_14-15=82,3∙6,7/1000=0,551м;

     h_15-16=110,6∙7/1000=0,774м;

     h_16-17=61,6∙9/1000=0,554м;

     h_вв=61,6∙17/1000=1,047м.

     Весь  расчет внутреннего водопровода  сводят в расчетную таблицу  

     Гидравлический  расчет внутреннего  водопровода 

 
 

     После определения расчетных расходов следует выбрать водомер. Для  этого необходимо посчитать расчетные  расходы воды: максимальный суточный, средний часовой и максимальный часовой.

     Максимальный  суточный расход воды (м³/сут) на нужды холодного и горячего водоснабжения определяют по формуле

            

где q_u^tоt - общая норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л;

     U – число водопотребителей.

     

     Средний часовой расход воды , м³/ч, за сутки максимального водопотребления

     

     

     Максимальный  часовой расход воды , м³/ч, на нужды холодного и горячего водоснабжения:

            

     где - общий расход воды, л/ч, санитарно-техническим прибором;

      - коэффициент,  определяемый по прил. 1 в зависимости от значения произведения NP_hr( N – общее число санитарно – технических приборов, обслуживаемых проектируемой системой , P_hr – вероятность их использования).

     Вероятность использования санитарно  – технических  приборов для системы  в целом определяют по формуле

     

    NP_hr=256∙0,032=8,192;

     По  приложению 1 α_hr=3,582; 

     

     По  приложению 4 выбираем скоростной водомер  с диаметром условного прохода 40мм (гидравлическое сопротивление  счетчика s=0,51 ).

     После выбора водомера следует определить потерю напора в нем. Потерю напора в водомере h_вод, м, определяют по формуле

     h_вод=sq²=0,51∙1,49²=1,13 м,       

     где q – расход воды протекающей через водомер, л/с.

     Определяем  величину напора, требуемого для подачи нормативного расхода воды к диктующему водоразборному устройству при наибольшем хозяйственно-питьевом водопотреблении с учетом потерь напора на преодоление сопротивлений по пути движения воды.

         

     где Н_г – геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до диктующего водоразборного устройства:

         

     где Н_эт – высота этажа;

     n_эт – количество этажей;

     l_в-1 – длина первого расчетного участка (высота расположения диктующей расчетной точки над уровнем пола);

     h_вв – потеря напора во вводе;

     h_вод - потеря напора в водомере;

      - сумма потерь напора по  длине расчетных участков;

     1,3 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, которые для сетей хозяйственно-питьевого водопровода жилых и общественных зданий берутся в размере 30% от потерь напора по длине;

     Н_р – рабочий нормативный напор у диктующего водоразборного устройства (для ванны со смесителем Н_р=3 м).

     Н_г=2,9(8-1)+1,2+2,1=23,6 м;

     Н_тр=23,6+0,306+1,13+1,3∙7,024+3=3,167 м.

     Н_тр=37,167 м < Н_г=38 м, следовательно, повысительная насосная установка не требуется.

 

     

Задача  № 2

Определить  максимальный расчетный расход холодной воды q^c, л/с, в системе хозяйственно-питьевого водопровода промышленного предприятия, в едином блоке, которого имеются:

     а) цех с тепловыделениями менее 84 кДж  на 1 м³/ч;

     б) бытовые помещения с групповыми душевыми;

     в) столовая с полным циклом приготовления  блюд.

     В здании имеется централизованная система  горячего водоснабжения.

     Нормы расхода холодной воды различными потребителями приведены в табл.2.

     Исходные  данные:

 

     Решение:

     Определим вероятности действия приборов в  каждой группе водопотребителей: Р^с_I, P^c_II, P^c_III. Для II группы потребителей (сетки душевые) примем P^c_II=1 , т. к. все душевые установки могут быть включены одновременно после окончания смены в цехе. Величины Р^с_I и P^c_III определяем по формуле

           

     где - норма расхода воды в час наибольшего водопотребления потребителем группы i (принять по табл. 2);

     U_i - количество потребителей в группе i (исходные данные);

      - секундный расход холодной  воды, л/с,, водоразборной арматурой  для каждой группы водопотребителей (принять по табл. 2);

     N_i – количество водоразборных приборов, обслуживающих группу водопотребителей.

      ;

     

     Определим средневзвешенное значение секундного расхода  холодной воды водоразборной  арматурой, отнесенного  к одному прибору, определяемое по формуле

           

       

     Определим коэффициент α  по прил. 1, с зависимости  от общего числа приборов N и вероятности их действия ( определяемой по формуле )

              

     N=53+40+14=107;

     NP=107∙0,4=42,8 => α=12,6.

     Определим максимальный расчетный  расход холодной воды по формуле 

     q^c = 5q^c_o α =  5 ∙ 0,1385 ∙ 12,6 = 8,73 л/с.       

     Ответ: q^c = 8,73 л/с.

 

     

 Задача  №3 

Группа  однотипных  n-этажных жилых зданий снабжается водой из центрального теплового пункта, присоединенного трубопроводом ввода к уличной водопроводной сети. Холодная вода из уличной сети по вводу поступает в центральный тепловой узел, в котором установлен скоростной водонагреватель. Часть холодной воды проходит через водонагреватель и поступает в горячую систему водоснабжения зданий, другая часть поступает в систему холодного водоснабжения.

В каждой квартире установлено четыре водоразборных  прибора (умывальник, мойка, ванна с  душевой сеткой и унитаз со смывным  бочком).

Определить  расчетные расходы воды для теплового  пункта (на нужды холодного и горячего водоснабжения), подобрать водомер, устанавливаемый на вводе в тепловой пункт,  вычислить средний и  максимальный часовые расходы горячей  воды группой зданий; произвести необходимые расчеты и выбрать марку водонагревателя.

Нормативные секундный и часовой расходы  воды водоразборным устройством  принять:

 q =0.3 л/с      q =300 л/ч

 q = 0,2 л/с       q =200 л/ч

Исходные  данные:

 

Решение задачи.

Максимальное  суточное потребление  воды теплоузлом на нужды холодного  и горячего водоснабжения  зданий определяется по формуле:

Q =0,001 q U  где,

Число водопотребителей U= u n_кв  n_эт   n_зд

u  - средняя заселенность квартир

n_кв - число квартир

 n_эт  - число этажей

n_зд  - число зданий

U = 3,0_∙4_∙6_∙6 = 432

Q

= 0,001 _{∙300 ∙432 = 129,6 м³/сут}

 

  Средний часовой  расход воды за  сутки максимального  водопотребления  определяется по  формуле:

q =Q /24

 q =129,6/24 =5,4 м³/_ч

Максимальный  часовой расход воды на нужды холодного  и горячего водоснабжения:

q =0,005 q _{∙ где}

q - общий расход воды л/ч, санитарно-техничиским прибором;

  _{- коэффициент  определяемый из  приложения 1 (рабочий  программы и задания  на контрольную  работу  23/10/2) в  зависимости от  значения произведения  N P (N- общее число санитарно-технических  приборов, обслуживаемых проектируемой системой, P -вероятность их использования).}

_{Phr=   для общих участков величину  P определяют по формуле}

_{P = ,}

_Где q -общая норма расхода воды (холодной и горячей), л, потребителем в час наибольшего водопотребления.

 q - общий нормативный расход воды одним потребителем, л/с. 

_N= n_пр  n_эт   n_зд n_кв

  Здесь n_пр- число водоразборных приборов в одной квартире

N= 4 _{∙6 ∙6 ∙4= 576} 

_P

= =0,0108 

_Phr=

  =0,0389 

_{N P = 576 ∙ 0,0389 = 22,4}

_{= 7,5   из  приложения 1} 

q

=0,005 ∙ 300 ∙ 7,5 = 11,25 м³/ч 

По вычисленным  значениям расчетных расходов воды, руководствуясь приложением 4 (23/10/2),

следует подобрать  марку водомера