Гидравлический расчет внутреннего водопровода

Гидравлический  расчет внутреннего водопровода

 

Для жилого 5-этажного здания с подвалом проектируется тупиковая схема внутреннего водопровода с нижней разводкой.

• Ввод водопровода запроектирован под прямым углом к стене здания в средней его части. Т.к. в здании всего 20 квартир –  ввод один. Для устройства ввода хозяйственно-питьевого водопровода применяем стальные оцинкованные трубы ГОСТ 3262-75 Æ50. Глубину заложения ввода принимаем в зависимости от глубины заложения труб городского водопровода и глубины сезонного промерзания грунта. В соответствии со СНиП 2.04.01-85* глубину заложения труб водопровода принимаю ниже глубины сезонного промерзания грунта на 0,5 метра (100,0—2,5—0,5 = 97,0 м). Ввод прокладываем с уклоном 0,002 от здания.
• Водомерный узел располагаем непосредственно за наружной стеной здания (внутри подвала) на высоте 1 м над уровнем пола подвала. Перед водомером предусмотрен прямой участок трубопровода длиной 1 м. Крыльчатый счетчик устанавливается на фланцах или муфтах на горизонтальном участке трубопровода.

Для внутреннего водопровода  применяю стальные оцинкованные трубы  ГОСТ 3262-75. Магистраль водопровода в  пределах подвала соединяет основания  стояков с водомерным узлом.

• Стояки водопроводов располагаю в санитарно-технических кабинах.
• Магистраль прокладывается с уклоном 0,002 в сторону водомерного узла. На ответвлениях от магистрали к стоякам обязательно устанавливаются задвижки или вентили.
• Внутриквартирная подводка прокладывается с уклоном 0,002 в сторону стояка. Горизонтальные участки подводок расположены над полом на высоте 0,3 м. На подводящих трубопроводах предусмотрены вентили диаметром 15 мм.

Система внутреннего водопровода  должна обеспечить подачу воды потребителям (водоразборным приборам) в соответствии с заданной нормой водопотребления и под необходимым напором. С этой целью проводят гидравлический расчет всей сети. Гидравлический расчет водопроводной сети позволяет выявить наиболее экономичные диаметры, потребные напоры и другие гидравлические характеристики системы при подаче расчетного максимального секундного расхода к водоразборным точкам.

Скорость движения воды следует  принимать в системах хозяйственно-питьевых водопроводов не более 1,5...2,0 м/с в  магистралях и стояках и не более 3 м/с в подводках к приборам и в пожарных кранах при тушении пожара. Наиболее экономичная скорость движения воды, с целью уменьшения потерь напора во внутренних водопроводных сетях должна быть 0,5...1,2 м/с.

Определение расходов на расчетных  участках и последующий гидравлический расчет сети производится в табличной форме (таблица 1).

Вероятность действия приборов Р для участков сети, обслуживающих одинаковых водопотребителей, определяют по формуле:

  (1)

где - q^tot_hr.u – общая норма расхода воды в час наибольшего водопотребления, л;

U – число водопотребителей (жителей);

q₀ – расход воды прибором, л/с;

N – число санитарно-технических приборов.

Общая норма расхода  q^tot_hr.u воды принимается по приложению 3 СНиП [2] или приложению Б в зависимости от степени благоустройства здания,

q^tot_hr.u=5,6л

где - n- количество этажей

n=5

S_{1 –} строительная площадь типового этажа (м2)

f- норма общей площади на одного человека

f=15-20 м2, принимаю 20м2

q₀ – секундный расход воды прибором (л/с)

q₀= 0.18 л/с

q_расч=5*q₀*a, л/с

q_{расч (1-2)}=5*0,18*0,224=0,202л/с

и т.д…..

 

Для принятого диаметра потери напора на участке вычисляются:

h=j*l*(1+K_l), м  (2)

где - К_l=0,3м

 

∑h=h^tot_l = 1,61 м

 

 

 

 

, 

 

Таблица 1 – Ведомость расчета водопроводной сети здания.

 

 

Расчетный участок	Длина участка, l, м	Число водозаборных устройств N	q0, л/с	Вероятность действия водозаборных устройств Р	NP	a	Расчетный расход qрасч, л/с	Диаметр d. мм	Скорость u, м/с	Потери напора, м
										на ед. длины j	на участке h(м)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1-2	3	4	0.18	0.006	0,024	0,224	0,201	20	0,65	0,033	0,13
2-3	3	8	0.18	0.006	0,048	0,27	0,24	20	0,75	0,049	0,19
3-4	3	12	0.18	0.006	0,072	0,307	0,275	20	1,05	0,080	0,31
4-5	3	16	0.18	0.006	0,096	0,338	0,305	20	1,25	0,055	0,21
5-6	5.93	20	0.18	0.006	0,12	0,367	0,33	25	0,70	0,032	0,24
6-7	0.41	40	0.18	0.006	0,24	0,485	0,435	25	0,9	0,030	0,02
7-8	1,95	60	0.18	0.006	0,36	0,580	0,52	32	0,75	0,029	0,07
8-9	3,42	80	0.18	0.006	0,48	0,665	0,598	32	0,9	0,031	0,13
9	7,6	81	0.18	0.006	0,486	0,665	0,598	32	0,9	0,031	0,31
											∑=1.61

 

 

Определение требуемого напора в сети внутреннего водопровода.

Н_треб = Н_геом+h^tot_l+h_вод+h_вв+Н_f, м,  (3)

Н_геом – геометрическая высота.

Н_геом =h_эт*(n-1)+h_пр+(Z₁-Z₂)   (4)

где - h_эт=3м - высота этажа здания, м;

п =5  число этажей в здании;

h_пр =1,05,  высота установки над полом водоразборной арматуры

        диктующего прибора, м;

Z₁=122 - отметка пола первого этажа здания, м;

Z₂=122-3,5=118,5м - отметка лотка колодца городского водопровода, м;

h^tot_l - потери напора по длине в трубопроводах системы, м;

h_вод -потери напора в водомере, м;

h_вв - потери напора на вводе в здание, м;

Н_f - свободный напор у диктующего водозаборного прибора,

       принимается по приложению 2 СНиП [2] или приложению В.

Н_f=2

Н_геом =3*(5-1)+1,05+(100-96)=17,05м

Н_треб =17,05+1,61+0,035+0,1+2=20,79м

Н_треб =20,79м

Н_g =26м (гарантированный напор)

Так как гарантированный свободный  напор больше требуемого -  применять повысительную насосную установку не нужно.

Максимальный часовой расход воды на вводе для жилого здания определяется по формуле:

  (5)

где - Q^tot- максимальный часовой расход воды на вводе здания, м3/ч;

 q^tot_u - норма расхода воды на одного жителя в сутки, л/сут, принимаемая по приложению Б;

q^tot_u=225л (дано по заданию)

U=58чел - число потребителей воды в здании, чел.

Калибр счетчика можно  подобрать по таблице 4 СНиП [2] или  по приложению К по наибольшему допустимому  расходу, имея ввиду, что калибр счетчика может быть меньше или равен диаметру ввода. Выбор счетчика следует производить с таким расчетом, чтобы потери напора, определяемые по формуле (6), не превышали для крыльчатых счетчиков 5 м и для турбинных счетчиков - 2,5 м. При пожаротушении (в случае отсутствия отводной линии) потери напора в счетчике не должны превышать 10 м [

Потери напора в счетчиках  определяются по формуле:

,  (6)

,

где - S=0.5 м/(л/с)2- гидравлическое сопротивление счетчика, принимается по

     таблице 4 СНиП [2] или по приложению К.

Можем принять водосчетчик, диам40,

Можем принять и диам32:

Если потери напора окажутся выше допустимых, следует принять счетчик  воды на один калибр больше.

Потери напора на вводе вычисляют  по формуле:

h_вв=j*l_вв., м     (7)

h_вв=j*l_вв=0,031*4,81=0,15м

где - l_вв =4,81м– длина ввода от точки врезки в наружную сеть до водомерного узла (определяется по генплану), м.

Свободный напор составляет: для  умывальника со смесителем или водоразборным  краном - 2 м; для раковины или мойки  с водоразборным краном или смесителем - 2 м; ванны со смесителем (в том числе общим для ванны и умывальника) - 3 м; смывного бачка к унитазу - 2 м; смывного крана к унитазу - 4м [2].

При установке аэраторов  на водоразборных кранах и смесителях свободный напор следует принимать не менее 5 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Спецификация материалов и оборудования систем холодного водоснабжения и канализации здания

Поз.	Обозначе-ние	Наименование	Количество	Масса	Примечание
1	ГОСТ 3262—75	Трубы стальные водопроводные оцинкованные			м.
		Æ20	50,8
		Æ25	10,2
		Æ32	22,2
2	ГОСТ 19681-94	Вентили водопроводные	23		шт.
3	ГОСТ 6019-83	Водомерный счетчик ВК—20	1		комплект
4	ГОСТ 6942-98	Трубы канализационные полиэтиленовые			м.
		Æ50	50,6
		Æ100	73,9
		Æ150	51,1
5	ГОСТ 6942-98	Тройник прямой	80		шт.
		50×50
6	ГОСТ 6942-98	Тройник косой	20		шт.
		100×100
7	ГОСТ 6942-98	Запорная арматура	20		шт.
8	ГОСТ 6942-98	Отвод	4		шт.
		°135
9	ГОСТ 6942-98	Ревизия	16		шт.
		100×100
10	ГОСТ 6942-98	Прочистка	2		шт.
		100
11	ГОСТ 18297-96	Ванна чугунная эмалированная	20		шт.
12	ГОСТ 25809-96	Смеситель общий для ванны и умывальника двухрукояточный  с душевой сеткой на штанге	20		комплект
13	ГОСТ 23289-94	Сифон с выпуском и переливом для ванн	20		комплект
14	ГОСТ 30493-96	Умывальник	20		шт.
15	ГОСТ 30493-96	Унитаз тарельчатый с косым выпуском со  смывным бачком	20		комплект
16	ГОСТ 18297-96	Мойка чугунная эмалированная с одной чашей	20		комплект
17	ГОСТ 25809-96	Смеситель для мойки однорукояточный центральный  набортный	20		комплект
18	ГОСТ 23289-4	Сифон бутылочный  с выпуском и вертикальным отводом для моек	20		комплект

 

Расчет внутренней канализационной  сети.

 

На плане показываем канализационные стояки для каждой группы приборов. Стояки размещаем в санузлах с таким расчетом, чтобы длина отводных труб от остальных водоприемников была минимальной.

Диаметр канализационного стояка принимаю в зависимости от расхода сточных вод и наибольшего диаметра внутриквартирной отводной сети.

Внутриквартирная отводная сеть выполняется трубами, диаметр  которых должен быть не менее диаметра выпускного отверстия водопроводного прибора. Отводящие трубы от мойки, ванны и умывальника конструктивно  принимаю диаметром 50 мм и уклоном 0,035. Отводящие трубы от унитаза принимаю диаметром 100 мм с уклоном 0,02.

В зданиях имеющих  высоту 5 этажей включительно, диаметр стояка конструктивно принимается равным 100 мм. Стояки выводятся выше уровня кровли на 0,5м.

В подвале трассируются выпуски через наружную стену здания, и показываются места расположения колодцев внутриквартальной или дворовой канализации. Число выпусков принимается равным двум. Выпуски прокладываем рядом с лестничной клеткой. Длина выпуска из здания принимается 4 м. На аксонометрической схеме показаны все фасонные части: гидравлические затворы, тройники, крестовины, ревизии, прочистки.

Ревизии расположены на первом и последнем этажах здания. Прочистки установлены в подвалах на поворотных участках, а также в квартирах на начальных участках отводящей сети.

Выпуски из здания выведены под углом 90° к наружной стене здания.

Расчетный (максимальный секундный) расход сточных вод на участках канализационной сети , определяется согласно п.п. 3.2…3.3 СНиП [2].

При общем расчетном  секундном расходе воды q_к≤ 8 л/с, в сетях холодного и горячего водопровода, обслуживающих группу приборов, расчетный расход сточных вод определяется по формуле:

q_к=q+q^s₀=5* q^s₀*a+ q^s_0,

в других случаях по формуле:

q_к= 5* q^s₀*a,

где - q^s₀=1,6 - расход стоков от прибора, л/с;

a- величина, определяемая в зависимости от общего числа приборов N на участке и вероятности их действия Р (приложение Г или Д).

Расход стоков от приборов q^s₀ принимается по приложению 2 СНиП [2] или приложению В (следует принимать прибор с наибольшим расходом стоков). При определении вероятности действия приборов Р по формуле (1) норму расхода воды q^tot_hr.u следует принимать с учетом расхода холодной и горячей воды (приложение Б).

U=28 чел

N=40пр

q₀=0,18л/с

Расчет самотечных канализационных труб следует производить по приложениям Р, С или Т (в зависимости от материала труб), назначая скорость движения жидкости υ, м/с, и наполнение H/D таким образом, чтобы было выполнено условие:

,

где - H - высота наполнения канализационной трубы сточными водами, м;

D- диаметр трубы, м;

K= 0,5 - для трубопроводов из пластмассовых и стеклянных труб;

K=0,6 - для трубопроводов из других материалов.

При этом скорость движения жидкости должна быть не менее 0,7 м/с, а  наполнение трубопроводов - не менее 0,3.

В тех случаях, когда выполнить  условие не представляется возможным  из-за недостаточной величины расхода  бытовых сточных вод, безрасчетные участки трубопроводов диаметром 40…50 мм прокладываются с уклоном 0,03, а диаметром 85…100мм – с уклоном 0,02.

Внутренняя и наружная канализационная  сеть монтируется из полиэтиленовых труб.

Уровень грунтовых вод практически на уровне прокладки труб. Требуется произвести гидроизоляцию колодцев на 0,5м выше уровня грунтовых вод.

 

Таблица 3 – Ведомость расчета канализационной сети здания. (для одного выпуска)

 

Расчетные участки	Количество приборов на участке  N, шт	qs0, л/с	P	PN	a	Расчетные расходы, л/с		Расчетный диаметр участков, мм
						qк= 5* qs0*a	qк= q+qs0
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1-2	20	1.6	0.001	0,02	0,215	1,72	3,32	100
2-3	40	1.6	0.001	0.04	0,256	2,04	3,64	100

 

q=3,32  v=1.02   i=0.012

Проверим выполнение условия:

Условие выполнено. 

Расчет внутриквартальной (дворовой) канализационной сети.

Глубина заложения лотка первого колодца выше глубины промерзания грунта на 0,3 м.

Наполнение для труб диаметром 150 мм рекомендуется принимать  от 0,3 до 0,7.

Скорость движения сточных  вод в трубопроводе принимаем не менее 0,7 м/с. В 1,5—2 м от красной линии предусмотрен совмещенный контрольный колодец, то есть дополнительно выполняющий функции перепадного колодца.

Диаметр колодца в  плане принимается равным 0,7 м.

 

 

Таблица 4 - Ведомость расчета наружной канализационной сети.

 

Расчетные участки	Количество приборов на участке N, шт	qs0, л/с	P	PN	a	Расчетные расходы, л/с		Расчетный диаметр участков, мм
						qк= 5* qs0*a	qк= q+qs0
1	2	3	4	5	6	7	8	9
К1-К2	40	1.6	0.001	0,04	0,256	2,05	3,65	150
К2-К3	80	1.6	0.001	0,08	0,318	2,54	4,14	150
К3-К4	80	1.6	0.001	0,08	0,318	2,54	4,14	150
К4-К5	80	1,6	0.001	0,08	0,318	2,54	4,14	150

Проверим выполнение условия:

=0,5

1.

Условие выполнено.

 

 

 

Ведомость гидравлического  расчета дворовой канализации.

 

Расчетные участки	Длина участка  l, м	Суммарный  расчетный расход, qк л/с	Диаметр  трубы D, мм	Глубина потока в трубе		Скорость v, м/с	Уклон трубы i	Падение на участке hi , м	Отметки поверхности, м						Глубина заложения труб h, м
									земли		воды		дна трубы
				Н, м	H/D				начало	конец	начало	конец	начало	конец	начало	конец	средняя
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
К-1- К-2	10,8	3,65	150	0,045	0,5	0,98	0,009	0,1	99,0	98,9	96,0	95,95	96,0	95,9	2,5	2,5	2,5
К-2- К-3	11,1	4,14	150	0,045	0,5	0,98	0,009	0,1	98,9	98,8	95,95	95,91	95,9	95,8	2,6	2,6	2,6
К-3- К-4	22,0	4,14	150	0,045	0,5	0,98	0,009	0,2	98,8	98,7	95,91	95,86	95,8	95,6	2,7	2,7	2,7
К-4- К-5	7,2	4,14	150	0,045	0,5	0,98	0,009	0,7	98,7	98,5	95,86	95,82	95,6	94,9	3,4	3,4	3,4

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

 

1. СНиП 2.04.02-84* Строительные нормы и правила. Водоснабжение.

          Наружные сети и сооружения. – Утв. 27.07.84.- М.: Стройиздат, 1985.

2. СНиП 2.04.01-85* Строительные нормы и правила. Внутренний водопровод

          и канализация здания. - Утв.04.10.85.- М.: Стройиздат, 1986.-58 с.

3. СНиП 2.04.03-85 Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные

          сети и сооружения. – Утв. 21.05.85.- М.: Стройиздат, 1986.-86 с.

4. СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы. – Утв.24.02.

           2000.- М.: Стройиздат, 2000.-54 с.

5. Водоснабжение и водоотведение жилого дома. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы. А.Г. Шарипов.
6. ГОСТ 3262-75 Трубы стальные водогазопроводные. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, 6) - М.: ИПК Издательство стандартов, 2001 г.
7. ГОСТ 19681-94 Арматура санитарно-техническая водоразборная. Общие технические условия / МНТКС - М.: ИПК Издательство стандартов, 1996 г.
8. ГОСТ 6019-83 Счетчики холодной воды крыльчатые. Общие технические условия (с Изменениями N 1, 2). М.: ИПК Издательство стандартов, 1998 г.
9. ГОСТ 6942-98 Трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним. Технические условия. / М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1999 г.
10. ГОСТ 18297-96 Приборы санитарно-технические чугунные эмалированные. Технические условия / МНТКС - М.: Издательство стандартов, 1998 г.
11. ГОСТ 25809-96 Смесители и краны водоразборные. Типы и основные размеры / МНТКС - М.: ИПК Издательство стандартов, 1998 г.