Очистные сооружения. 2

Содержание 

   Задание на курсовое проектирование…………………………………………….3

 

  1. Характеристика здания и его санитарно-техническое оборудование

    1. Строительная часть

 

Здание выполнено из кирпича  и облицовано декоративными бетонными  плитами. В здании имеется подвал который эксплуатируется как технический этаж. В нем размещаются: тепловой пункт, водомерные узлы, насосные установки. Подвал запроектирован не отапливаемым, кровля здания вентилируемая, неэксплуатируемая.

В здании имеются следующие инженерные коммуникации:

  1. Хозяйственно-питьевой водопровод (холодный и горячий ).
  2. Бытовая канализация.

В квартирах устанавливаются следующие  санитарно-технические приборы:

  1. Мойка стальная эмалированная ГОСТ 24843-81
  2. Ванна чугунная эмалированная ГОСТ 1154-80
  3. Унитаз тарельчатый керамический типа Т-КВ-I ГОСТ 22847-85
  4. Бачок смывной с верхним пуском типа БНК-ВП ГОСТ 21.475-76
  5. Умывальник керамический ГОСТ 23759-85
  1. Гидравлический расчет внутреннего холодного водоснабжения

 

Проектируемое здание снабжается холодной водой от городской сети.

В проекте принята тупиковая  схема магистральной сети хозяйственно-питьевого водопровода.

С учетом трассировки сети микрорайона  ввод устраивается по центру здания. Ввод оборудован водомерным узлом.

 Магистральные трубопроводы  прокладываются в подвальном  помещении, открыто под потолком  на расстоянии 30 см от него, у  капитальных стен, с уклоном 0,002 к местам опорожнения системы. Трубы крепятся на кронштейнах. Материал труб – сталь. При прокладке в не отапливаемых помещения трубопроводы изолируются. Водопроводные стояки размещаются в капитальных стенах, в нишах. На каждом отводе в квартиру предусматривается установка водосчетчика. Подводка к приборам ведется, открыто, на расстоянии 30 см от пола.

    1. Гидравлический расчет стояков и магистральных линий

 

Внутренний водопровод – система  трубопроводов и устройств, обеспечивающая подачу воды к санитарно-техническим приборам в жилых домах, обслуживающая в донном случае одно 2-х подъездное здание.

Цель гидравлического расчета  состоит в определении наиболее экономичных диаметров труб для  пропуска расчетных расходов и определения, потребного напора в сети.

Гидравлический расчет сетей внутренних водопроводов холодной воды необходимо производить по максимальному секундному расходу воды:

 

где q0 =0,2 л/с – расход прибором холодной воды определяется согласно п. 3.2. [1]  по приложению 3 [1].

       a - коэффициент, определяемый в зависимости от вероятности действия санитарно-технических приборов.

Вероятность действия санитарно-технических  приборов определяется по формуле:

где, q – часовой расход холодной воды определяется по приложению 3[1]; 

       q=5,6 л/ч.

N=128 – количество санитарно-технических приборов в здании.

U=128 – количество потребителей в здании.

Для участка 1 – 2                         =0,0078

Вероятность действия приборов, расположенных на нижележащих участках, будет Рхол =0,0078 т.к. на всех участках прибор с максимальным расходом qо=0,2 ванна со смесителем.

Расчет ведем в табличной  форме (таблица 2)

 

Таблица 2.1 Гидравлический расчет внутреннего  холодного водопровода.

       

Номер участка

Длина,

м

Санитарные

приборы

Общее число приборов N

NP

a

Расчетный  расход воды q, л/с

Диаметр D, мм

Скорость V, м/с

Потери

напора на единицу длины i, мм

Потери напора на участке

hi, мм

Р

М

В

У

1-2

2,8

1

1

1

1

4

0,031

0,239

0,239

20

1,24

0,08

0,224

2-3

2,8

1

1

1

1

8

0,062

0,292

0,292

20

0,83

0,116

0,325

3-4

2,8

1

1

1

1

12

0,093

0,334

0,334

20

0,95

0,15

0,420

4-5

5,5

1

1

1

1

16

0,124

0,372

0,372

20

1,05

0,182

1,001

5-6

6,6

1

1

1

1

32

0,249

0,492

0,492

25

1,4

0,089

0,587

6-7

0,1

1

1

1

1

36

0,280

0,518

0,518

25

1,47

0,098

0,010

7-8

9,5

1

1

1

1

52

0,404

0,613

0,613

25

1,06

0,134

1,273

8-9

0,2

1

1

1

1

64

0,498

0,677

0,677

25

1,17

0,162

0,032

9-10

5,2

1

1

1

1

76

0,591

0,737

0,737

25

1,28

0,19

0,988

10-11

4

1

1

1

1

128

0,996

0,967

0,967

32

0,96

0,076

0,304

11-ввод

3,5

1

1

1

1

     

2,307

40

1,18

0,073

0,256

                       

hОБЩ

5,420


 

 

    1. Подбор водосчетчиков

 

Диаметр условного прохода счетчика следует выбирать исходя из средне часового расхода за сутки, который не должен превышать эксплуатационный, принимаемый по таблице 4[1] и проверять согласно указаниям п.11.3 [1]:

 

где, qu.i – норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления согласно приложению 3 [1] , qu.i = 300л/сут.

Ui – группы водопотребителей

Т =24ч – расчетное время потребления воды в сутки

q=

=1,6 м3

Принимаем к установке счетчик  ВК-40, имеющий сопротивление  S=0,039 м/(м3/ч)2.  Потери напора при расчетном секундном расходе определяться по формуле:

hв/м =S×q2=0,039×2,3072=0,21 м.

hв/м =0,21м < 2,5м требование п.11.3 [1] выполняется.

Для установки в квартирах принимаем  водосчетчик ВК-15 с dу=15 мм.

Потери напора при расчетном  секундном расходе составят:

hв/м =S×q2=1,11×(0,2)2=0,044 м.

    1. Определение потребного напора

 

Потребный напор определяется по формуле:

                              Нпотр= Нгеом + Shс + hмс + Нs + hв/м + hв/с

где, Нгеом – геометрическая высота подъема воды:

                                      Нгеом = (zз – zг.в.) + hэт(n-1) + hпр

zз – отметка земли

zг.в. – ось городского водопровода

hэт – высота этажа

n – число этажей в здании

hпр – высота установки диктующего прибора над уровнем пола, м.

Shс – суммарные потери напора по длине

hмс – потери напора в местных сопротивлениях hмс =0,3Shс

Нs – свободный напор у диктующего прибора, определяется по приложению

2[1], Нs =3м.

hв/м – потери напора в водомере

hв/с – потери напора в водосчетчике, установленного в квартире.

Нгеом = (246,12–244,02 ) + 2,8×(4-1) +1,7=12,2

Нпотр= 12,2+ 5,42 + 1,63 + 3 +0,21 + 0,044 =22,504 м.

Гарантийный напор равен 26 м следовательно установки повысительных насосов не требуется.

  1. Гидравлический расчет горячего водоснабжения

    1.   Гидравлический расчет подающего трубопровода горячей воды

 

Гидравлический расчет подающего  трубопровода горячей воды аналогичен расчету трубопровода холодной воды.

Гидравлический расчет сетей внутренних водопроводов горячей воды необходимо производить по максимальному секундному расходу воды:

где, q0 =0,2 л/с – расход прибором горячей воды определяется согласно п. 3.2. [1] по приложению 3 [1].

a - коэффициент определяемый в зависимости от вероятности действия

               санитарно-технических приборов.

Вероятность действия санитарно-технических  приборов определяется по формуле:

где, q – часовой расход горячей воды определяется по приложению 3[1] и равен 

       q=10 л/ч;

N=96 – количество санитарно-технических приборов в здании.

U=128 – количество потребителей в здании.

Для участка 1 – 2                         =0,0185

Вероятность действия приборов, расположенных  на нижележащих участках, будет Ргор =0,0185, т.к. на всех участках расход прибором горячей воды  и соотношение U/N постоянны.

Расчет ведем в табличной  форме (таблица 3.1)

Потребный напор определяется по формуле:

                              Нпотр= Нгеом + Shс + hмс + Нs + hв/м + hв/с

где, Нгеом – геометрическая высота подъема воды:

                                      Нгеом = (zз – zг.в.) + hэт(n-1) + hпр

zз – отметка пола первого этажа;

zг.в. – ось городского водопровода;

hэт – высота этажа, м;

n – число этажей в здании;

hпр – высота установки диктующего прибора над уровнем пола, м.

Shс – суммарные потери напора по длине, м;

hмс – потери напора в местных сопротивлениях hмс =0,3Shс;

Нs – свободный напор у диктующего прибора, определяется по приложению

2[1], Нs =3 м.

hв/м – потери напора в водомере

hв/с – потери напора в водосчетчике установленного в квартире.

 

 

Нгеом = (246,62 – 244,02) + 2,80×(4-1) + 1,7=12,69 м.

Нпотр= 12,69+7,04+2,11+3+0,21 +0,04=25,09 м.

Гарантийный напор равен 26 м следовательно  установки повысительных насосов не требуется.

Расчет ведем в табличной  форме (таблица 3.1) 

       

 

 

Таблица 3.1 Гидравлический расчет внутреннего  горячего водопровода.

      

Номер участка

Длина,

м

Санитарные приборы

Общее число приборов N

NP

a

Расчетный  расход воды q, л/с

Диаметр D,

 мм

Скорость V, м/с

Потери напора на единицу длины i, мм

1+Km

Потери напора на участке

hi, мм

Р

М

В

   

1-2

4,8

1

1

1

3

0,056

0,282

0,282

25

0,76

0,097

1,5

0,698

2-3

4,8

2

2

2

6

0,111

0,357

0,357

25

0,96

0,15

1,5

1,080

3-4

4,8

3

3

3

9

0,167

0,417

0,417

25

1,13

0,2

1,5

1,440

4-5

4

4

4

4

12

0,222

0,469

0,469

25

1,27

0,25

1,2

1,200

5-6

5,7

8

8

8

24

0,444

0,641

0,641

32

0,88

0,081

1,2

0,554

6-7

1,4

8

12

8

28

0,518

0,688

0,688

32

0,87

0,076

1,2

0,128

7-8

6,8

12

16

12

40

0,740

0,826

0,826

32

1,04

0,106

1,2

0,865

8-9

3,1

16

16

16

48

0,888

0,91

0,91

32

1,15

0,128

1,2

0,476

9-10

2,2

20

16

20

56

1,036

0,991

0,991

32

1,25

0,15

1,2

0,396

10-11

4

32

32

32

96

1,776

1,34

1,34

40

0,82

0,042

1,2

0,202

                         

7,039


 

 

 

 

 

    1.  Расчет теплового расхода циркуляционной сети

Циркуляционная сеть проектируется  для поддержания постоянной температуры в распределительной сети горячего водоснабжения.

Последовательность расчета циркуляционной сети:

  • намечаются диаметры циркуляционной сети
  • вычисляются потери тепла в трубопроводах системы внутреннего горячего водоснабжения.

Qn=SQi

Где,  SQi – сумма потерь тепла каждым участком сети, кВт/ч

Qi=Kт´p´Di´li( )(1-h)/1000 ,

где, Кт =11,63 Вт/(м2 ×°С) – коэффициент теплопередачи неизолированной трубы в окружающую среду;

tнi – температура горячей воды в начале расчетного участка, °С;

tкi – температура горячей воды в конце расчетного участка, °С;

Di – расчетный диаметр участка, м;

li – расчетная длина участка, м;

tо – температура окружающей трубопровод среды, °С;

h - к.п.д. изоляции, принимаем равным 0,7.

tкi =tнi-dтli ,

где, dт – перепад температуры на 1м трубопровода

dт=(tг-tх)/L=(75-65)/41,6=0,240 °С

L=41,6 – общая длина распределительных трубопроводов на расчетном направлении, м

Циркуляционный расход, м3/ч, при отсутствии водоразбора определится по формуле:

Gц= Q/(4200×DT),

Где, Q – теплопотери в трубах горячего водоснабжения, Вт

        DТ=10 °С – расчетный перепад температур

Результаты расчетов сведены в  таблицу 3.2. 

 

Таблица 3.2 Определение потерь тепла  распределительными трубами и циркуляционных расходов

 

Номер участка

Длинна участка L, м

Диаметр D,

мм

Температура, °C

h

Потери тепла на участке Qi, Вт

Суммарные потери с учетом транзита на другие участки

Циркуляционные расходы Gu, л/с

tн

tк

t0

1-2

4,8

25

65

66,15

20

0

199,73

199,73

0,0048

2-3

4,8

25

66,15

67,31

20

0

204,78

404,51

0,0096

3-4

4,8

25

67,31

68,46

20

0

209,84

614,35

0,0146

4-5

4

25

68,46

69,42

20

0

178,73

793,08

0,0189

5-6

5,7

32

69,42

70,79

5

0,7

130,10

1716,258

0,0409

6-7

1,4

32

70,79

71,13

5

0,7

32,37

2541,709

0,0605

7-8

6,8

32

71,13

72,76

5

0,7

159,60

3494,382

0,0832

8-9

3,1

32

72,76

73,51

5

0,7

74,05

4361,509

0,1038

9-10

2,2

32

73,51

74,04

5

0,7

53,04

5207,629

0,1240

10-11

4

40

74,04

75

5

0,7

121,86

8643,267

0,2058


 

    1.  Расчет циркуляционной сети на пропуск циркуляционного расхода.

 

Потери напора на участках трубопроводов  систем горячего водоснабжения следует  определять с учетом зарастания по формуле:

Н=i×l×(1+kl)

i – удельные потери напора

kl – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, значения которого равны: 0,2 – для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов; 0,5 – для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также водоразборных стояков с полотенцесушителями.

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.3

Потери напора при циркуляции через  диктующий (в нашем случае самый  дальний) стояк определятся как  сумма потерь на участках ввод-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-5’-12-13-14 обратная линия +потери напоре в обратном клапане hоб:

hоб=xоб ,

где, xоб – коэффициент местного сопротивления обратного клапана принимаемый равным 5,0

V – скорость движения воды.

hоб =5×0,422/(2×9,81)=0,045 м вод. ст.

Н1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-5’-12-12-14 = 0,386 м вод. ст.

Н=0,386+0,045=0,431 м вод. ст.

    1.  Определение действующего гравитационного напора в системе

Для определения действующего гравитационного  напора  в системах с нижней разводкой пользуются формулой:

Нд=0,25(h+0,03l1)×(tн-tк) ,

где, h – расстояние от середины водонагревателя до наиболее высоко

              расположенной точки водоразбора, м;

l1 – расстояние по горизонтали от водонагревателя до наиболее удаленной

      точки водоразбора;

tн, tк – соответственно начальная и конечная температура в подающем

      трубопроводе.

Нд=0,25(h+0,03×l1)(tн-tк)=0,25×(12,1+0,03×28)×(75-65)=32,35 мм

Н > Нд для нашего случая, 431 > 32,35.

Гравитационного напора не хватает  проектируем насосную циркуляцию.

К установке принимаем циркуляционный насос марки EV2/3-40-2/V фирмы SMEDEGARD обеспечивающий напор 0,6 м при подаче 0,3 л/с.

 

 

Таблица 3.3 Расчет распределительной  и циркуляционной сети на пропуск  циркуляционного расхода

 

Номер участка

Длинна участка L, м

Диаметр D, мм

Циркуляционный расход Gu, л/с

Скорость V, м/с

Гидравлический 

уклон i

1+Km

Потери напора по длине участка h, м

1_5'

1,2

25

0,0189

0,038

4,2148E-04

1,2

0,0006

5'-12

3,1

25

0,0409

0,083

1,5886E-03

1,2

0,0059

12_13

21,7

25

0,1038

0,212

8,0561E-03

1,2

0,2098

13_14

3,5

25

0,2058

0,419

2,7167E-02

1,2

0,1141

             

0,3304

1_2

4,8

25

0,0048

0,010

4,0038E-05

1,5

0,0003

2_3

4,8

25

0,0096

0,020

1,3334E-04

1,5

0,0010

3_4

4,8

25

0,0146

0,030

2,7226E-04

1,5

0,0020

4_5

4

25

0,0189

0,038

4,2148E-04

1,2

0,0020

5_6

5,7

32

0,0409

0,051

4,9273E-04

1,2

0,0034

6_7

1,4

32

0,0605

0,075

9,6818E-04

1,2

0,0016

7_8

6,8

32

0,0832

0,104

1,6781E-03

1,2

0,0137

8_9

3,1

32

0,1038

0,129

2,4653E-03

1,2

0,0092

9_10

2,2

32

0,1240

0,154

3,3575E-03

1,2

0,0089

10_11

4

40

0,2058

0,164

2,7914E-03

1,2

0,0134

             

0,3858


 

 

    1.  Увязка потерь напора в дальнем и ближнем стояках

 

Для обеспечения постоянной температуры  воды у всех водоразборных приборов через все стояки должно проходить одинаковое количество воды циркуляционной, восполняющее теплопотери трубами. Прохождение одинакового количества воды по стоякам достигается установкой на циркуляционных стояках диафрагм, обеспечивающих равенство потерь напора по циркуляционным кольцам.

Находим потери напора через циркуляционные кольца проходящие через стояки:

СтТ1-1   Н=385 мм                    

СтТ1-2   Н=386 мм                 dg=1 мм

СтТ1-3   Н=387 мм                dg=1 мм

СтТ1-4   Н=389 мм                 dg=1 мм

Так как диаметр диафрагм на стояках  СтТ1-1-4 меньше 10 мм на них предусматривается установка запорных вентилей соответствующего диаметра.

    1.  Расчет скоростного водонагревателя.

Поверхность нагрева змеевиков  скоростных водонагревателей определяется по формуле:

Fзм=1,2

где, Q – расчетный часовой расход тепла на горячее водоснабжение, ккал/ч;

к – коэффициент теплопередачи змеевика ккал/м2×ч×°С, принимаемый       

      900-2500 ккал/м2×ч×°С;

1,2 – коэффициент, учитывающий  потери тепла в окружающую  среду.

 

где, tб , tм – соответственно большая и меньшая разность температур греющей

и  нагреваемой воды по концам водонагревателя, °С.

В нашем случае теплоносителем является перегретая вода 120/75, нагревание воды происходит по противотоку.

Dtбк-tн=75-5=70 °С

Dtмн-tк=120-75=45 °С

=56,6 °С

Q=Gч×g×с(tг.ср.-tх.)×1,2

где Gч – часовой расход воды, м3/ч;

g - удельный вес воды, кг/м3;

с – теплоемкость ккал/кг×град;

tг.ср. – средняя температура горячей воды в трубопроводах водоразборных стояков, °С.

tг.ср =(75+65)/2=70 °С

tх =5 °С – температура холодной воды в сети водопровода.

Gч=18×q×Kн×aч

где Кн = 0,28 коэффициент использования водоразборного прибора;

aч – коэффициент, определяемый в зависимости от вероятности действия

               санитарно-технических приборов.

Вероятность использования санитарно-технических приборов определяется по формуле:

Рч=Р/Кн

 

Вероятность действия санитарно-технических  приборов определяется по формуле:

где, q – часовой расход горячей воды определяется по приложению 3[1]; 

       q=10 л/ч.

N=96 – количество санитарно-технических приборов в здании.

U=128 – количество потребителей в здании.

=0,0185

Вероятность использования приборов равна:

Рч=0,0185/0,28=0,0661

N×Рч=96×0,0661=6,35

aч=2,015

Gч=18×0,2×0,28×2,015=2,031 м3/ч.

Q=2,031×1000×1×(70-5)×1,2=158428 ккал/ч

Fзм=1,2× =1,2× =2,4 м2

Принимаем скоростной водонагреватель  ОВОСТ34588-68, площадь одной секции 3,54 м2.

Число секций nc =2,4/3,54=1 шт.

Площадь змеевика 0,00293м2

Длина секции L=4 м.

Потери напора в скоростном водонагревателе  определятся по формуле:

H=1000×V2nc×n×m

где, V – скорость движения воды в водонагревателе без учета зарастания, м/с.

V=G/F=2,031/(3600×0,00293)=0,193 м/с

n – коэффициент учитывающий увеличение потерь давления в водонагревателе за счет зарастания и увеличения шероховатости его внутренней поверхности, n=4 при одноразовой чистке водонагревателя в течении года;

m – коэффициент гидравлического сопротивления, m=0,75 при L=4 м.

Н=1000×0,1932×1×4×0,75=111,2 кгс/м2=0,11 м. вод.ст.

 

  1. Гидравлический  расчет канализации.

    1.  Проверка пропускной способности стояка.

В данном проекте стояк № более  загружен чем другие. Поэтому выполним проверку пропускной способности стояка №1.

N=16 приборов, U=16 человек

=0,014

NP=16×0,014=0,231

a=0,222

q=q+qок

q – расчетный расход в системе общего водоснабжения для данной группы приборов

qок =1,6л/с – наибольший секундный расход от прибора, принимаемый по таблице 1 [1].

 где, q0 =0,3л/с – общий расход воды определяется по приложению 2 [1].

q=5×0,3×0,222+1,6=1,933 л/с

Для диаметра стояка 100мм и диаметра отвода 50 и 100 мм, угла присоединения, равного 90о, допустимый расход равен 3,2 л/с. Следовательно, принятый диаметр стояка удовлетворяет нормативным требованиям.

    1. Расчет выпусков канализации.

В данном проекте рассчитываем один выпуск, т.к. второй работает в аналогичных условиях ( к каждому выпуску присоединены пять стояков).

=0,0144

NP=64×0,0144=0,92

a=0,927

q=5×0,3×0,927+1,6=2,99 л/с

Выпуски проверяются на условие  V 0,5 и i > 0,012

где, V – скорость движения стоков, м/с.

h/d – наполнение

По намограммам приложения 9 [1] определяем:

d=100 мм

q = 2,99 л/с

h/d =0,5

V =1 м/с

V =0,7>0,5  i=0,016

Оба условия выполняются.

    1. Гидравлический расчет сети дворовой канализации.

Начиная со второго колодца (схема  приведена в графической части  проекта) расход составит:

=0,0144

NP=128×0,0144=1,84

a=1,366

q=5×0,3×1,366+1,6=3,65 л/с

Длины расчетных участков и контрольные  колодцы обозначены на схеме.

Результаты расчета представлены в таблице 4.1

 

 

 

Таблица 4.1 Гидравлический расчет дворовой канализационной сети

 

Номер участка

Длина

L, м

Расход,

Л/с

Диаметр D, мм

Скорость V, м/с

Наполнение h/d

Гидрав.уклон i

Отметка земли, м

Отметка лотка труб, м

Заглубление труб, м

начало

конец

начало

конец

начало

Конец

1-К1

5

2,99

100

0,88

0,72

0,014

246,12

246,02

244,22

244,05

1,9

1,97

К1-К2

28

2,99

150

0,7

0,46

0,007

246,02

245,96

244,05

243,79

1,97

2,17

К2-К3

24

3,65

150

0,75

0,55

0,008

245,96

245,88

243,79

243,52

2,17

2,36

К3-К4

42

3,65

150

0,75

0,55

0,008

245,88

245,76

243,52

243,07

2,36

2,69

K4-ГК

12

3,65

150

0,75

0,55

0,008

245,76

244,52

243,07

241,73

2,69

2,79


 

 

Литература

 

  1. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий, Москва, Стройиздат, 1986, 55с..
  2. Справочник проектировщика, Отопление, водопровод и канализация, Москва, Стойиздат, 1975, 429с.
  3. Шевелев Ф. А., Шевелев А.Ф., Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб, Москва, Стройиздат,1984, 116с.
  4. Серьгеев Ю.С. Боровской Э.Р. и др., Санитарно-техническое оборудование зданий, Киев, Вища школа, 1991, 205с.
  5. Методические указания к выполнению курсового проекта, Санитарно-техническое оборудование жилого дома, Уфа, УНИ. 1985, 32с.
  6. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения, Москва, Стройиздат, 1986, 72с.
  7. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле Н.Н. Павловского, Москва, Стойиздат, 1974, 159с.