водопровод потери напор канализация
В курсовой работе производится расчёт водоснабжения и канализации для восьмиэтажного жилого здания.
Современные системы водоснабжения и канализации представляют собой сложные инженерные сооружения и устройства, обеспечивающие подачу воды потребителям, а также отвод и очистку сточных вод. Наличие системы водоснабжения и водоотведения в жилых зданиях является одним из главных показателей комфортности для проживающих в них людей, наличие таких показателей намного облегчают и улучшают проживание в этих домах.
водопровод потеря напор канализация
1. Проектирование систем холодного водопровода здания
1.1. Гидравлический расчет внутренней водопроводной сети
После нумерации расчетных участков на аксонометрической схеме холодного водопровода расчет ведется в следующей последовательности:
- определяют расчетные расходы воды по расчетным участкам;
- определяют диаметр труб и скорость движения воды;
- определяют потери напора на расчетных участках;
- подбирают счетчик или расходомер, с определением потери напора в нем;
- определяют требуемый напор в системе Н;
- рассчитывают и подбирают водонапорные баки и насосные установки, если они необходимы.
Условные обозначения.
Таблица 1.
|
а) |
Водопровод хозяйственно-питьевой |
____ В1 ____ |
|
|
б) |
Канализация бытовая |
____ К1 ____ |
|
|
в) |
Обозначение стояков |
||
|
Стояк хозяйственно-питьевого водопровода |
ст В1 — № (номер стояка) |
||
|
Стояк бытовой канализации |
ст К1 — № |
||
|
г) |
Колодец хозяйственно-питьевого водопровода |
КВ1 |
|
|
Колодец бытовой канализации |
КК1 — № (номер колодца) |
||
|
д) |
Водомерный узел |
||
|
е) |
Задвижка |
||
|
Вентиль |
или |
||
|
Раковина |
|||
|
Мойка |
|||
|
Ванна |
|||
1.2 Определение расчетных расходов воды
Для выполнения гидравлического расчета следует определить расчетные расходы воды для всех расчетных участков.
Максимальный секундный расход на расчетном участке сети (л/с);
- нормативный расход водоразборным устройством, принимаемым в соответствии со СНиП 2.04.01-85*;
- принимаем по прибору с наибольшим расходом, т.е. по ванне: =0,2 л/с;
- б — величина, зависящая от числа водоразборных точек на расчетном участке сети N и от вероятности их действия P, определяется по СНиП 2.04.01-85*.
Вероятность действия водоразборных устройств при потреблении холодной воды для одинаковых потребителей определяют по формуле:
- где — норма расхода холодной воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления, л/ч;
- U — общее число потребителей в здании;
- N — число приборов, его принимают по планам этажей. В формулу подставляют общее число приборов во всем здании.
Принимаем =15,6 л/ч и = 10 л/ч, для жилых домов квартирного типа с централизованным ГВ, оборудованными ваннами длиной 1500-1700 мм, оборудованными душами.
Общее число жильцов: U = 96 человек.
N = 128 приборов.
1.3 Определение диаметров труб и потерь напора
Линейные потери напора определяют на каждом участке по формуле:
Затем все полученные значения суммируются и заносятся в таблицу 1.
Величина местных потерь напора в соединениях, на поворотах, в фасонных частях труб определяется для сетей хозяйственно-питьевого водопровода и общественных зданий в процентах от потерь напора на трение по длине труб в количестве 30%.
Общие потери напора в сети внутреннего водопровода определяют как сумму линейных потерь напора по длине и местных потерь:
Таблица 2. Гидравлический расчет водопроводной сети
|
Номер расчетного участка |
Общее число приборов N |
Вероятность действия приборов, P |
Значение |
Расчетный расход q, л/с |
Диаметр участка d, мм |
Скорость v, м/с |
Удельные потери напора 1000i |
Длина расчетного участка l, м |
Линейные потери напора Hл = l*I , м |
Местные потери напора Hм = 0,3Hл , м |
Общие потери H , м |
|||
|
, л/с |
||||||||||||||
|
1-2 |
8 |
0,0058 |
00464 |
0,268 |
0,2 |
0,268 |
15 |
1,47 |
56,02 |
3 |
0,168 |
0,0504 |
0,218 |
|
|
2-3 |
12 |
0,0058 |
0,0696 |
0,304 |
0,2 |
0,304 |
15 |
1,77 |
80,7 |
3 |
0,242 |
0,0726 |
0,315 |
|
|
3-4 |
16 |
0,0058 |
0,0928 |
0,336 |
0,2 |
0,336 |
15 |
2,06 |
109,8 |
3 |
0,327 |
0,0981 |
0,425 |
|
|
4-5 |
20 |
0,0058 |
0,116 |
0,367 |
0,2 |
0,367 |
20 |
1,09 |
206,9 |
3 |
0,618 |
0,1854 |
0,803 |
|
|
5-6 |
24 |
0,0058 |
0,1392 |
0,384 |
0,2 |
0,384 |
20 |
1,25 |
266,1 |
3 |
0,798 |
0,2394 |
1,037 |
|
|
6-7 |
28 |
0,0058 |
0,1624 |
0,410 |
0,2 |
0,410 |
20 |
1,25 |
266,1 |
3 |
0,798 |
0,2394 |
1,037 |
|
|
7-8 |
32 |
0,0058 |
0,1856 |
0,435 |
0,2 |
0,435 |
20 |
1,4 |
336,7 |
4,5 |
1,515 |
0,101 |
1,616 |
|
|
8-9 |
64 |
0,0058 |
0,3712 |
0,588 |
0,2 |
0,588 |
25 |
1,12 |
155,8 |
0,5 |
0,078 |
0,0234 |
0,101 |
|
|
9-ВУ |
128 |
0,0058 |
0,7424 |
1,60 |
0,2 |
1,60 |
32 |
0,73 |
48,4 |
18,1 |
0,876 |
0,263 |
1,138 |
|
|
5,42 |
1,2727 |
6,69 |
||||||||||||
1.4 Счетчики расхода воды
Учет воды в водопроводных сетях зданий чаще всего производится скоростными крыльчатыми или турбинными счетчиками.
Диаметр условного прохода счетчика воды следует выбирать исходя из среднечасового расхода за период потребления (сутки, смену), который не должен превышать эксплуатационный.
Среднечасовой расход воды для жилого здания ( ) определяется из формулы:
- где — общая норма расхода воды потребителем в сутки (смену) наибольшего потребления, л/чел*сут; U — общее число потребителей в здании, чел.
, т.е. 1,2 м3/ч = 1,2 м3/ч, следовательно подбираем счетчик крыльчатый, диаметром 15 мм и сопротивлением S=14,4 м/(л/с)2.
Назначают диаметр счетчика на один размер меньше, чем диаметр соответствующего участка ввода(по таблице Ф.А. Шевелева и А.Ф. Шевелева «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб») и находят потери напора. Потери напора (Нвод) в счетчиках:
- где q — расчетный расход воды, л/с, определяемый из последнего участка таблицы 2; S — сопротивление счетчика.
Потери напора не должны превышать 5 м в крыльчатом, 2,5 м — в турбинном счетчике.
Если Нвод > 5м, подбирают счетчик на один типоразмер больше.
Потери напора превышают 5 м, следовательно, выбираем счетчик с диаметром условного прохода 20 мм. Расчет потерь счетчика 20 мм.
S=5,18 м/(л/с)2.
1.5 Определение требуемого напора в водопроводной сети
Требуемый напор в месте присоединения к городскому водопроводу при наибольшем хозяйственно-питьевом водопотреблении должен обеспечить подачу воды на необходимую высоту и свободный минимальный напор у диктующей точки с учетом всех сопротивлений движению воды на вводе и в сети.
Требуемый напор, м, определяют по формуле
где Нгеом — геометрическая высота подъема воды, т.е. превышение оси водоразборного крана над уровнем земли, м; Hвод — потери напора в водомере на вводе; Нf — необходимый свободный напор у диктующей точки, м (для смесителя ванны — 3м).
— сумма общих потерь в сети внутреннего водопровода.
где n — число этажей; hэт — высота этажа, м; hдт — высота диктующей точки (душевая сетка смесителя для ванны — 2 м); Z1, Z2 — соответственно отметки пола первого этажа и земли, м.
Гарантированный напор Hg=17 м.
Вывод: Нтр>Hg (67,35 м > 17 м), следовательно, установка насоса, либо водонапорного бака для данного жилого здания нужна. Выбираем консольный водопроводный насос марки К 45/30 (3К 6) напором 54 м.
2. Канализация
Для отведения сточных вод от санитарных приборов в жилых и общественных зданиях проектируется хозяйственно-бытовая система внутренней канализации, которая состоит из приемников сточных вод с гидравлическими затворами, отводных канализационных труб от приборов, стояков, выпусков. Стоки поступают в дворовую канализационную сеть.
2.1 Устройство сетей внутренней канализации
Сеть внутренней хозяйственно-бытовой канализации состоит из отводных линий, стояков, выпусков.
Отводные трубопроводы служат для отвода сточных вод от приемников через сифоны к стоякам. Все отводные линии прокладываются по кратчайшему расстоянию с уклоном в сторону движения сточных вод. Диаметры и уклоны отводных линий, как правило, не рассчитываются, а назначаются (табл. 3).
Для присоединения к стоякам отводных трубопроводов, располагаемых под потолком помещения, в подвалах и технических подпольях, а также для устройства ответвлений отводных труб используются косые тройники и крестовины. Двустороннее присоединение отводных труб от ванн к одному стояку на одной отметке допускается только с применением косых крестовин. Не допускается присоединение к одной отводной линии санитарных приборов, расположенных в разных квартирах на одном этаже, а также применение прямых крестовин при расположении их в горизонтальной плоскости. В начале участков отводных труб при числе присоединения приборов три и более и на поворотах следует устанавливать прочистные устройства для устранения засоров.
Таблица 3. Диаметры и уклоны отводных линий
|
Тип прибора |
Диаметр отводной линии, мм |
Уклон |
||
|
Нормальный |
Минимальный |
|||
|
Раковина, умывальник, ванна |
40-50 |
0,035 |
0,025 |
|
|
Мойка |
50 |
0,035 |
0,025 |
|
|
Унитаз |
100 |
0,020 |
0,012 |
|
Внутренние канализационные сети можно прокладывать открыто и скрыто. Открыто — по стенам, колоннам, на специальных опорах в подпольях, подвалах, коридорах, технических этажах, в специальных помещениях, предназначенных для размещения сетей. Скрыто — в бороздах, нишах стен, монтажных коридорах, санитарно-технических кабинах, блоках, панелях, под полом (в каналах или земле), иногда междуэтажных перекрытиях. Отводные линии прокладываемые в междуэтажных перекрытиях, должны иметь длину не более 10 м.
Стояки служат для приема сточных вод из отводных труб по всем этажам. Их размещают в местах расположения наибольшего количества приборов и, по возможности, ближе к тем приборам, из которых поступают наиболее загрязненные стоки (например, унитаз).
Число стояков уменьшается, если приемники сточных вод сосредоточены группа над группой по этажам.
Аксонометрическая схема К1
Диаметр канализационного стояка выбирают в зависимости от величины расчетного расхода жидкости и наибольшего диаметра поэтажного трубопровода. При наличии унитаза диаметр стояка принимают 100 мм.
При необходимости стояки могут устанавливаться с отступами или горизонтальными участками, имеющими уклон. Присоединение приборов к горизонтальным участкам не допускается. Стояки, как и отводные линии, прокладывают открыто и скрыто. Стояк вверху заканчивается вытяжной трубой, которая не менее чем на 500 мм выше крыши здания. Это необходимо для вентиляции канализационной сети и исключает срыв гидравлических затворов приемников сточных вод. Внизу стояк заканчивается плавным переходом в выпуск.
Выпуски предназначены для приема и отвода сточных вод от одного или нескольких стояков в дворовую или внутриквартальную сеть. Стояки присоединяют к выпуску в начале его с помощью двух или одного отводов по 135 градусов и косого тройника. В местах присоединения выпусков к дворовой канализационной сети устраивают смотровые колодцы. Длина выпуска от стояка или прочистки до оси смотрового колодца назначается в зависимости от диаметра труб. Выпуски присоединяют к дворовой сети «шелыга в шелыгу». К каждому смотровому колодцу можно присоединить один или два выпуска.
Канализационные выпуски следует располагать с одной стороны здания перпендикулярно плоскости наружных стен со стороны дворового фасада. Для жилых домов, имеющих техническое подполье или неэксплуатируемые подвалы, допустимо устраивать один или два торцевых выпуска. Устройство укрупненных выпусков целесообразно в тех случаях, когда достигается уменьшение длины внешней сети. Их не допускается устраивать в домах, имеющих эксплуатируемые подвалы, или в случае, когда наружная канализационная сеть проходит вдоль здания. Чаще всего устраивают один выпуск на подъезд.
При определении минимальной глубины выпуска из здания исходят из условия предохранения труб от разрушения под воздействием нагрузок и промерзания.
Диаметр выпуска должен быть не меньше диаметра присоединенных стояков. Для жилых зданий чаще всего диаметр выпуска 100 мм. В проекте предварительно назначают диаметр канализационного выпуска 100 мм. Затем делают проверку.
Для возможности прочистки труб на сетях бытовой и производственной канализации предусматривается установка ревизий или прочисток. Их устанавливают на стояках при отсутствии на них отступов, в подвальном или первом и верхних этажах, а при наличии отступов — над отступами. В жилых зданиях высотой более 5 этажей ревизии устанавливают не реже, чем через три этажа. Высота от пола до центра ревизии должна составлять 1 м. Прочистки устанавливаются на начальных участках сети, на поворотах, перед выпуском из здания. Выпуски прокладывают с уклоном не менее 0,02 в сторону дворовой канализационной сети. Заканчивается выпуск смотровым колодцем.
Для устройства внутренней канализации жилых и общественных зданий применяются чугунные канализационные раструбные трубы по ГОСТ 6942-98 диаметром 50, 100, 150 мм, длиной от 500 до 2200 мм; пластмассовые канализационные трубы из полиэтилена высокой плотности ПВП по ГОСТ 18599-83 и непластифицированного поливинилхлорида (винипласта) ПВХ. Трубы ПВХ выпускают диаметром 50, 80, 100, 150 мм, а из ПВП — диаметром 50, 63, 75, 90, 110, 125, 140 мм длиной от 2000 до 6000 мм.
2.2 Дворовая канализационная сеть
Канализационная сеть — дворовая, внутриквартальная или заводская — служит для приема сточных вод из выпусков зданий. Дворовая канализационная сеть принимает сточные воды от отдельных выпусков зданий и направляет их в уличную сеть канализации. Дворовую сеть канализации прокладывают параллельно зданиям с наименьшей возможной глубиной заложения по кратчайшему пути к уличной сети. При присоединении дворовой сети к уличной за 1 — 1,5 м от красной линии в сторону застройки устраивают контрольный колодец. При большом заглублении трубопроводов при присоединении выпусков к наружной сети канализации следует устраивать перепады: открытые в виде бетонных водосливов, лотков (при высоте перепадов до 0,3 м); закрытые в виде стояка сечением не менее сечения подводящего трубопровода (при высоте перепада более 0,3 м).
Перепад следует устраивать в контрольном колодце.
Расстояние от ближайшего смотрового колодца дворовой канализации до фундамента определяется длиной выпусков и должно быть не менее 3 м в сухих грунтах и 5 м — в водонасыщенных.
Глубина заложения дворовой канализации диктуется отметкой самого заглубленного выпуска, глубиной промерзания грунта, рельефом местности.
Для осмотра, промывки и прочистки дворовых сетей устраивают смотровые колодцы: в местах присоединения выпусков зданий к дворовой сети; в местах изменения уклонов, диаметров трубопроводов; на прямолинейных участках сети через каждые 35 м при диаметре 150 мм и 50 м при диаметре 200-450 мм.
Трубопроводы следует присоединять к колодцам без перепадов и так, чтобы угол между осями входящей и выходящей труб был не менее 90о. При устройстве перепада угол не нормируется.
К колодцам дворовой сети трубы разных диаметров присоединяют так, чтобы их верх был на одном уровне. Размеры смотровых колодцев принимаются в зависимости от диаметров присоединяемых к ним труб и глубины их заложения.
По условиям прочистки подземных трубопроводов дворовая канализационная сеть выполняется из труб диаметром не менее 150 мм.
Трубопроводы дворовых сетей прокладываются с уклонами, которые обеспечивают самоочищающие скорости. Минимальные уклоны принимают для труб диаметром 150 мм — 0,008, а для труб диаметром 200 мм — 0,007.
Скорость протекания сточной жидкости во внутренней канализационной сети принимается не менее 0,7 м/с; для неметаллических труб — не более 4 м/с; для металлических — не более 8 м/с. Наполнение канализационных труб диаметром 150 мм не должно превышать 0,6 и быть менее 0,3.
Если требования не могут быть выполнены, участки называют безрасчетными, назначают уклон 0,01 и предусматривают более частую промывку сети в процессе ее эксплуатации.
При устройстве дворовой канализационной сети применяют раструбные керамические трубы по ГОСТ 286-82, асбестоцементные, пластмассовые по ГОСТ 22698.0-77, а в просадочных и вечномерзлых грунтах — чугунные раструбные трубы по ГОСТ 6942.0-80 — 6942.20-80.
2.3 Гидравлический расчет дворовой канализации
Нормы водоотведения для жилых и общественных зданий, так же как и нормы водопотребления, зависят от назначения зданий, степени их благоустройства, климатических условий и др. Расчетный расход стоков (qs, л/с) от большинства приборов превышает расчетный расход прибором холодной и горячей воды. Вероятность действия приборов в час наибольшего водоотведения определяется аналогично расчету систем внутреннего водопровода. Максимальный секундный расход сточных вод qs на расчетных участках сети дворовой канализации следует определять (при qtot меньше 8 л/с) по формуле:
Если qtot больше 8 л/с — расход определяют по формуле:
- где qtot — общий максимальный расчетный расход воды в здании, л/с;
- наибольший секундный расход стоков от прибора. При наличии унитаза =1,6 л/с.
Для определения значения необходимо найти P и N (аналогично расчету холодного водоснабжения).
На генеральном плане участка делают трассировку сети дворовой канализации, начиная с наиболее удаленного смотрового колодца от колодца городской канализации. Выбирают расчетное направление, разбивают на расчетные участки (КК1 до колодца городской канализации КГК).
По расчетному расходу и диаметру на каждом расчетном участке дворовой сети подбирают величину наполнения H/D, уклон i и скорость движения сточной жидкости V по таблицам для гидравлического расчета канализационных сетей. Расчет сетей дворовой канализации сводится в таблицу 4. Значения скорости движения жидкости, наполнения, уклона рассчитываются с учетом их минимальных и максимальных значений.
Таблица 4. Гидравлический расчет дворовой канализационной сети
|
Номер расчетного участка |
Число приборов на участке N |
Вероятность действия приборов Р |
Значения |
Расчетный расход qs, л/с |
Диаметр участка d, м/с |
Скорость V, м/с |
Наполнение H/D |
Длина расчетного участка l, м |
Уклон i |
Падение i*l , м |
Отметки, м |
Глубина заложения, м |
|||||||
|
N*P |
л/с |
||||||||||||||||||
|
земли |
лотка |
||||||||||||||||||
|
В начале |
В конце |
В начале |
В конце |
В начале |
В конце |
||||||||||||||
|
КК1-КГК |
128 |
0,0108 |
1,387 |
1,168 |
0,3 |
3,352 |
150 |
0,72 |
0,3 |
27,2 |
0,013 |
0,351 |
116,5 |
117,0 |
115,15 |
114,79 |
1,35 |
2,21 |
|
На основе расчетов и генерального плана участка строят профиль дворовой канализации. Колодцы на профиле должны соответствовать колодцам, нанесенным на генплане.
2.4 Профиль дворовой сети канализации
Профиль дворовой сети канализации строится для участков: от выпусков из здания до точки подключения к уличному коллектору.
Начальная глубина заложения лотка трубы канализации Hmin определяется по формуле:
где — глубина промерзания грунта.
С учетом предохранения труб от механических нагрузок не должна быть меньше, чем (0,7+d).
Если это условие не выполняется, тогда принимают
0,7+d = 0,7+0,15 = 0,85 м, следовательно
Отметка лотка трубы на выходе из здания будет равна:
где — отметка земли у здания.
Отметка лотка трубы на конце участка (при входе трубы в смотровой колодец) будет равна:
- где i — уклон участка сети, принятый для выпуска; l- длина участка, м.
После смотрового колодца диаметр дворовой сети принимается не менее 150 мм. Если нет боковых подключений от других объектов, уклоны сети принимаются по таблице. Трубы соединяются по шелыге.
Отметка лотка трубы на выходе из колодца при смене диаметра на 150 или 200 мм считается с учетом разницы в диаметрах:
где (D-d) — разница диаметров, м.
Глубина заложения труб в начале hзал н и в конце hзал к определяются по формулам:
Заключение
При проектировании внутреннего водопровода и внутренней и дворовой канализации жилого дома в рамках курсовой работы были произведены следующие расчеты и получены следующие выводы:
1) Выполнен гидравлический расчет расходов холодной воды, а также определены расходы стоков на выпуске внутренней и участках дворовой канализации;
2) На основании гидравлического расчета сети внутреннего водопровода холодной воды определены экономичные диаметры трубопроводов на расчетных участках;
3) В связи с тем, что требуемый напор в наружной водопроводной сети хозяйственно-питьевого водопровода превышает гарантированного, то запроектирована система водоснабжения здания с повысительной насосной установки;
4) Счетчик холодной воды подобран в соответствии с рекомендациями СНиП: в данном случае, при проектировании используется крыльчатый счетчик;
5) При расчете дворовой канализации определены расходы сточных вод от здания, диаметры и глубина заложения трубопроводов.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/vodosnabjenie-i-vodootvedenie/
Бухаркин Е.Н. и др. Инженерные сети. Оборудование зданий и сооружений /Е.Н. Бухаркин, В.В. Кушнирюк и др.- М.: Высш. шк., 2010. — 414 с.
Кедров В.С. Санитарно-техническое оборудование зданий: учебник ля вузов /В.С. Кедров, Е.Н.Ловцов. — М.:ООО «Бастет», 2008. — 480 с.
Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.П. Павловского. — М.: Стройиздат, 2007. — 151 с.
Макотрина Л.В. Санитарно-техническое оборудование зданий. Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 290800 «Водоснабжение и водоотведение» дневной и заочной формы обучения. — Иркутск, ИрГТУ, 2011. — 59 с. (электронный вариант).
Сайриддинов С.Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: Учеб. пособие. — М.: Издательство АСВ, 2011. — 352 с.
