Потребный напор на вводе. Тема: Проектирование хозяйственно-питьевого водопровода и канализационной сети жилого здания

Счётчики холодной воды (водомеры) устанавливают по требованиям СНиП в жилых зданиях в следующих местах:

1) домовой счетчик на вводе водопровода;

2) квартирные счетчики на ответвлениях в каждую квартиру.

Диаметр условного прохода счетчика воды следует выбирать исходя из среднечасового расхода воды за период потребления (сутки), который не должен превышать эксплуатационный, принимаемый по приложению Д, , и проверять согласно указаниям , м 3 /ч:

где - норма расхода холодной воды, л, потребителем в сутки наибольшего водопотребления; приложению Б, согласно в зависимости от благоустройства здания.

По прил. Д сопоставляя полученное q c T с эксплуатационным расходом воды, находим диаметр условного прохода счётчика 15 мм. Отметим, что диаметрам 15-40 мм соответствуют крыльчатые водомеры (марка ВК-...), а диаметрам 50 мм и более - турбинные водомеры (марка ВТ-...).

Потери давления в счетчиках h , м, при расчетном секундном расходе воды q (q tot , q c , q h ), л/с, следует определять по формуле:

где S - гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое согласно по прил. Д.

Согласно счетчик с принятым диаметром условного прохода, должен обладать сопротивлением, достаточным для работы при минимальных расходах, т.е. минимальный расход воды через счетчик не может быть меньше паспортного минимального расхода воды счетчика с принятым диаметром по прил. Д, при этом потери напора в счетчиках воды не должны превышать:

для крыльчатых водомеров 0,5 м ≤ h B ≤ 5 м

для турбинных водомеров 0,2 м ≤ h B ≤ 2,5 м

Если потери напора окажутся больше допустимых, то следует принять счетчик воды на один калибр больше, а если потери окажутся меньше допустимых, то следует принять водомер на один калибр меньше, и для новых значений вычислить потери напора.
5.2 Определение требуемого напора в сети внутреннего водопотребления

Потребный напор на вводе водопровода Н тр. , м, должен быть:

23 24
(8)

где H geom - геометрическая высота, т.е высота подачи воды от отметки грунта в колодце городского водопровода, в котором производится подсоединение трубопровода внутреннего водопровода здания, до отметки диктующего водоразборного прибора;

ΣH i - суммарные потери напора во внутреннем водопроводе В1, принимают по таблице гидравлического расчёта, м;

h дом.вод - потери напора на домовом водомере, м;

h кв.вод - потери напора на квартирном водомере, м;

H f - свободный напор для водоразборного устройства (для умывальника со смесителем или водоразборным краном 2 м; раковины или мойки с водоразборным краном со смесителем – 2 м; ванны со смесителем (в том числе с общим для ванны и умывальника) – 3 м; смывного бачка к унитазу – 2 м; смывного крана к унитазу – 4 м.) .

Геометрическая высота определяется по формуле:

H geom = h эт (n-1)+ h пр + (z 1 – z 2), (9)

где h эт – высота этажа здания, м;

n – число этажей в здании;

h пр – высота водоразборной арматуры диктующего прибора над полом, м 2 .

Z 1 – отметка 1-го этажа здания, м;

Z 2 – отметка грунта в колодце городского водопровода, м.

Полученное значение Н тр сравним его с наименьшим гарантированным напором в наружной сети водопровода H g , м. В случае, когда H g меньше, чем H тр, то вода не сможет поступать за счёт напора в наружной сети В1 на верхние этажи здания. Следовательно, нужен насос для подкачки воды.

Напор для системы холодного водоснабжения H p , м, развиваемый повысительной насосной установкой, следует определять с учетом наименьшего гарантированного напора в наружной водопроводной сети по формуле:

H р = H тр - H g (10)

где Н g – наименьший гарантированный напор в наружной водопроводной сети, м, принимается по заданию.
5.3 Подбор насосов

Проектирование насосных установок осуществляют в соответствии с .

Повысительный насос подбирается по максимальному секундному расходу воды q н (производительность насоса, равная расчетному расходу воды на вводе В1) и требуемому напору насоса H p (см. раздел 6.2).

По найденным величинам q н , м 3 /ч и H р, м, по технически характеристикам насосов по каталогам и справочникам подбирают насос.

К
23
оличество насосов в насосной установке должно быть не менее двух: один рабочий и другой резервный. Эти требования изложены в . Схема обвязки насосов см. рис.6 .

Р
25 26
ис. 6 - Обвязка насосов

Подбором водомеров и насосов заканчивается расчётная часть по водопроводу.
6. СОСТАВЛЕНИЕ СПЕЦИФИКАЦИИ НА ВОДОПРОВОД
Спецификация оборудования системы водопровода В1 - это таблица, содержащая перечень трубопроводов, оборудования, изделий и деталей В1 для всего здания. Размеры спецификации принимают стандартные по ГОСТ 21.101-97. Пример спецификации для внутреннего водопровода здания показан в прил. Е.

В первом столбце указывают марку или позицию трубы, оборудования. Во втором столбце «Обозначение» вписывают ссылку на ГОСТ, каталог, предприятие-изготовитель. В столбце «Наименование» пишут название изделия, оборудования или прибора, затем - его марку или характеристику. В столбце «Кол.» указывают количество поштучно или в метрах, причём количество в метрах (обычно для труб) дополнительно оговаривают в примечании (последний столбец). В столбце «Масса ед., кг» указывают массу одного изделия (если количество поштучно) или 1 погонного метра трубы (если их количество дано в метрах). Сведения по массе принимают по справочникам и каталогам изделий и оборудования. Массу погонного метра стальных водопроводных труб можно выписать из соответствующего ГОСТа.
7. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПО КАНАЛИЗАЦИИ

На планах этажей и подвала наносят канализационные стояки и отводные трубопроводы, пронумеровывают стояки и указывают диаметр, уклон и длину на всех участках трубопроводов, рис. 7.

Рис. 7 - План этажа с нанесением системы К1

Р
27 28
ис. 8 - План подвала с К1

На плане подвала (рис. 8) показывают горизонтальные трубопроводы (выпуски), соединяющие ряд стояков с колодцем внутриквартальной канализации, показывают на этих участках необходимые прочистки, диаметры и уклоны.

На генплане участка наносят внутриквартальную канализационную сеть, дают ее привязку, пронумеровывают колодцы, указывают их диаметр, уклон, и длины на всех интервалах (см. рис. 3).

Вычерчивают на листе в масштабе 1:100 аксонометрическую схему по одному из канализационных выпусков и по всем присоединенным к нему стоякам и отводным трубопроводам от санитарных приборов. На каждом трубопроводе указывают диаметр, уклон, длину (рис. 9).

Вычерчивают продольный профиль внутриквартальной канализации. Указывают на профиле отметки земли лотков труб, расстояние между колодцами и их глубину (рис. 10).

В пояснительной записке дают описание системы, расчетные формулы, проводят проверку пропускной способности одного из наиболее загруженного выпуска и последнего интервала внутриквартальной сети.
8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ ЗДАНИЯ
8.1. Выбор системы и разработка схемы канализации

Системы внутренней канализации для рассматриваемого здания выбирают согласно положений . В курсовой работе необходимо запроектировать бытовую канализацию К1 и систему внутренних водостоков К2 (в случае, если здание высотой более 5 этажей).
8.2 Разработка системы канализации К1

Система внутренней канализации здания включает в себя следующие элементы: приемники сточных вод, гидравлические

Рис. 9 - Аксонометрическая схема системы К1

затворы, внутреннюю канализационную сеть, монтируемую из фасонных раструбных соединительных деталей и труб.

Выбор материала труб для систем канализации производится согласно . В курсовой работе принимаются чугунные канализационные трубы по ГОСТ 6942-98.

У
29 30
частки канализационной сети следует прокладывать прямолинейно стремясь к более коротким участкам, с установкой прочисток на местах поворотов и в начальных точках трубопроводов. Для присоединения к стояку отводных трубопроводов, располагаемых под потолком, в подвалах и технических подпольях, следует предусматривать косые крестовины и тройники.

Устройство отступов на канализационных стояках не допускается, если ниже отступов присоединены санитарные приборы.

Двухстороннее присоединение отводных труб с ванн к стояку на одной отметке допускается только с применением косых крестовин.

Присоединение санитарных приборов, расположенных в разных квартирах на одном этаже, к одному отводному трубопроводу не допускается.

Санитарные приборы присоединяются при помощи гидравлических затворов (сифонов). Отводные канализационные трубы прокладываются к стоякам над полом.

Отводные трубопроводы от небольшого количества приборов при малых расходах сточных вод обычно относят к категории безрасчетных и их диаметры назначаются в зависимости от диаметра наибольшего выпуска присоединенных приборов.

Квартирные отводящие трубы задают конструктивно (без расчёта) диаметром - 100 мм от унитазов с уклоном 0,02 и диаметром - 50 мм от моек, умывальников и ванн с уклоном 0,03 .

Канализационные стояки – вертикальные трубопроводы размещают вблизи приемников сточных вод (санитарных приборов). Если применяют сантехкабины, то стояки размещают в монтажных шахтах на одной оси с унитазом. Длина отводных труб должна быть минимальной. Канализационные трубы и стояки не следует размещать у наружных стен и в жилых помещениях. На всех планах, разрезах схемах стояки и приемники сточных вод должны иметь обозначения. Например: Ст. К 1-1 стояк хозяйственно-бытовой канализации. Ст. К 2-1 стояк водостока.

Все стояки должны иметь вытяжную часть, возвышаемую над кровлей; при плоской неэксплуатируемой кровле на 0,3 м, скатной кровли на 0,5 м и при эксплуатируемой кровле на 3 м .

Диаметр вытяжной части стояка принимают равным диаметру стояка .

При постановке вакуумных клапанов выводить стояк над кровлей не нужно (в нашем случае такой клапан не применён).

На стояках на верхнем и первом этажах, и по высоте не реже чем через три этажа устанавливают ревизии. Нижняя часть стояка должна иметь жесткое основание.

Диаметр канализационного стояка надлежит принимать в зависимости от величины расчетного расхода сточной жидкости, наибольшего диаметра поэтажного отвода трубопровода и угла его присоединения к стояку по табл. 2.

Таблица 2 - Определение пропускной способности канализационного стояка

Особенность монтажа канализации состоит в том, что её собирают с раструбными соединениями, а повороты труб и боковые присоединения устраивают с помощью фасонных деталей.
8.3. Канализационные выпуски

О
31 32
ни служат для сбора сточных вод от стояков и отвода их за пределы здания к дворовой канализационной сети. В месте присоединения выпуска к дворовой сети устанавливают смотровой колодец.

В жилых домах проектируют, как правило, один канализационный выпуск на секцию.

Длина выпуска от стояка или прочистки перед наружной стеной здания до оси ближайшего смотрового колодца дворовой канализации должна быть не менее 3 м, но не более 8 м при диаметре выпуска 50 мм, 12 м при диаметре 100 мм и 15 м при диаметре 150 мм.

Несколько стояков внутри здания можно объединять отводными трубопроводами и присоединять их к одному выпуску. В пределах здания отводные трубы от канализационных стояков и выпуска могут быть проложены по стенам подвала под его потолком, на кирпичных столбиках над полом подвала или при необходимости под полом подвала в каналах или грунте.

На трубопроводах внутренней канализации следует предусматривать установку ревизии или прочисток :

На стояках при отсутствии на них отступов – в нижнем и верхнем этажах, а при наличии отступов – также и в вышерасположенных этажах над отступами;

В жилых зданиях высотой 5 этажей и более – не реже, чем через три этажа – на поворотах сети – при изменении направления движения сточных вод, если участки трубопроводов не могут быть прочищены через другие участки;

На горизонтальных участках сети канализации наибольшие допускаемые расстояния между приборами для прочисток надлежит принимать: при Д=50 мм прочистки через 8 м, а ревизии через 12 м; при Д=100 мм и 150 мм прочистки через 10 м, а ревизии через 15 м.

Диаметр выпуска следует определять расчетом, но он должен быть не менее диаметра наибольшего из стояков, присоединяемых к данному выпуску.

Выпуски следует присоединять к дворовой сети под углом не менее 90 0 по ходу движения воды. Выпуски прокладывают перпендикулярно наружным стенам по кратчайшему расстоянию к дворовой сети. Не рекомендуется направлять выпуски в сторону главного фасада здания. При пересечении выпуском стен подвала или фундаментов здания необходимо предусмотреть мероприятия, аналогичные устройству водопроводного ввода.
8.4. Расчет канализационных трубопроводов

Трубопроводы внутренней канализации рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода сточных вод q s , л/с, который при общем максимальном секундном расходе воды q tot p£8л/с в сетях холодного и горячего водоснабжения, обслуживающих группу приборов, определяют по формуле

q s =q tot p + q s 0 (11)

где q tot p – расчетный расход воды из водопровода на данном расчетном участке, л/с;

q s 0 – наибольший нормативный расход сточных вод от приемника с максимальным водоотведением (для жилых зданий расход от смывного бачка унитаза равен 1,6 л/с .

Расчет канализационных трубопроводов следует производить по прил. Ж, назначая скорость движения жидкости V , м/с, и наполнение таким образом, чтобы было выполнено условие:

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

К = 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
33 34
тех случаях, когда выполнить указанное условие не представляется возможным из-за недостаточной величины расхода бытовых сточных вод, безрасчетные участки трубопроводов диаметром 50, 100, 150 мм прокладывают соответственно с уклоном 0,03; 0,02; 0,02.

Наибольший уклон трубопроводов не должен превышать i=0.15.

После построения и расчета аксонометрической схемы К1 составляют спецификацию оборудования системы внутренней канализации, которая составляется по той же форме, что и спецификация системы В1.

Напор в системе холодного водоснабжения определяем по формуле:

где – геометрическая высота подъема воды, определяемая как разница отметок расчетного прибора и земли в месте ввода, м;

- сумма потерь напора по длине и на местные сопротивления, м;

- свободный напор расчетного прибора, м.

= 15,93м;

= *S=(0,86*3,6*1,3=12,46м;

По зданию гарантированный напор на вводе в здание 22 м:

32,35 м >22,0 м

Гарантированный напор в сети городского водопровода меньше требуемого, поэтому требуется проектирование повысительной насосной установки.

2.5. Расчет насосной установки

Насос рассчитывается на создание недостающего напора:

С учетом потерь напора в насосной станции, равных 2 м,

Требуемая мощность насоса определяется по формуле:

Принимаем к установке насос WiloPB-400EA с производительностью =4,7 м 3 /ч и с напором Н=20 м, используем двигатель мощностью 0,6 кВт, N=2900 об/мин, полный вес 7,2 кг. Устанавливаем 2 насоса: 1 рабочих, 1 резервный.

3. Расчет внутренней канализации.

3.1. Расчет канализационных стояков

Таблица 2. Определение расчетного расхода для стояков СТК1-1,2.

Проверяем пропускную способность стояка.

Принимаем:

Угол присоединения к поэтажному отводу

Таблица 3. Расчет канализационных стояков.

3.2. Расчет выпусков.

Определение расчетных расходов выпусков к стоякам СТК1-1, СТК1-2,(т.к. он равен расходу стояка:

По таблицам Лукиных определяем:

Таблица 4. Расчет выпусков.

Расчет канализационных трубопроводов следует производить, таким образом, чтобы было выполнено условие:

4. Гидравлический расчет дворовой канализации

Заглубление первого колодца:

0,3=1,35-0,3=1,05м,

где - глубина промерзания.

Соединение с городской канализацией производим по шелыгам. Сеть дворовой канализации проектируем в сторону двора. Минимальное расстояние от стен до оси трубопровода 3 м для сухих грунтов, 5 м- для мокрых. На выпусках устанавливаем смотровые колодцы, на повороте- поворотный. У красной линии на расстоянии 1-1,5м в сторону двора устанавливаем контрольный колодец. Диаметр всех колодцев 1м. сеть прокладываем с минимальным уклоном, в контрольном колодце устраиваем перепад, а подключение в городском колодце осуществляется по шелыгам.

5. Спецификация внутреннего водопровода и внутренней канализации

Таблица 1.1.

Ведомость расчета внутренней водопроводной сети

1.4. Подбор счетчика расхода воды.

Для учета количества воды подаваемой в здание, на каждом вводе устанавливается счетчик. Подбор счетчиков воды производится в соответствии с указанием пункта 2 /1/, исходя из среднечасового расхода воды за период потребления (сутки, смена). Счетчики подбираются так, чтобы потери напора в них не превышали: в крыльчатых 5м, и в турбинных 2,5м. Потери напора в счетчике определяется по формуле:

где S – гидравличекое сопротивление счетчика, принимаемое по таблице 4 /1/ ;

q – расчетный расход воды на вводе в здание

м £ 5м

Принимаем крыльчатый счетчик калибром 40мм.

1.5. Определение требуемого напора на вводе в здание

Требуемый напор на вводе в здание НТ определяется по формуле:

где Нgeom – геометрическая высота подъема воды, определяемая как разница отметок расчетного прибора и земли в месте ввода, м

Нl,tot – сумма потерь на участке сети до счетчика, м. Определяется из графы 14 таблицы 1.1.

Нf – свободный напор расчетного прибора, определяется по приложению 2 /1/.

Так как НT < НГ, НT = 21,46, НГ = 37м, то установки для повышения напора воды не требуется.

2. Горячее водоснабжение.

2.1. Система и схема горячего водоснабжения.

Централизованное горячее водоснабжение здания проектируется с приготовлением горячей воды в скоростном секционном водонагревателе, с подогреванием её сетевой водой от системы теплофикации. Чтобы вода не остывала в трубах при недостаточном разборе, предусматривается укладка циркуляционного трубопровода. Циркуляция воды в трубах осуществляется при помощи насоса. Разводящая магистраль горячей воды и горизонтальные участки циркуляционного трубопровода прокладываются рядом с магистральным трубопроводом, под потолком подвала с уклоном 0,002 в сторону теплового пункта.

Аксонометрическая схема горячего водоснабжения приведена на рисунке 2.1.

2.2. Расчёт системы горячего водоснабжения.

Распределительная сеть горячего водопровода рассчитывается в соответствии с пунктом 3/1/.

Потери напора определяются по формуле:

, м (2.1.)

где i – удельное сопротивление, определяется по /2/;

KL – коэффициент, принимается для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов равным 0,2;

l – длина расчетного участка.

Гидравлический расчет сети горячего водоснабжения приведен в таблице 2.1.

2.2.1. Подбор водонагревателя.

Согласно п.3.13 /1/ определяется тепловой поток на нужды горячего водоснабжения.

В течении максимального часа:

где – максимальный часовой расход, м3/ч;

, м3/ч (2.3)

– максимальный часовой расход одним прибором, по приложению 3 /1/, л/ч;

αhr – коэффициент, определяется по приложению 4/1/, в зависимости от числа приборов и вероятности их действия;

Вероятность действия определяется по формуле:

(2.4.)

tе – температура холодной воды, tе = +5 0С;

1,2 – потери тепла подающими и циркуляционными трубами;

Определяем необходимую поверхность нагрева змеевиков водонагревателя:

, м2; (2.5.)

где k – коэффициент теплоотдачи, равный 1200 ;

Таблица 2.1.

Ведомость расчета сети горячего водоснабжения

m - коэффициент снижения теплопередачи через теплообменную поверхность из-за отложений на стенках, m = 0,7;

Δt – средний температурный напор, который определяется по формуле:

(2.6.)

;

, м2

По приложению 8 /4/ принимаем скоростной трех секционный водонагреватель 12 ОСТ:

· Площадь поверхности нагрева секции равна 12м;

· Наружный диаметр корпуса равен 219мм;

· Длина трубок составляет 4000мм;

· Число трубок равно 64;

· Масса одной секции 322кг;

Определяем потери в водонагревателе:

, м (2.7.)

где n – коэффициент, учитывающий зарастание, принимается равным 4;

m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции, m = 0,75 при L = 4м;

v – скорость движения воды в трубах водонагревателя, без учёта их зарастания, определяется по формуле:

qh – расчётный расход воды через водонагреватель;

ωобщ – общая площадь поперечного сечения нагревательных трубок Ǿ16 мм, определяется по формуле:

(2.9.)

n – число трубок водонагревателя;

, м2

nв – число секций водонагревателя, определяется по формуле:

F – необходимая поверхность нагрева змеевиков;

f – площадь поверхности нагрева одной секции водонагревателя;

, шт;

,м/с;

Требуемый напор на вводе в здание.

Напор в системе холодного водоснабжения определяем по формуле:

где – геометрическая высота подъема воды, определяемая как разница отметок расчетного прибора и земли в месте ввода, м;

- сумма потерь напора по длине и на местные сопротивления, м;

- свободный напор расчетного прибора, м.

= 15,93м;

= *S=(0,86*3,6*1,3=12,46м;

По зданию гарантированный напор на вводе в здание 22 м:

32,35 м >22,0 м

Гарантированный напор в сети городского водопровода меньше требуемого, поэтому требуется проектирование повысительной насосной установки.

2.5. Расчет насосной установки

Насос рассчитывается на создание недостающего напора:

С учетом потерь напора в насосной станции, равных 2 м,

Требуемая мощность насоса определяется по формуле:

Принимаем к установке насос WiloPB-400EA с производительностью =4,7 м 3 /ч и с напором Н=20 м, используем двигатель мощностью 0,6 кВт, N=2900 об/мин, полный вес 7,2 кг. Устанавливаем 2 насоса: 1 рабочих, 1 резервный.

3. Расчет внутренней канализации.

3.1. Расчет канализационных стояков

Таблица 2. Определение расчетного расхода для стояков СТК1-1,2.

Проверяем пропускную способность стояка.

Принимаем:

Угол присоединения к поэтажному отводу

Таблица 3. Расчет канализационных стояков.

3.2. Расчет выпусков.

Определение расчетных расходов выпусков к стоякам СТК1-1, СТК1-2,(т.к. он равен расходу стояка:

По таблицам Лукиных определяем:

Таблица 4. Расчет выпусков.

Расчет канализационных трубопроводов следует производить, таким образом, чтобы было выполнено условие:

4. Гидравлический расчет дворовой канализации

Заглубление первого колодца:

0,3=1,35-0,3=1,05м,

где - глубина промерзания.

Соединение с городской канализацией производим по шелыгам. Сеть дворовой канализации проектируем в сторону двора. Минимальное расстояние от стен до оси трубопровода 3 м для сухих грунтов, 5 м- для мокрых. На выпусках устанавливаем смотровые колодцы, на повороте- поворотный. У красной линии на расстоянии 1-1,5м в сторону двора устанавливаем контрольный колодец. Диаметр всех колодцев 1м. сеть прокладываем с минимальным уклоном, в контрольном колодце устраиваем перепад, а подключение в городском колодце осуществляется по шелыгам.

5. Спецификация внутреннего водопровода и внутренней канализации