Билет №11. Гидравлический расчет водопроводной сети: методика, примеры и таблица расчета

Гидравлический расчет водопроводной сети: методика, примеры и таблица расчета

Гидравлический расчет водопроводной сети может производиться в двух вариантах: проектном и поверочном. Цель гидравлического расчета системы водоснабжения здания на проектно-конструкторском этапе состоит в определении оптимальных сечений разводящих внутренних трубопроводов, расчете необходимого расхода и давления воды на входе в систему и расчетном обосновании нормативных показателей водопотребления на наиболее удаленных водоразборных узлах сети.

Методика гидравлического расчета предусматривает несколько этапов.

1. Строится аксонометрический план водопроводной системы дома с поэтажной разводкой системы водоснабжения ко всем водоразборным узлам (санитарно-техническим устройствам) здания, включая системы технического и противопожарного обеспечения.

2. На аксонометрической схеме определяются длины прямолинейных расчетных участков одного диаметра. Деление системы на участки при гидравлическом расчете водоснабжения следует производить, начиная с диктующего (самого удаленного и высоко расположенного) узла водоразбора.

3. Определяются условные расходы воды для каждого участка, исходя из количества водоразборной арматуры, включенной в ветвь сети. Количество узлов водопотребления определяется по проектной схеме.

4. По нормативной скорости потока V_н от 0,7 до 1,5 м/с вычисляются допустимые диаметры участков водопроводной сети. На основании полученных результатов составляется сводная таблица гидравлического расчета водопроводных труб. Расчеты диаметров производятся по методическим рекомендациям СНиП. Расход воды на каждом из участков определяется по формуле:

q = 5 q_o a,

где q_o – максимальный расход водоразборных устройств, л/с;

а=PN - коэффициент, определяемый произведением вероятности одновременного включения водоразборных приборов системы водоснабжения (Р) на количество приборов на данном участке (N).

5. Определяются потери напора на участках трубопровода по формуле:

,

где i – гидравлический уклон участка;

l – длина участка;

k_l – коэффициент, значение которого зависит от назначения сети. При гидравлическом расчете системы водоснабжения хозяйственно - питьевых сетей жилых и общественных зданий k_l = 0,3.

В случае секционного объединения стояков узловые потери напора при гидравлическом расчете внутреннего водопровода следует определять по формуле:

где f – коэффициент, величина которого зависит от вида водоразбора (для сетей хозяйственного водопользования f = 0,5; для систем противопожарного водопровода f = 0,3);

m – число стояков в водопроводной сети.

6. По таблицам гидравлического расчета водопроводных труб находятся общие потери напора в сети. Данные, полученные для каждого выделенного участка, суммируются и дают искомый результат:

Н_общ = Н₁ + Н₂ + …+ Н_n ,

на основание которого и определяется величина требуемого напора на входе водопроводной системы здания. Сравнение Н_тр с напором, поставляемым магистральными водоподводящими сетями, позволяет сделать вывод о необходимости установки дополнительного насосного оборудования. Порядок гидравлического расчета горячего водоснабжения соответствует приведенной выше методике.

2. Наиболее распространенная система отопления, применяемая в современных жилых, общественных и промышленных зданиях.
При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается к теплоисточнику для последующего нагревания. Система отопления состоит из теплового пункта, магистралей, отдельных стояков и ветвей с приборными узлами.

Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы:

с естественной циркуляцией (гравитационные)

с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насоса (насосные).

В гравитационной (лат. gravitas - тяжесть) системе используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитационного поля Земли возникает естественное движение воды.

По расположению магистралей:

с верхней разводкой при прокладке подающей магистрали выше отопительных приборов;

с нижней разводкой при расположении подающей и обратной магистралей ниже приборов;

с "опрокинутой" циркуляцией воды при прокладке обратной магистрали выше приборов.

По направлению движения воды в подающей и обратной магистралях:

с тупиковым (встречным) движением воды в магистралях;

с попутным (в одном направлении) движением воды в магистралях.

По температуре теплоносителя различаются системы:

низкотемпературные с предельной температурой горячей воды t_г<70 °C;

среднетемпературные при t_г от 70 до 100 °С;

высокотемпературные при t_г>100 °C.

Максимальное значение температуры воды ограничено в настоящее время 150°С.

По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонтали, системы делятся на:

вертикальные;

горизонтальные.

В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают:

однотрубные с последовательным соединением приборов;

двухтрубные с параллельным соединением приборов;

бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых половин.

Для правильной эксплуатации системы водяного отопления важно, чтобы из неё был удалён воздух. С этой целью, а также для полного опорожнения системы все трубопроводыпрокладываются вертикально или с уклоном, причём в верхней точке системы делаются специальные устройства - воздухоотводчики.

3.Добавочные потери тепла, вызываемые различными факторами, при определении потерь тепла в помещениях.

К ним относятся; ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкций (щели в притворах окон, дверей и т. п.).
Перечисленные факторы, кроме инфильтрации, учитываются добавками, исчисляемыми в процентах к исконным потерям тепла, рассчитанным по формуле, в следующих размерах.
На ориентацию по отношению к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис.

На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор, увеличивающий потери тепла через вертикальные ограждении (наружные степы, двери и окна), учитывается по общественным зданиям и по вспомогательным помещениям производственных зданий в размере 6% основных теплопотерь (в угловых помещениях жилых и подобных зданий повышают расчетную температуру внутреннего воздуха на Т и добавку не вводят).

На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно открывающиеся двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, в 9-этажных зданиях добавки принимаются в определенном размере.Для главных входов общественных зданий (включая гостиницы и общежития) эта добавка принимается в 500% к основным потерям через входные двери.

На высоту помещений. При высоте помещений больше 4м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4м, но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях, где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше, чем в помещениях общественных зданий, указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.

На инфильтрацию наружного воздуха. Причинами инфильтрации воздуха через ограждения являются тепловое давление, возникающее вследствие разности плотности холодного наружного и теплого внутреннего воздуха, и ветровое давление, создающееся в результате перехода у стен здания динамического давления ветра в статическое. Наибольшая разность давления воздуха почти всегда оказывается в нижней части наветренной стороны здания. Наименьшая разность давления характерна для верхней части здания. В помещениях здания по высоте его условия могут быть и такими, при которых давление в верхней части превысит давление снаружи, вследствие чего будет происходить эксфильтрация воздуха. Затраты тепла на нагревание воздуха, инфильтрующегося в помещения жилых, общественных, а также в помещения вспомогательных зданий промышленных предприятий, определяются расчетом по методике, приведенной в СНиП 11-33-75. Затраты тепла на нагревание воздуха, поступающего путем инфильтрации в производственные помещения промышленных предприятий, подсчитывают, руководствуясь ведомственными нормативными документами и нормами технологического проектирования, утвержденными в установленном порядке; при отсутствии необходимых данных добавочные потери тепла на инфильтрацию наружного воздуха допускается учитывать в размере 30% основных потерь тепла зданиями и отдельными помещениями. Количество тепла, необходимое для нагревания наружного воздуха, поступающего в леи лыс комнаты жилых зданий и в основные помещения общественных зданий вследствие, вытяжки, не компенсируемой нагретым приточным воздухом в размере нормативного воздуха. При определении расчетных потерь тепла помещениями жилых зданий из суммы основных и дополнительных потерь тепла этими помещениями следует вычитать бытовые тепловыделения.