Гидравлический расчет внутреннего водопровода

В зависимости от принятой схемы внутреннюю хозяйственно-питьевую сеть необходимо рассчитывать на хозяйственно-питьевой расход, объединенную хозяйственно-противопожарную систему проверить, кроме этого, на случай хозяйственного водопотребления с расходом на тушение пожара.

Целью гидравлического расчета внутреннего водопровода является определения диаметров труб и требуемого напора для обеспечения непрерывного водоснабжения всех потребителей в здании.

Гидравлический расчет сети осуществляют в следующей последовательности:

- выбирают на аксонометрической схеме расчетную ветвь от ввода до наиболее высокорасположенной точки водоотбора на наиболее удаленном и наиболее нагруженном стояке;

- разбивают ветвь на расчетные участки (между двумя точками водоотбора);

- определяют количество приборов на расчетных участках N, вероятность одновременного действия приборов Р (по формуле 2), коэффициент α, расчетные секундные расходы q (по формуле 1);

- по расчетным расходам (q) и рекомендованным скоростям (v) определяют диаметры труб (d) (по приложению Л или [6]);

- определяют по формулам гидравлики или по таблицам потерь напора по длине на трение при движении воды в трубопроводе (формула 3), на местные сопротивления и в счетчике воды (по формуле 4);

- определяют требуемый напор на вводе в здание (по формуле 6);

- подбирают повысительные установки (при недостаточном напоре в городской сети водопровода) (по формуле 9).

В практике проектирования расчетные расходы воды определяют по числу установленных санитарных приборов и вероятности их действия по формуле, л/с:

q = 5q_oa, (1)

где q_о - секундный расход воды водоразборной арматурой (прибором), определенный для отдельного прибора по прил. Ж; для различных приборов, обслуживающих одинаковых водопотребителей на участке тупиковой сети – по прил. И;

a - коэффициент, определяемый по прил. К в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р.

Вероятность действия санитарно-технических приборов Р на участках сети при одинаковых водопотребителях в здании и постоянном отношении U/N определяется по формуле:

, (2)

где q_hr,u - общая норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления, л (см. прил. И);

U - количество водопотребителей (количество квартир, определяемое по плану здания, умноженное на среднюю заселенность одной квартиры, которую принимают в зависимости от района строительства здания; можно принимать 3,5; 3,6; 3,8; 4,1 чел./кв. и т.д.);

q_o - расход воды одним прибором, л/c;

N - общее количество приборов в здании, шт.

При отсутствии данных о количестве санитарно-технических приборов в зданиях значения P допускается находить по формуле (2), принимая N=U.

Далее находят значение α, которое зависит от произведения NР, где N – количество приборов, к которым вода поступает через рассматриваемый участок (см. прил. К).

Результаты расчета целесообразно записать в виде таблицы (см. табл. 1).

Таблица 1 - Расчет внутренней водопроводной сети

Номер участка	Длина участка l, м	Количество санитарных приборов N, шт	NP	a	Расчетный расход q, л/с	Диаметр d, мм	Скорость u, м/с	Удельные потери i, м	Потери напора на участке i·l, м
1-2
2-3
3-4
									Shl
Ввод									Hвв

Диаметры труб подбирают по расчетным расходам, исходя из условия, обеспечивающего движение воды с экономическими скоростями – 0,7-1,7 м/с, но не более 3 м/с. При подборе диаметров труб и расчете потерь напора на трение по длине в сети водопровода используют таблицы для гидравлического расчета пластмассовых труб (см. приложение Л) или [6].

Потери напора на расчетных участках находят как произведение удельных потерь (см. приложение Л) на длину участка l_i.

h_li.= 1000i∙ l_i/1000, м. (3)

Потери напора в водомере, м:

h_вод.= S∙q², (4)

где S - гидравлическое сопротивление счетчика (см. табл. 2), м/(м³/ч);

q - расчетный расход, который проходит через водомер (счетчик), м³/ч;

Q = 3,6∙q. (5)

Таблица 2 - Данные для подбора счетчиков воды

Диаметр условного прохода счетчика, мм	Расход воды, м3/ч	Порог чувствительности м3/ч, не более	Максимальный объем воды за сутки, м3	Гидравлическое сопротивление счетчика, м/(м3/ч)2
минимальный	эксплуатационный	максимальный
	0,03	1,2		0,015		1,11
	0,05			0,025		0,4
	0,07	2,8		0,035		0,204
	0,1			0,05		0,12
	0,16	6,4		0,08		0,039
	0,3			0,15		0,011
	1,5			0,6		0,0063
				0,7		0,002
				1,2		0,000059
				1,6		0,00001

Диаметр условного прохода счетчика определяют, исходя из расчетного расхода, который не должна превышать эксплуатационный (табл. 2).

Счетчик с принятым диаметром условного прохода проверяют на пропуск максимального (расчетного) секундного расхода воды:

а) на хозяйственно-питьевые, производственные и другие нужды (потери напора в крыльчатых счетчиках не должны превышать 5 м, турбинных – 2,5 м);

б) на внутреннее пожаротушение с учетом подачи расчетного расхода воды (потери напора в счетчике не должны превышать 10 м).

Требуемый напор на вводе в здание, обеспечивающий подачу воды потребителям, м:

H_тр = H_gеоm + Sh + H_f, (6)

где H_gеom - геометрическая высота подъема воды от поверхности земли в месте присоединения ввода к уличной магистрали до наиболее высоко расположенного водоразборного крана (условно принимаем геометрическую высоту от точки присоединения ввода к наружной сети до уровня пола первого этажа 1,5 м и высоту от уровня пола до низа душевой сетки 2,2 м), м;

H_gеom = (n_эт–1)∙ h_эт +3,7, (7)

где n_эт – количество этажей;

h_эт – высота этажа, м;

Sh - сумма потерь напора по расчетному направлению, м;

Sh = h_вв + Sh_l + h_м+ h_вод, (8)

где h_вв - потери напора на вводе (см. табл. 1), м;

Sh_l – сумма потерь напора по длине на расчетном направлении от счетчика до диктующей точки (см. табл. 1), м;

h_м - потери напора на преодоление местных сопротивлений, принимаются как 30 % от суммы потерь по длине (см. [2, п.77]), (h_м = 0,3 Sh_l);

H_f - свободный напор расчетного санитарно-технического прибора, м (см. приложение Ж);

h_вод - потери напора в счетчике, м.

Величину расчетного требуемого напора Н_тр. сравнивают с гарантийным напором в городской сети Н_гар, если Н_тр.>Н_гар,, то проектируют повысительную установку. При превышении Н_тр. по сравнению с Н_гар на величину до 3 м повторяют гидравлический расчет сети увеличивая диаметры на расчетных участках, имеющих большие значения гидравлических потерь.