Гидравлический расчет внутреннего водопровода

Основным назначением гидравлического расчета водопроводной сети является определение наиболее экономичных диаметров трубопровода для пропуска расчетных расходов воды, а также условий, обеспечивающих подачу воды ко всем потребителям в необходимом количестве и с наименьшими потерями напора. Расчет выполняют в следующей последовательности:

1) Подсчитывается жилая площадь всего дома

F_жил =F_эт·n,

где F_эт – сумма площадей жилых комнат одного этажа (подсчитывается по плану типового этажа);

n – количество этажей.

2) Количество людей, проживающих в данном доме,

U= F_жил /f,

где U – количество человек;

f – санитарная норма площади на одного человека, f=12 м²

3) Определяется количество санитарно-технических приборов в доме, (по плану типового этажа).

4) Подсчитывается вероятность одновременного открытия приборов в доме по формуле

где Q_ч – норма водопотребления холодной воды в часы наибольшего потребления, берется по СНиП в зависимости от способа приготовления горячей воды (таблица 3 приложения),

q₀ – удельный расход воды водоразборных устройств, (таблица 3 приложения).

4) Далее расчет ведется по участкам. Для каждого участка вычисляются расчетные расходы на участках по формуле

Q=5 q₀  α,

где α – безразмерная величина, берется по таблице 1 приложения в зависимости от произведения РN

5) Назначая скорость 1м/с (по данным проектных организаций скорости воды во внутреннем водопроводе в пределах 0,9-1,2 м/с), определяется диаметр трубы по формуле

d= ,

согласно сортаменту труб принимается стандартный диаметр.

6) По таблице 2 приложения в зависимости от значения стандартного диаметра и расхода воды на участке уточняются скорость и уклон

7) Определяются потери напора по длине рассматриваемого участка по зависимости     

h=il,

где l - длина участка.

Расчет для исходных данных приведен ниже

1) F_жил =117,2·3=351,6 м²  (с плана типового этажа)

2) U=351,6/12=29 человек

3) N=24 (с плана типового этажа)

    4) P=10,5·29/3600·0,3·24=0,01

Т.к. способ приготовления горячей воды задан газовый, принимаем

q₀ =0,3л/с, Q_ч =10,5л/ч. Далее проводим гидравлический расчет трубопровода по участкам, показанным на аксонометрической схеме (рисунок 1.3),

 

 

В1

Рисунок 1.1. План типового этажа, М 1:100

В1

Рисунок 1.2. План подвала, М 1:100

Рисунок 1.3. Аксонометрическая схема внутреннего водопровода, М1:100

 

Участок 1-2

N=4

PN=0,01·4=0,04

α=0,256

Q=5 q₀ ·α=5·0,3·0,256=0,384 л/с

d= = = =0,022 м

Принимаем d=20мм, тогда

V= ·8,4+0,93=1,190 м/с

1000i= ·8,4+153=245,4

Потери напора по длине участка:

h_1-2 =i·l=0,245·3=0,735 м

Участок 2-3

N=8

PN=0,01·8=0,08

α=0,318

Q=5 q₀ ·α=5·0,3·0,318=0,477 л/с

d= = = =0,0246 м

Принимаем d=25мм, тогда

V= ·7,7+0,75=0,896 м/с

1000i= ·7,7+74,8=104,21

Потери напора по длине участка:

h_2-3 =i·l=0,104·3=0,312 м

Участок 3-4

N=12

PN=0,01·12=0,12

α=0,367

Q=5 q₀ ·α=5·0,3·0,367=0,551 л/с

d= = = =0,0264 м

Принимаем d=25мм, тогда

V= ·5,1+0,94=1,037 м/с

1000i= ·5,1+113=136,46

Потери напора по длине участка:

h_3-4 =i·l=0,136·6,8=0,925 м

Участок 4-вв

N=24

PN=0,01·24=0,24

α=0,485

Q=5 q₀ ·α=5·0,3·0,485=0,726 л/с

d= = = =0,304 м

Принимаем d=32мм, тогда

V= ·2,6+0,73=0,759 м/с

1000i= ·2,6+49,5=53,1

Потери напора по длине участка:

h_4-вв =i·l=0,0531·24,1=1,28 м

Участок ввод

N=24

PN=0,01·24=0,24

α=0,485

Q=5 q₀ ·α=5·0,3·0,485=0,726 л/с

Принимаем диаметр трубы на один больше предыдущего участка d=40мм. тогда

V= ·2,6+0,56=0,759 м/с

1000i= ·2,6+24,6=26,4

Определяем потери напора по длине участка:

h_вв=i·l=0,026·20=0,52 м

Таким образом, для устройства ввода применяются стальные трубы с противокоррозийной битумной изоляцией диаметром 40 мм.

Расчет сводим в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2 – Гидравлический расчет внутреннего водопровода

 

№ уч-ка	Кол-во водоразборных приборов, N	РN	α	Расчетный расход на уч-кеQ, л/с	Диаметр трубопровода d, мм	Длина расчетного уч-ка l, м	Скорость движводыv, м/с	Уклон    i	Потеринапора по длине hi , м
1-2	4	0,04	0,256	0,384	20	3	1,190	0,245	0,735
2-3	8	0,08	0,318	0,477	25	3	0,896	0,104	0,312
3-4	12	0,12	0,367	0,551	25	6,8	1,037	0,136	0,925
4-вв	24	0,24	0,485	0,726	32	3,8	0,759	0,0531	1,28
									∑h1= 3,252
ввод	24	0,24	0,485	0,726	40	20	0,581	0,026	0,52

Вычисляется величина общего напора, требуемого для внутреннего водопровода с учетом геометрической высоты подачи воды до диктующего водоразборного устройства согласно формуле:

H_св =H_г +∑ h+ h₀

где H_г - геометрическая высота подачи воды от поверхности земли до самой высокой водоразборной точки:

H_г= h_пл+(п-1) h_эт+ h_пр

h_пл - планировочная высота (превышение пола первого этажа над поверхностью земли);

п - количество этажей;

h_эт - высота этажа;

h_пр - высота расположения диктующего прибора над полом;

∑ h - потери напора в сети, это сумма местных потерь напора, потерь по длине, потерь на вводе, потерь в водомерном узле:

                         ∑ h= ∑h₁ + h_м + h_вв +h_вод

где ∑h₁ – сумма потерь напора по длине расчетных участков (в таблице гидравлического расчета);

h_м – местные потери напора, принимаются в размере 30% от потерь напора по длине, h_м=0,3 ∑h₁;

h_вв – потери напора на вводе, h_вв=il_вв (в таблице гидравлического расчета);

h_вод – потери в водомерном узле, находятся по формуле

h_вод=SQ²

где S – гидравлическое сопротивление водомера, выбирается из таблицы в зависимости от калибра водомера (таблица 5 приложения);

Q – расчетный (максимальный) расход воды в здании, л/с. При этом расчетный расход не должен превышать максимального кратковременного расхода для данного калибра водомера (таблица 4 приложения). Потери напора в водомерах, учитывающих расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, не должны превышать допустимых величин: для крыльчатых водомеров – 2,5 м, для турбинных - 1м;

h₀ – свободный напор у прибора, зависит от вида прибора. Максимальный свободный напор для унитаза со смывным бачком принимается h₀=5м.

Для рассматриваемого случая, подсчитывается геометрическая высота подачи воды от поверхности земли до самой высокой водоразборной точки:

H_г =h_пл+(n-1)h_эт+h_пр = 0,8+2·3+0,3=7,1м

Для определения потерь напора в сети, из таблицы гидравлического расчета выписываются ∑h₁= 3,252м и h_вв= 0,52м, тогда местные потери h_м=0,3∑h₁= 0,3·3,252=0,9765м. По значению расхода Q= 0,726л/с подбираем водомер (таблица 4 приложения). Подошел водомер ВК30 (крыльчатый, калибр 30), для него сопротивление S= 1,3 (таблица 5 приложения). Тогда потери в водомере h_вод=SQ²= 1,3·(0,726)²=0,6852м, что удовлетворяет условию 0,5м< h_вод =0,6852м<2,5м, это означает, что водомер подобран верно.Необходимо отметить, что крыльчатые водомеры устанавливают только на горизонтальных участках трубопроводов с резьбовыми соединениями.

Тогда Σ h=h₁ +h_м +h_вв +h_вод= 3,252+0,9765+0,6852+0,52=5,4м.

 Подсчитывается напор, требуемый для нормальной работы внутреннего водопровода

H_св= H_г +Σ h+h₀= 7,1+5,4+5=17,5м.

 

Переходим к проектированию внутренней канализации здания. Канализационный выпуск из дома необходимо запроектировать в сторону фасада здания для подключения к внутриквартальной канализационной сети.