Расчет и Проектирование внутренного

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ

 

Методические указания по выполнению расчетно-графической работы

 

Лесниково

2018

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Курганская государственная

сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева»

 

 

А.Г. Шарипов

 

 

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ

Методические указания по выполнению расчетно-графической работы

 

 

Лесниково

2018

УДК 628.1 (07)

Ш 25

Шарипов А.Г. ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ:Методические указания по выполнению расчетно-графической работы. – Лесниково: Изд-во Курганской ГСХА, 2018.- 92 с.

        

Рецензент: кандидат архитектуры, доцент Пунгин В.Л.

 

 

Методические указания составлены на основании рабочей программы дисциплины «Водоснабжение и водоотведение» для бакалавров направления подготовки 08.03.01 Строительство. В указании изложены методы проектирования и расчета внутренних водопроводных и водоотводящих сетей зданий, дворовой канализации, а также приведен необходимый справочный материал для выполнения расчетно-графической работы.

Методические указания обсуждены и одобрены на заседание кафедры эксплуатации и ремонта машин(протокол № 5 от 10 января 2018 г.), рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией факультета промышленного и гражданского строительства (протокол № 3 от 12 февраля 2018 г.).

 

 

© ФГБОУ ВО «Курганская ГСХА», 2018

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ	3
1 СОСТАВ И ОБЪЕМ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ	5
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТВНУТРЕННОГО ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА	7
2.1 Выбор системы и схемы водопровода	7
2.2 Водопроводный ввод и водомерный узел	10
2.3 Аксонометрическая схема внутреннего водопровода	13
2.4 Гидравлический расчет внутреннего водопровода	18
2.5 Определение требуемого напора в сети внутреннего водопровода	23
2.6 Подбор повысительных насосных установок	27
3.7 Особенности модернизации схемы внутреннего водопровода при установке индивидуальных водомеров	28
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ	30
3.1 Проектирование системы внутренней канализации здания	31
3.2 Расчет внутренней канализационной сети	38
3.3 Внутриквартальная (дворовая) сеть канализации	41
3.4 Расчет внутренних водостоков	46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	58
ПРИЛОЖЕНИЯ	59

ВВЕДЕНИЕ

    Современные системы водоснабжения и водоотведения представляют собой сложные инженерные сооружения и устройства, обеспечивающие подачу воды потребителям, а также отвод сточных вод. Правильное решение инженерных задач по водоснабжению и водоотведению в значительной степени определяет высокий уровень благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и промышленных зданий, а также рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.

Расчетно-графическая работа (РГР) поводоснабжениюи водоотведению выполняется с соблюдением положений СП 30.13330.2012. Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85^*, СП 31.13330.2012. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84, СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85, СП 40-102-2000 Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов, СП 40-103-98 Проектирование и монтаж трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения с использованием металлополимерных труб, СП 40-107-2003 Проектирование, монтаж и эксплуатация систем внутренней канализации из полипропиленовых труб, СП 40-108-2004 Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления зданий из медных труб, СП 73.13330.2012 «СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы зданий».

Будущим специалистам строительной отрасли необходимо знать:

- требования нормативных документов по вопросам водоснабжения и водоотведения;

- принципы устройства систем водоснабжения, канализации и внутренних водостоковзданий;

- основные материалы и оборудование, применяемые при их монтаже: трубы, фасонные части и арматуру, санитарные приборы и насосы;

- основы проектирования и расчета этих систем.

Целью расчетно-графической работы является закрепление, углубление и обобщение теоретических знаний, полученных обучающимися при изучении данного курса и применение этих знаний к решению конкретных задач в инженерно-строительном деле. Умения и навыки, полученные при выполнение РГР, позволят правильно спроектировать подраздел «Инженерные сети зданий и сооружений» в строительно-архитектурной части выпускной квалификационной работы. Одновременно проектирование приучает обучающегося самостоятельно пользоваться стандартами, строительными нормами, сводами правил, справочной литературой, таблицами и номограммами.

Исходными данными для выполнения РГР являются:

- индивидуальный вариант задания с данными для расчетов;

- типовой план здания;

- генеральный план участка застройки с сетями водопровода и канализации.

 

1 СОСТАВ И ОБЪЕМ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

 

Работа состоит из графической части (2-3 листа формата А1) и расчетно-пояснительной записки (10…15 с. машинописного текста, напечатанного на одной стороне листа формата А4).

Графическая часть должна содержать:

   А) План типового этажа здания в масштабе 1:100 с нанесенными элементами санитарно-технических систем: санитарных приборов, водопроводных и канализационных стояков, распределительных и отводящих трубопроводов, стояков внутренних водостоков и т. п.

Б) План подвала или технического подполья с нанесенными элементами трубопроводов и санитарно-технического оборудования нулевого цикла.

В) Генплан участка с наружными сетями водопровода и канализации и центральным тепловым пунктом (ЦТП) в масштабе 1:500.

   Г) Аксонометрическую схему водопроводной сети в масштабе 1:100 с деталировкой типовых подводов.

   Д) Аксонометрическую схему канализационных стояков и диктующего выпуска из здания с показом всех отводных линий в масштабе 1:100.

   Е) Продольный профиль внутриквартальной (дворовой) сети канализации в масштабе М _гор = 1:500, М _верт = 1:100.

   Ж) План отвода атмосферных стоков с кровли или с крыши здания.

Графическая часть оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 21.101-79 СПДС «Основные требования к рабочим чертежам», ГОСТ 21.105-79 СПДС «Нанесение на чертежах размеров, надписей» и ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации (ЕСКД).

Расчетно-пояснительная записка должна содержать:

Ø Общую часть с исходными данными для проектирования и обоснованием принятых решений по разделам «Водоснабжение» и «Водоотведение», а также библиографический список, включающий нормативные документы.

Ø Раздел «Водоснабжение», в котором производится:

   - выбор системы холодного водоснабжения, схемы и конструкции сети;

   - выбор оборудования, материалов, способа прокладки и соединения труб;

   - гидравлический расчет водопроводной сети, насосных установок с обязательным изображением расчетной схемы в пояснительной записке и составлением спецификации материалов и оборудования.

Ø Раздел «Водоотведение», в котором производится:

   - выбор схемы и конструкции системы внутренней канализации;

   - выбор оборудования, материалов, способов прокладки и соединения труб;

- расчет и проектирование внутренней канализациис обязательным изображением расчетной схемы в пояснительной записке и составлением спецификации материалов и оборудования;

   - расчет и проектирование дворовой сети канализации:

   - расчет и проектирование внутренних водостоковс обязательным изображением плана отвода атмосферных стоков с кровли или с крыши здания и составлением спецификации материалов.

    По каждому разделу следует изложить существо вопроса, описать методику подхода к его решению с использованием нормативной литературы и методических пособий.

Расчетно-пояснительная записка является текстовым документом и должна составляться в соответствии с существующими стандартами. Материал расчетно-пояснительной записки следует располагать в такой последовательности:

- титульный лист;

- задание на расчетно-графическую работу;

- содержание;

- введение;

- основная часть (разделы или главы);

- список используемой литературы.

     В соответствии с количеством секций вычерчивается план типового этажа. Планировку остальных этажей следует принимать однотипной. План подвала или технического подполья обучающемуся необходимо запроектировать, ориентируясь на план типового этажа. Поэтажные планы, план подвала или технического подполья, генплан участка должны быть согласованы с преподавателем. При вычерчивании поэтажных планов здания следует критически и творчески рассмотреть основные вопросы архитектурно-планировочного и конструкторского решений. Примеры составления планов этажа и подвала приведены на рисунках 1 и 2. План застройки участка вычерчивается с указанием пятна застройки зданий, красных линий застройки, уличных сетей водопровода и канализации.

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННОГО

 ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА ЗДАНИЯ

 

2.1 Выбор системы и схемы водопровода

В данной расчетно-графической работе в жилых зданиях проектируют только систему холодного хозяйственно-питьевого водоснабжения, условно считая, что трубопроводы горячего водоснабжения принимаются аналогичных диаметров и размещаются в здании параллельно трубопроводам холодного водоснабжения.

Системы внутреннего водопровода включают вводы в здание, водомерные узлы, разводящие сети, стояки, подводки к санитарным приборам, насосные установки, водоразборную, смесительную, запорную и регулирующую арматуру.

Выбор системы внутреннего водопровода производится с учетом технико-экономических, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, а также принятой системы наружного водопровода. При проектировании следует стремиться к применению наиболее простых, экономичных и удобных в монтаже и эксплуатации схем.

Сети водопроводов холодного следует принимать тупиковыми, если допускается перерыв в подаче воды и при числе пожарных кранов не менее 12 [2].

При разработке схемы водопровода необходимо внимательно изучить планы подвала, этажей и расположение санитарных приборов, а после этого определить места расположения стояков на плане типового этажа.

Водопроводные стояки целесообразно размещать совместно с канализационными стояками в шахтах при использовании санитарно-технических кабин заводского изготовления или в нишах при сборке стояков и монтаже санитарно-технических устройств на строительной площадке.

В каждой квартире на плане этажа синим цветом размечают разводки трубопроводов внутреннего водопровода от водопроводного стояка до санитарных приборов (рисунок 3). Разводящие трубопроводы (подводки) от стояков к приборам прокладываются с учетом наименьшей их длины, не допуская загромождения стен и порчи помещения. Разводящие трубопроводы прокладывают вдоль ограждающих конструкций на высоте 0.2...0.3 м над полом с уклоном не менее 0.002 к стоякам для возможности спуска воды из них при монтаже из отдельных элементов на строительной площадке и на высоте 0.9...1.1 м - при монтаже санитарно-технических кабин. Прокладку магистральных разводящих трубопроводов (разводящих сетей), объединяющих все стояки при нижней разводке в подвалах, производят открыто. Водопроводные стояки не следует размещать на стенах, смежных с жилыми комнатами. Стояки противопожарного водопровода располагаются с таким расчетом, чтобы обеспечить хороший доступ к пожарным кранам и возможность прокладки пожарного рукава на все участки, обслуживаемые данным краном. При этом расстояние между пожарными кранами назначается в зависимости от длины пожарного рукава (10...20 м) и длины компактной струи (не менее 6 м). Наиболее подходящими местами для расположения пожарных кранов являются отапливаемые площадки лестничных клеток, фойе, вестибюли, коридоры и технологические помещения.

Сеть холодного водопровода при совместной прокладке в каналах с трубопроводами, транспортирующими горячую воду или пар, размещается ниже этих трубопроводов с устройством термоизоляции.

Магистральные трубопроводы прокладывают вдоль внутренней капитальной стенки или колонн на 40...50 см ниже потолка подвала, а ответвления к стоякам прокладывают под прямым углом. Трубопроводы крепятся на кронштейнах или крючках. Магистральные трубопроводы проектируют с уклоном 0.002...0.005 в сторону ввода в здание для спуска воды из системы водоснабжения здания.

На каждые 60-70 м периметра здания следует предусматривать по одному поливочному крану, размещаемому в коверах (небольшой колодец в земле для размещения поливочного крана) около здания или в нишах наружных стен здания. Для полива следует использовать воду с показателями качества воды для орошения не ниже первой группы в соответствии с ГОСТ 17.1.2.03, подаваемую по отдельному техническому водопроводу [2]. С внутренней стороны здания устанавливают запорный вентиль и заглушку для выключения поливочного крана на зиму. Магистральные трубопроводы, соединяющие основания стояков с водомерным узлом, надлежит прокладывать по кратчайшим расстояниям, избегая по возможности лестничные клетки и помещения, где температура может быть ниже +2°С. При необходимости прокладки по таким помещениям, трубопровод защищается теплоизоляцией. Магистральный трубопровод соединяется с водомерным узлом и вводом в здание.

Гидростатическое давление в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного назначения должно быть на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не более 0,45 МПа (для зданий, проектируемой в сложившейся застройке, не более 0,6 МПа) [2].

При расчетном давлении в сети, превышающим указанное выше давление, необходимо предусматривать устройства (регуляторы давления) снижающие давление, и регуляторы давления, устанавливаемые в системе хозяйственно-питьевого водопровода, обеспечивающее после себя расчетное давление как при статическом, так и при динамическим режиме работы системы. В зданиях, где расчетное давление воды у санитарно-технических приборов, водозаборной и смесительной арматуры превышает допустимые вышеуказанные величины, допускается применение арматуры со встроенными регуляторами расхода воды [2].

   Для обеспечения заданного давления в системе водоснабжения здания следует предусматривать установку регуляторов давления:

   - на вводе водопровода в здание, если давление в наружной сети превышает 45 м.

- установку регулятора давления на вводе в квартиру следует предусматривать после запорной арматуры и фильтра перед водосчетчиком без манометров для контроля за работой и возможности наладки регулятора [2].

Для внутренних трубопроводов холодной и горячей воды применяются пластмассовые трубы и фасонные изделия из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутилена, металлополимера, из стеклопластика и других пластмассовых материалов (кроме раздельной сети пожарного водоснабжения). Для всех сетей внутреннего водопровода допускается применять медные, бронзовые и латунные трубы, фасонные изделия, а также стальные с внутренним и наружным защитным покрытием от коррозии.

Трубы и фасонные изделия должны выдерживать пробное давление воды, превышающее рабочее давление в сети в 1,5 раза, но не менее 0,68 МПа; при постоянной температуре холодной воды – 20º С, а горячей - 75° С.

 

2.2 Водопроводный ввод и водомерный узел

Вводом называется участок трубопровода от наружной водопроводной сети до водомерного узла. Трубы водопроводного ввода необходимо прокладывать по кратчайшему расстоянию через ЦТП под углом 90° к стене здания и с уклоном 0,002...0,005 к наружному водопроводу. Глубина заложения ввода принимается равной глубине заложения уличной водопроводной сети, которая назначается с учетом глубины промерзания грунта (глубина заложения наружной водопроводной сети принимается на 0,5 м ниже глубины промерзания грунта). Пересечение ввода со стенами подвала следует выполнять под углом 90° с зазором 0,2 м между трубопроводом и строительными конструкциями с заделкой отверстия в стене водонепроницаемыми, эластичными материалами. Во влажных грунтах заделка отверстия производится с использованием сальника.

 

   

Водопроводные сети проектируют в увязке с сетями канализации (рисунок 3). Расстояние по горизонтали в свету между вводами водопровода и выпусками канализации должно быть не менее 1,5 м при диаметре ввода до 200 мм и не менее 3 м – при диаметре ввода более 200 мм. Допускается совместная прокладка вводов водопровода различного назначения [2]. При пересечении водопроводных трубопроводов с канализационными расстояние в свету по вертикали должно быть не менее 0,4 м, с другими трубопроводами - не менее 0,2 м.

Ввод водопровода в здание следует осуществлять симметрично водопроводным стоякам с тем, чтобы при дальнейшем проектировании магистральных трубопроводов расчетные расходы воды и потери напора в них были приблизительно одинаковы.

Для вновь строящихся, реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий с горячим и/или холодным водопроводом следует предусматривать водомерные узлы путем установки счетчиков холодной и горячей воды, параметры которых должны соответствовать метрологическому классу В по ГОСТ Р 50193.1 и требованиям настоящего раздела. Счетчики воды следует устанавливать на вводах трубопроводов холодного и горячего водопровода в каждое здание и сооружение, в каждую квартиру жилых зданий и на ответвлениях трубопроводов в любые нежилые помещения, встроенные или пристроенные к жилым, общественным или производственным зданиям [2]. Водомерные узлы следует располагать сразу же после ввода трубы внутрь здания на расстоянии не более 1 м от наружной стены (рисунок 2). При проектировании системы водоснабжения здания с одним вводом предусматривается обводная линия с запорной арматурой на случай ремонта водомерного счетчика. Водомерный счетчик и диаметр обводной линии подбираются по расчетному

расходу воды. Водомерный узел желательно располагать в запираемом подвальном помещении с искусственным или естественным освещением и температурой воздуха внутри подвала не ниже +5° С. Для удобства обслуживания и ремонта необходимо обеспечить свободный подход к водомерному узлу. Перед водомерным счетчиком и после него устанавливают запорную арматуру, между счетчиком и второй по ходу движения воды задвижкой устанавливают контрольно-спускной кран. Все запорные устройства узлов установки счетчиков должны быть опломбированы в открытом состоянии, а запорное устройство на обводной линии - в закрытом состоянии. Перед счетчиками (по ходу движения воды) следует предусматривать установку механических или магнитно-механических фильтров. Потери давления в фильтре не должны превышать 50% потерь давления в счетчиках [2].

Варианты трассировки подводящих водопроводных сетей от стояков к водозаборным устройствам и отводящих линий от приемников сточных вод к канализационным стоякам на квартирах показаны на рисунке 4

 

2.3 Аксонометрическая схема внутреннего водопровода

На аксонометрической схеме водопроводной сети (рисунок 5) показывают все трубопроводы, а с помощью условных обозначений приборы, запорную, водоразборную и регулирующую арматуру. Все элементы показываются установленными условными обозначениями (приложение А). В тех случаях, когда близко расположенные стояки накладываются на чертеже друг на друга, один из них следует отнести на свободное место, как бы отсекая стояк у пола первого этажа, точки отсечения необходимо соединить пунктирной линией. Если планировка санитарных узлов, питаемых стояком, на всех этажах одинакова, то можно начертить все разводящие трубопроводы по санитарным узлам только на верхнем этаже расчетного стояка, а на остальных этажах показать лишь места и направления ответвлений трубопроводов. Для безрасчетных стояков разводящие трубопроводы по санитарным узлам вычерчиваются на любом этаже, если на чертеже есть свободное место. Аксонометрическая схема должна включать все элементы от расчетного прибора до ввода в здание. На схеме указывают водоразборную, запорную и предохранительную арматуру, обозначают отметки пола подвала, первого и верхнего этажей, отметки ввода водопровода и земли в месте ввода в здание, отметки осей насосов. К водоразборной арматуре относятся: водоразборные краны, смесители, душевые сетки, поливочные краны, шаровые клапаны смывных бачков унитазов.

Водоразборная арматура устанавливается над полом на строго нормированной высоте, согласно требований статьи 6.2.1 СП 73.13330.2012 «СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы зданий» [12]:

800 + 250 мм - кран кухонной раковины;

800 +200 мм - смеситель умывальника и смеситель мойки;

1200 мм - смеситель для душа;

2100...2250 мм - душевая сетка.

Примечание: Для раковин со спинками, имеющими отверстия для кранов, а также для моек и умывальников с настольной арматурой высота установки определяется конструкцией прибора.

Трубопроводы систем водопровода холодной и горячей воды следует выполнять из труб и соединительных деталей, срок службы которых при температуре воды 20° С и нормативном давлении составляет не менее 50 лет, а при температуре 75° С и нормативном давлении - не менее 25 лет [2].

Расчетное направление выбирается на аксонометрической схеме от точки присоединения к наружному водопроводу до самой высокорасположенной на самом удаленном стояке водоразборной точки, требующей наибольшего свободного напора (рисунок 5). Эта точка называется диктующей. Если будет обеспечена подача воды к диктующей точке, то подача к другим точкам будет гарантирована, так как они находятся в более благоприятных условиях. Расчетное направление разбивается на расчетные участки. За расчетный участок принимается участок сети с постоянным расходом. Нумерацию следует производить, начиная от диктующей точки, идя против движения воды, до водомерного узла.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

- выбирается расчетное направление, которое разбивается на расчетные участки;

- определяются нормы водопотребления (расход воды прибором);

- определяются расчетные расходы воды по расчетным участкам;

- по расчетным расходам определяются диаметры труб расчетных участков, потери напора по участкам и скорость движения воды;

- подбирается водомерный счетчик и определяются потери напора в водомерном счетчике;

- определяется требуемый напор в системе и сравнивается с гарантированным напором наружной сети.

После выполнения гидравлического расчета внутреннего водопровода на аксонометрической схеме проставляют диаметры, длины и уклоны расчетных участков вдоль расчетного направления. Если проектируемый водопровод включает такие элементы, как запасной водонапорный бак, насосы и пневматическую установку, то эти элементы также вычерчиваются на аксонометрической схеме с указанием их абсолютных отметок (дно напорного бака, ось насоса, пневматической установки и т.д.). Обозначения на аксонометрической схеме выполняются согласно требований ГОСТ 21.205-93 «Условные обозначения элементов санитарно-технических систем» (приложение А).

Рисунок 5 – Аксонометрическая схема внутреннего водопровода

Запорную арматуру (задвижки и вентили) устанавливают:

   - в местах подсоединения ввода к наружной водопроводной сети;

- перед водомерным счетчиком и после него;

   - на всасывающих и напорных трубопроводах насосных установок;

   - у основания стояков в зданиях высотой 3 этажа и более;

   - у основания пожарных стояков с числом пожарных кранов 5 и более;

   - на ответвлениях,питающих 5 водозаборных точек и более;

   - на ответвлениях от магистральных линий водопровода;

   - на ответвлениях в каждую квартиру, на подводках к смывным бачкам, смывным кранам и водонагревательным колоннам;

   - перед наружным поливочным кранам;

- на кольцевой разводящей сети.

Конструкция водоразборной и запорной арматуры должна обеспечивать плавное закрывание и открывание потока воды.

Из предохранительной арматуры во внутренних системах водопровода жилых и общественных зданий устанавливаются только предохранительные клапаны в насосных установках при наличии напорных баков и пневматических (повысительных) установок.

 

2.4 Гидравлический расчет внутреннего водопровода

Система внутреннего водопровода должна обеспечить подачу воды потребителям (водоразборным приборам) в соответствии с заданной нормой водопотребления и под необходимым напором. С этой целью проводят гидравлический расчет всей сети. Гидравлический расчет водопроводной сети позволяет выявить наиболее экономичные диаметры, потребные напоры и другие гидравлические характеристики системы при подаче расчетного максимального секундного расхода к водоразборным точкам.

При расчете диаметров рекомендуемая скорость движения воды в трубопроводах 1,2 м/с. Максимальная скорость движения воды в трубопроводах внутренней сети не должна превышать 1,5 м/с. Минимальная скорость воды в трубопроводах 0.2 м/с [2].

Определение расходов на расчетных участках и последующий гидравлический расчет сети производится в табличной форме (таблица 1).

В колонке 1 записываются номера расчетных участков: 1-2; 2-3; 3-4 и т. д. В колонке 2 - длина расчетных участков, определяемая по аксонометрической схеме с учетом масштаба. В колонку 3 записывают количество приборов, которые обеспечиваются водой проходящей через данный расчетный участок.

Вероятность действия приборов Р для участков сети, обслуживающих одинаковых водопотребителей, определяют по формуле:

,

(1)

где  – общая норма расхода воды в час наибольшего водопотребления, л/ч;

U – число водопотребителей (жителей);

        – расход воды прибором, л/с;

  N – число санитарно-технических приборов.

   Общая норма расхода воды принимается по приложению А2 СП [2] или приложению Б в зависимости от степени благоустройства здания, которая характеризуется нормой общего водопотребления на одного жителя в сутки наибольшего водопотребления.

Число водопотребителей U в жилых зданиях определяют по средней заселенности квартир, принимая норму общей площади f на одного человека равной 15...20 м², т. е:

,

(2)

где  - строительная площадь типового этажа в м²;

   п - количество этажей.

Таблица 1 – Ведомость расчета водопроводной сети здания

Расчетный участок	Длина участка, l, м	Число водозаборных устройств N	, л/с	Вероятность действия водозаборных устройств Р	NP	α	Расчетный расход , л/с	Диаметр d, мм	Скорость υ, м/с	Потери напора, м
										на ед. длины j	на участке h
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

 

 

Секундный расход воды прибором   следует назначать по приложению А1 СП [2] или приложению В. При проектировании жилых зданий с местными водонагревателями принимают  (общий расход). В зданиях с централизованным горячим водоснабжением на участке от наружной магистрали до ЦТП также принимают , а на всех других участках ведут расчет раздельно для холодной и горячей воды, т. е. принимают для холодной воды Принятые значения записывают в колонку 4 таблицы 1.

Так как величины, входящие в формулу вероятности, для конкретного здания являются постоянными, то и значения Р, вносимые в колонку 5 таблицы 1, будут постоянными на всех участках, где не меняется . В колонку 6 таблицы 1 вписывают произведение величины вероятности и числа приборов на каждом расчетном участке.

Расчетный (максимальный) расход воды на участках определяется по формуле:

, л/с,

(3)

где α - коэффициент, определяемый согласно приложению Б СП [2] или приложениям Г и Д в зависимости от вычисленной величины в колонке 6 таблицы 1.

Расход воды на первом расчетном участке сети следует принимать по расчету, но не менее максимального секундного расхода воды одним из установленных санитарно-технических приборов. Вычисленные величины для каждого участка сети записывают соответственно в колонки 7 и 8 расчетной таблицы.

По вычисленному расчетному расходу и принятой скорости движения воды назначают диаметр трубопровода на каждом расчетном участке по приложениям Е, Ж или Й (в зависимости от выбранного типа материала трубопровода).

Для принятого диаметра потери напора на участке вычисляются по формуле:

, м,

(4)

где - удельные потери напора, м, принимаемые по приложению Е, Ж или Й;

          - длина расчетного участка трубопровода, м;

         - коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях.

    Коэффициент следует принимать:

0,3 - в сетях хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий;

0,2 - в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов жилых и общественных зданий, а так же в сетях производственных водопроводов;

0,15 - в сетях объединенных производственных противопожарных водопроводов;

0,1 - в сетях противопожарных водопроводов.

Вычисленные значения вписывают в колонку 12 расчетной таблицы 1. Для определения потерь напора по расчетному направлению необходимо суммировать все потери напора на отдельных участках:

,м,

(5)

Когда известны значения шероховатости материала труб, коэффициенты местных сопротивлений и вязкости воды потери давления на участках трубопроводов, в том числе при объединении стояков в водопроводные узлы, следует определять путем суммирования потерь напора по длине и потерь местными сопротивлениями [2]:

, м

(6)

Потери напора по длине , м, вычисляют по формуле:

,

(7)

где  - коэффициент гидравлического трения;

 - длина трубы, м;

 - средняя скорость потока, м/с;

 - внутренний диаметр трубы, м;

 - ускорение свободного падения 9,80665 м/с².

Потери напора на местных сопротивлениях , м, вычисляют по формуле:

,

(8)

где  - коэффициент местного сопротивления каждого из элементов системы (поворотов, тройников и т.п.);

 - средняя скорость потока за местным сопротивлением, м/с;

 - ускорение свободного падения 9,80665 м/с².

Значения потери напора на местных сопротивлениях в этом случае заносим в колонку 12 таблицы 1.

При использовании трубопроводов из полимерных материалов потери напора по длине определяют по формуле:

(9)

где  – потери напора на единицу длины трубопровода.

Потери напора на единицу длины трубопровода без учета сопротивления на стыковых соединениях следует проводить по формуле [2]:

(10)

Коэффициент гидравлического сопротивления следует определить по формуле:

,

(11)

где – число подобия режимов течения воды;

 –число Рейнольдса фактическое;

 - коэффициент эквивалентной шероховатости, м, приводится в отдельных сводах правил, но не менее 0,00001.

    Число подобия режимов течения воды определяется по формуле:

,

(12)

При ≥ 2 следует принимать  2. Фактическое число Рейнольдса определяется по формуле:

,

(13)

где  – коэффициент кинематической вязкости воды, м²/с.

    Число Рейнольдса, соответствующее к началу квадратичной области гидравлических сопротивлений при турбулентном движении воды, определяется по формуле:

,

(14)

    Для ориентировочных расчетов по формулам 9…14 можно использовать номограммы, приведенные в приложении В СП 40-102-2000 [5], или в приложение Й.

 

2.5 Определение требуемого напора в сети внутреннего водопровода

При недостаточном гарантированном напоре в наружной водопроводной сети в схеме холодного или централизованного горячего водоснабжения, необходимо предусматривать повысительную насосную установку для подачи общего расхода воды на горячее и холодное водоснабжение. Напор для системы водоснабжения, развиваемый повысительной насосной установкой , м) определяется с учетом наименьшего гарантированного напора (, м) в наружной водопроводной сети (на листе задания) и требуемого напора (, м) в системе водоснабжения здания, обеспечивающей бесперебойную подачу воды до наиболее удаленной и высоко расположенной водоразборной точки и ее излив с учетом преодоления всех сопротивлений на пути движения воды от наружной сети до точки излива. Общий напор, требуемый для внутреннего водопровода, определяется по формуле:

, м

(15)

где - геометрическая высота, т. е. высота подачи воды от отметки лотка колодца наружного водопровода, в котором производится подсоединение трубопровода внутреннего водопровода здания, до отметки диктующего водоразборного прибора (расчетной точки), м.

   Геометрическая высота определяется по формуле:

,

(16)

где - высота этажа здания, м;

  п - число этажей в здании;

   - высота установки над полом водоразборной арматуры диктующего прибора, м;

 - отметка пола первого этажа здания, м;

 - отметка лотка колодца наружного водопровода, м;

 - потери напора по длине в трубопроводах системы, м;

- потери напора на водомером счетчике, м;

- потери напора на вводе в здание, м;

- свободный напор у диктующего водозаборного прибора, принимается по приложению А СП [2] или приложению В.

Глубина заложения водопроводных труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникновения в грунт нулевой температуры.

Диаметр условного прохода счетчика воды следует выбирать по среднечасовому расходу воды за период потребления (сутки, смену), который не должен превышать эксплуатационный расход по паспорту [2]. Часовой расход воды на вводе для жилого здания определяется по формуле:

(17)

где  - максимальный часовой расход воды на вводе здания, м³/ч;

       - норма расхода воды на одного жителя в сутки, л/сут, принимаемая по приложению Б;

    U - число потребителей воды в здании, чел.

Счетчик с предварительно принятым диаметром условного прохода следует проверять:

а) на пропуск расчетного максимального часового или максимального секундного расхода, при этом потери давления в счетчиках воды не должны превышать для крыльчатых счетчиков 0,05 МПа, а для турбинных 0,025 МПа;

б) на пропуск расчетного максимального часового или максимального секундного расхода воды с учетом подачи расчетного противопожарного расхода воды, при этом потери давления в счетчике не должны превышать для крыльчатых счетчиков 0,1 МПа, а для турбинных 0,05 МПа;

в) на возможность измерения расчетных минимальных часовых расходов воды, при этом минимальный расход воды для выбранного счетчика (по паспорту прибора в зависимости от метрологического класса) не должен превышать расчетный минимальный часовой расход вод [2].

Калибр счетчика выбираем по приложению К по наибольшему допустимому расходу, имея ввиду, что калибр счетчика может быть меньше или равен диаметру ввода.

Потери напора в счетчике при расчетном секундном расходе воды  ( ), л/с, следует вычислять по формуле:

, м,

(18)

где S - гидравлическое сопротивление счетчика, м/(л/с)2, при расчетном секундном расходе воды по приложению К.

Если потери напора окажутся выше допустимых, следует принять счетчик воды на один калибр больше.

Потери напора на вводе вычисляют по формуле:

, м,

(19)

где – длина ввода, это участок трубопровода от водомерного узла до точки врезки в наружную сеть или до ЦТП (определяется по генплану), м.

Свободный напор составляет: для умывальника со смесителем или водоразборным краном - 2 м; для раковины или мойки с водоразборным краном или смесителем - 2 м; ванны со смесителем (в том числе общим для ванны и умывальника) - 3 м; смывного бачка к унитазу - 2 м; смывного крана к унитазу - 4м [2].

При установке аэраторов на водоразборных кранах и смесителях свободный напор следует принимать не менее 5 м.

Полученная величина  сравнивается с величиной гарантированного свободного напора в городской (сельской) сети водопровода . Если величина  незначительно превышает имеющийся напор  (примерно на 0,5...2,0 м), следует попытаться снизить потери напора на некоторых участкахсети и в счетчике путем увеличения диаметров. Превышение общего напора более чем на 2 м напора  указывает на необходимость применять повысители напора во внутреннем водопроводе (насос, напорный бак или пневматическую установку).

 

2.6 Подбор повысительных насосных установок

Марка насоса подбирается по максимальному часовому расходу и напору . Максимальный расход   (м³/ч) определяется по формуле:

,

(20)

где  – общая норма расхода воды потребителями в час наибольшего водопотребления, л, принимается по приложению А2 СП [2] или по приложению Б.

   U - число потребителей воды в здании, чел.

Требуемый напор повысительной насосной установки , м, следует вычислять по формуле:

м,

(21)

где – наименьший гарантированный напор в наружной водопроводной сети, м, (задание на РГР);

   1,2 – коэффициент запаса.

По полному напору  и подаче  () подбирают насос, используя каталог «Насосы», другую справочную литературу или приложение Л.

По приводимым в приложении Л характеристикам насосов строим характеристику () подобранного насоса, по которой уточняется фактический напор   (м), развиваемый насосом при подаче расчетного расхода. После подбора насосов на чертежах (на плане и аксонометрической схеме) указываются марки насосных установок и их характеристики. На напорных линиях каждого насоса устанавливаются обратные клапаны, задвижки (вентили) и манометры, а на всасывающих линиях задвижки (или вентили). Для предупреждения распространения вибрации и шума от работающей насосной установки по металлическим трубопроводам насосные агрегаты подсоединяются к магистральным трубопроводам при помощи гибких вставок. Насосные установки, подающие воду на хозяйственно-питьевые нужды, противопожарные и циркуляционные нужды, следует, как правило, располагать в помещениях тепловых пунктов, бойлерных и котельных.

 

2.7 Особенности модернизации схемы внутреннего водопровода при установке индивидуальных водомеров

В данной части расчетно-графической работы студенты разрабатывают аксонометрическую схему внутреннего водопровода, позволяющую установить в каждой квартире индивидуальный водомер и регулятор давления.

При проектировании сети внутреннего водопровода необходимо обеспечить выполнение следующих основных требований:

   - свободный доступ к каждому устанавливаемому водомеру;

- устройство перед водомером и после него прямолинейных участков подводящего и отводящего трубопроводов длиной равной соответственно 20 и 10 диаметрам трубопровода;

   - проверка достаточности имеющегося в сети напора для модернизированной схемы с индивидуальными водомерами и регуляторами давления.

При разработке схемы размещения индивидуальных водомеров рассматривается вариант перепланировки существующего санитарного узла, а также возможного изменения архитектурно-планировочного и конструктивного решений.Принятые модернизированные варианты установки индивидуального водомера, регулятора давления, размещения санитарных приборов и подводки воды к ним детально прорабатываются в масштабе 1:20 (план размещения и аксонометрическая схема узла).