Водоснабжение и водоотведение жилого дома

Водоснабжение и водоотведение жилого дома

Оглавление

1. Задание и исходные данные

. Краткая характеристика проектируемого здания

. Внутренний водопровод

.1 Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода

.2 Определение диаметра труб и потери напора в сети

.3 Подбор водомера и определение потерь напора в нем

.4 Определение требуемого напора в точке подключения к городскому водопровод

.5 Подбор и расчет повысительных насосных установок

. Внутреннее водоотведение

.1 Расчет пропускной способности наиболее загруженного водоотводящего стояка

.2 Расчет выпусков водоотведения

.3 Гидравлический расчет дворовой водоотводящей сети

. Спецификация материалов и оборудования систем водоснабжения и водоотведения

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ А

1.      Задание и исходные данные

Необходимо запроектировать внутренний хозяйственно-питьевой водопровод и внутреннее водоотведение жилого дома. Необходимо учитывать следующее:

) планировка этажей здания однотипная;

) подвал эксплуатируемый и расположен под всем зданием;

) поверхность земли участка застройки ровная;

) количество секций здания - две.

Исходные данные:

Вариант №8, генеральный план №2.

.        План типового этажа жилого здания, состоящего из двух одинаковых секций, в каждой секции 22 квартиры, дом соответственно на 44 квартир. Все квартиры оборудованы мойками, умывальниками длиной 1,7м с душевыми сетками, туалетами.

.        Высота этажа hэ=3,1 м.

.        Абсолютная отметка пола первого этажа Z1=124 м.

.        Число этажей n=11.

.        Гарантийный напор в наружной водопроводной сети, в точке подключения Hгар=27 м.

.        Число потребителей воды U=4 человека в квартире.

.        Норма водопотребления qUtot=400 л/чел.сутки.

.        Приготовление горячей воды - местное.

.        Абсолютная отметка поверхности земли у здания Z2=123,6 м.

.        Абсолютная отметка верха трубы городского водопровода - 121,3 м.

.        Абсолютная отметка лотка колодца городского водоотведения - 119м.

.        Уклон трубы городского водоотведения - 0,007.

.        Глубина промерзания грунта hпр=1,8 м.

.        Расстояние от красной линии до здания l1=12 м.

.        Расстояние от здания до городского водоотводящего колодца l2=28 м.

.        Диаметр труб:

городского водопровода Двод=150 мм;

городского водоотвода Дв/от=300 мм.

.        Высота подвала - 2,1 м.

2.      Краткая характеристика проектируемого здания

В данной курсовой работе необходимо запроектировать и рассчитать внутреннюю систему холодного хозяйственно-питьевого водопровода и внутреннее водоотведение жилого дома на 54 квартиры, с эксплуатируемым подвалом. Здание имеет две секции по 27 квартир в каждой. Планировка всех этажей однотипная. В каждой квартире имеются следующие санитарно-технические приборы:

)        унитаз со смывным бачком;

)        умывальник со смесителем;

)        ванна со смесителем;

)        мойка со смесителем.

При расчете принято:

)        в каждой квартире проживает 4 человека;

)        водомерный узел устанавливается в подвале дома;

)        источником водоснабжения принят городской хозяйственно-питьевой водопровод, к уличной сети которого подключается ввод водопровода в соответствие с генеральным планом;

)        здание имеет местное горячее водоснабжение.

3.      Внутренний водопровод

3.1    Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода

Гидравлический расчет ведется от диктующего водоразборного крана, т.е. от наиболее высоко расположенного и удаленного от ввода, до присоединения ввода к уличной сети.

Из аксонометрической схемы сети видно, что диктующим водоразборным устройством является ванна. Для расчета примем стояк наиболее отдаленный и загруженный - СтВ-2. Линия труб от этой точки и до ввода будет расчетной. Разбиваем расчетную ветвь на расчетные участки, длины которых занесем в графу 2 таблицы 1(приложение А). Гидравлический расчет состоит в определении расчетных расходов на участках, назначении по ним диаметров труб и определении потерь напора на каждом расчетном участке и на всем расчетном направлении.

Для начала определим вероятность действия приборов P по формуле (1):

Р=                                                                                           (1)

где  - наибольший часовой расход, приходящийся на одного потребителя в л/ч;

U - число потребителей в здании;

N - общее число приборов, обслуживающих U потребителей;

q0 - расход воды в л/с одним прибором.

Далее вычисляем значение  с помощью которого определим величину коэффициента α для нахождения максимального расчетного секундного расхода воды qв по формуле (2):

qв =                                                                             (2)

Для данного расчета:

=10,5 л/ч;

U==176 человек (44 квартир по 4 человека);

N==176 приборов (44 квартир по 4 прибора);

q0 =0,18л/с (для всех участков).

Итак, для участка 1-2 имеем:

Рхол1-2 = = 0,016;

=0,016 таким образом, α=0,2;

qв =  =0,18 л/с.

Аналогичным образом определяем расчетные параметры для всех оставшихся участков. Все расчеты проведем в программе Microsoft Excel 2010. Результаты расчетов занесем в таблицу 1(приложение А) соответственно: N=1 в графу 3, q0 =0,18л/с в графу 4, P =0,016 в графу 5, = 0,016 в графу 6, α=0,2 в графу 7,qв =0,18 л/с в графу 8.

3.2    Определение диаметра труб и потери напора в сети

Диаметры труб и потери напора на единицу длины на каждом расчетном участке определяем методом интерполяции по величине qв с учетом допустимых расчетных скоростей в элементах сети, которые в трубопроводах водопроводной сети не должны превышать 3м/с. Экономические скорости следует принимать не более 1,2м/с.

На расчетном участке 1 - 2 секундный расход qв = 0,18 л/с находится между табличными расходами q1табл = 0,12 л/с и q2табл = 0,2 л/с; скоростями V1табл = 0,71 м/с и V2табл = 1,18 м/с; потерями напора на единицу длины Hl1табл =139,9 и Hl2табл =360,5.

Разность между верхним и нижним пределом табличных расходов равна:

q2табл - q1табл =0,2 - 0,12 =0,08 л/с.

Разность между действительным расчетным расходом qв и ближайшим табличным расходом q1табл равна:

qв - q1табл = 0,1825 - 0,12 = 0,0645 л/с.

Интерполируем искомую скорость из соотношений:

V =  = 1,0625 м/с.

Потери напора на единицу длины 1000i:

 = 305,35

Так как искомая скорость не превышает 1,2м/с, для расчетного участка 1 - 2 принимаем диаметр труб d = 15мм.

Аналогичным образом определяем ближайшие допустимые скорости и, соответственно, диаметры труб и потери напора на трение для всех оставшихся расчетных участков. Все расчеты проведем в программе Microsoft Excel 2010. Результаты расчетов занесем в таблицу 1(приложение А) соответственно: d = 15мм в графу 9, V = 1,0625 м/с в графу 10, потери напора на единицу длины 1000i равные 305,35 в графу 11. Потери напора на всем расчетном участке  получаем перемножением графы 2 на графу 11, результат заносим в графу 12.

Гидравлический расчет считается выполненным, если выдерживается условие:

м                                                                                (3)

где Hli - потери напора в трубах на участках расчетного направления;

nэт - количество этажей здания;

коэффициент 1,3 позволяет учитывать потери в местных сопротивлениях.

Проверяем условие (3) в виде:   0,745 м  1 м.

Следовательно, гидравлический расчет выполнен верно.

3.3    Подбор водомера и определение потерь напора в нем

Примем крыльчатый счетчик ГОСТ 16019 - 83 с диаметром условного прохода d = 50 мм.

Среднечасовой расход воды за сутки qTtot м3/ч определяем по формуле (4):

                                                                             (4)

где qUtot - общая норма расхода воды л/с при наибольшем водопотреблении в сутки, принимается по заданию;

U - количество водопотребителей.

Таким образом, имеем:

 = 2,9 м3/ч.

Потери напора в водомере определяем по формуле (5):

                                                                                       (5)

где qв - расчетный расход воды на расчетном участке «ВУ- ввод»;

S - гидравлическое сопротивление водомера.

Таким образом имеем:

 = 0,10 м.

Водомер подобран верно, так как потери напора в нем не превышают 2,5м.

3.4    Определение требуемого напора в точке подключения к городскому водопроводу

Требуемый напор во внутреннем водопроводе определяется по формуле (6):

                                          (6)

где Hgeom - геометрическая высота подачи воды, которая определяется от поверхности земли до отметки диктующего водоразборного устройства по формуле (7):

                                      (7)

где hэт - высота этажа, м;

n - количество этажей;

hпр - высота монтажа диктующего водоразборного устройства над уровнем пола;

Z1 - абсолютная отметка пола первого этажа;

Z2 - абсолютная отметка поверхности земли у здания;

Hltot - сумма потерь напора в трубах по расчетному направлению до участка «ВУ - ввод»;

Hlвв - потери напора на воде, расчетный участок «ВУ - ввод»;

hв - потери напора в водомере;

Hf - свободный напор у сантехнического прибора.

Для данного расчета:

hэт = 3,1 м;

n = 11 этажей;

hпр = 1,8 м для душевой сетки смесителя;

Z1 = 124 м;

Z2 = 123,6 м;

Hltot = 8,195 м;

Hlвв = 2,75 м;

hв = 0,10 м;

Hf = 3 м у смесителя ванны с умывальником.

Тогда имеем:

 =33,2 м;

  47,248 м.

Так как гарантийный напор Hгар = 27 м меньше требуемого напора Hтр = 47,248 м, то необходимо будет повысить напор при помощи насосов на величину разности требуемого и гарантийного напоров.

3.5    Подбор и расчет повысительных насосных установок

Марка насоса подбирается по максимальному часовому расходу и недостающему напору. Максимальный расход определяется по формуле (8):

                                                                               (8)

где qhr,Utot - общая норма расхода воды л/с при наибольшем водопотреблении в сутки, принимается по заданию;

U - количество жителей в здании.

Таким образом, максимальный часовой расход равен :

 = 1,85 м3/ч.

Для уточненных характеристик работы насоса определяем требуемую мощность электродвигателя по формуле (9):

                                                                              (9)

где, ρ - плотность воды, 1000 кг/м3;

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;

QH - производительность насоса;

Нф - фактический недостающий напор;

η - полный КПД насоса 0,5..0,6;

Кз - коэффициент запаса.

Недостающий фактический напор равен:

Нф = НТР - Нгар = 47,248 - 27 = 20,248м.

Производительность насоса равна:

QH = qв ∙ 3,6 = 1,6218 ∙ 3,6 = 5,84 м3/ч.

Примем насос марки 3К-45/30(3К-9) со следующими характеристиками:

Q =30 м3/ч; НН = 34, 3 м; частота вращения вала ω = 2900 мин-1; Nдв = 7,5кВт.

Требуемая мощность электродвигателя составит:

 = 6,845 кВт.

4       Внутреннее водоотведение

4.1    Расчет пропускной способности наиболее загруженного водоотводящего стояка

В данной работе в качестве расчетного примем стояк СтК-1. Так как является самым загруженным. Примем диаметр стояка d = 100 мм.

Максимальный секундный расход сточных вод определяется по формуле (10):

qs = qtot + qоs                                                                               (10)

где qtot = 5∙qоtot ∙α и qotot - общий секундный расход сточной жидкости, проходящей через рассчитываемый стояк. Для начала определим вероятность действия приборов Р по формуле (11):

Р=                                                                             (11)

где = 10,5 л/c , а qotot = 0,25 л/с.

Таким образом, вероятность прибора равна:

Р = = 0,0116.

Произведение N∙Р = 22 ∙ 0,0116 = 0,26, тогда α = 0,502.

Имеем qtot = 5 ∙ 0,25 ∙ 0,502 = 0,628 л/с , тогда qs = 0,628 + 1,6 = 2,22 л/с, это значит, что принятый диаметр стояка d = 100 мм удовлетворяет нормативным требованиям.

4.2    Расчет выпусков водоотведения

В данной работе нужно рассчитать один выпуска. Т.к. к первому и ко второму выпуску присоединены по четыре стояка. К первому СтК-1, СтК-2, СтК-3, СтК-4, ко второму СтК-5, СтК-6, СтК-7, СтК-8.

Расчет первого выпуска.

N ∙ P = 88 ∙ 0,0116 = 1,0208, тогда α = 0,98.

qtot = 5 ∙ 0,25 ∙ 0,98 = 1,225 л/с , а qs = 1,225 + 1,6 = 2,825 л/с.

По таблице принимаем qs = 2,85 л/с, тогда скорость движения жидкости по трубам V = 0,83 м/с, наполнение труб  = 0,45, при уклоне i= 0,02.

Проверим выпуск на выполнение условия  > 0,6.

Для первого выпуска имеем  = 0,6, то есть условие выполняется.

Расчет второго выпуска.

N ∙ P = 88 ∙ 0,0116 = 1,0208, тогда α = 0,98.

qtot = 5 ∙ 0,25 ∙ 0,98 = 1,225 л/с , а qs = 1,225 + 1,6 = 2,825 л/с.

По таблице принимаем qs = 2,85 л/с, тогда скорость движения жидкости по трубам V = 0,83 м/с, наполнение труб  = 0,45, при уклоне i= 0,02.

Проверим выпуск на выполнение условия  > 0,6.

Для первого выпуска имеем  = 0,6, то есть условие выполняется.

4.3    Гидравлический расчет дворовой водоотводящей сети

В первый расчетный участок КК1-КК2 стекают сточные воды из первого, второго, третьего, четвертого стояков по первому выпуску, то есть N = 88 приборов. Во второй расчетный участок КК2-КК3 стекают сточные воды из первого расчетного участка и из пятого, шестого, седьмого и восьмого стояков по второму выпуску, то есть N = 176 приборов. Примем диаметр труб дворовой сети d = 150 мм.

Расчет первого участка водоотведения КК1 - КК2.

N ∙ P = 88 ∙ 0,0116 = 1,02, тогда α = 0,98.

qtot = 5 ∙ 0,25 ∙ 0,98 = 1,225 л/с , а qs = 1,225 + 1,6 = 2,83 л/с.

На расчетном участке КК1 - КК2 расчетный расход qs = 2,83 л/с наиболее приближен к табличному расходу qтаблs = 2,77 л/с; со скоростью Vтабл = 0,8 м/с; наполнением  табл =0,25, при уклоне i = 0,02.

Проверим первый участок дворовой сети на выполнение условия:

 =  = 0,4 < 0,6, то есть участок не расчетный.

Расчет второго участка водоотведения КК2 - КК3.

N ∙ P = 176 ∙ 0,0116 = 2,0416, тогда α = 1,437.

qtot = 5 ∙ 0,25 ∙ 1,437 = 1,796 л/с , а qs = 1,796 + 1,6 = 3,396 л/с.

На расчетном участке КК2-КК3 расчетный расход qs = 3,396 л/с приближен к табличному расходу qтаблs = 3,39 л/с; скоростью Vтабл = 0,98 м/с; наполнением  табл = 0,25; при уклоне i = 0,03.

Проверим второй участок дворовой сети на выполнение условия:

 =  = 0,49 < 0,6, то есть участок не расчетный.

5       Спецификация материалов и оборудования систем водоснабжения и водоотведения

дворовой водомер насосный питьевой

Спецификация на трубы, арматуру и фасонные части на один стояк холодной воды (СтВ-2) до подключения к магистрали:

Спецификация на трубы, арматуру и фасонные части на один водоотводящий стояк (СтК-1)

Литература

1.   СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1986. - 56с.

2.      Калицун В.И., Кедров B.C. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация, - М.: Стройиздат, 1980. - 359 с.

.        Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1973.-113с.

.        Шанаев И.Ф. и др. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий. М.> Высшая школа, 1972.

.        Лукиных А.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского, - М. Стройиздат, 1974. 156 с.

.        Купеев К.Г., Методические указания к курсовой работе «Водоснабжение и водоотведение жилого дома». Владикавказ, 1995. - 51с.

.        Материалы практических занятий по курсу «Водоснабжение и водоотведение».

.        Купеев К.Г., Гаппоев Э.Г., Методические указания к курсовой работе Водоснабжение и канализация жилого дома». Владикавказ, 1993г.

Приложение А

Таблица 1. Гидравлический расчет внутренней сети холодного водопровода

Таблица 2. Гидравлический расчет дворовой водоотводящей сети