Проектування та розрахунок системи холодного водопроводу та водовідведення

Проектування та розрахунок системи холодного водопроводу та водовідведення

Зміст

водопостачання житловий напір стояк

Вступ

. Проектування та розрахунок системи холодного водопроводу

.1 Загальна характеристика об'єкта проектування

.2 Гідравлічний розрахунок системи

.2.1 Вибір норм водоспоживання

.2.2 Гідравлічний розрахунок мережі холодного водопроводу

.3 Вибір лічильника води та визначення втрат напору

.4 Визначення потрібного напору в системі холодного водопроводу

. Проектування та розрахунок системи водовідведення

.1 Гідравлічний розрахунок стояків

.2 Гідравлічний розрахунок випусків

.3 Трасування квартальної мережі, визначення розрахункових витрат і початкової глибини закладення

.4 Гідравлічний розрахунок квартальної мережі

Література

Специфікація

Вступ

Системи водопостачання та каналізації, які будуються в місцях, де проживають та працюють люди, функціонують виробничі підприємства, відносяться до систем життєзабезпечення. Постачання споживачів водою високої якості і в достатній кількості має велике санітарно-гігієнічне, економічне та соціальне значення . Водопостачання включає в себе комплекс санітарних заходів та інженерних споруд, призначених для забезпечення водою її споживачів.

До систем життєзабезпечення також відносять водовідведення.

Водовідведення - інженерна система, яка передбачає відведення стічних вод з територій промислових, жилих будівель за допомогою інженерних санітарно-технічних приладів та зовнішньої каналізаційної мережі.

Наявність інженерних систем в будівлях, в яких знаходяться люди, визначає ступінь їх благоустрою.

1. Проектування та розрахунок системи холодного водопроводу

.1 Загальна характеристика об'єкта проектування

У курсовому проекті проектується система внутрішнього холодного водопостачання житлового чотирьохповерхового будинку. Влаштовується господарсько-питна система холодного водопостачання, яка діє під натиском від міської мережі, яка виконується за тупиковою схемою з нижнім розведенням трубопроводів. Система обладнана змішувачами мийок, ваннами, умивальниками, змивними бачками унітазів, поливальними кранами.

Система холодного водопостачання містить у собі: ввід у будинок, водомірний вузол, розвідну мережу, стояки, підведення до приладів, санітарно-технічну та запірно-регулюючу арматуру. Система не обладнана насосними установками, запасними чи регулюючими баками.

Вихідні дані:

1.2 Гідравлічний розрахунок системи

Метою гідравлічного розрахунку системи холодного водопроводу є визначення розрахункових витрат на ділянках мережі, діаметрів трубопроводів, швидкостей руху води та втрат напору по розрахунковому напрямку. На аксонометричній схемі за розрахунковий напрям приймається рух води до найбільш віддаленого і високо розташованого водорозбірного пристрою системи. Прийнятий напрям розбивається на розрахункові ділянки. Розрахункова ділянка - це ділянка мережі, на якій постійні: максимальна витрата води, довжина, діаметр трубопроводу та матеріал. Знаючи розрахункові витрати, значення яких відбиває критичні рівні навантаження, при яких повинна нормально функціонувати проектована система, можна визначити величину необхідного напору в системі.

.2.1 Вибір норм водоспоживання

Згідно з додатком 3 [1] приймаються наступні норми водоспоживання:

Загальна норма витрати води в годину максимального водоспоживання:

.

Норма витрати гарячої води в годину максимального водоспоживання:

.

Норма витрати холодної води в годину максимального водоспоживання:

.

Загальна витрата води приладом системи:

.

Витрата холодної води приладом системи:

.

.2.2 Гідравлічний розрахунок мережі холодного водопроводу

Імовірність дії системи холодного водопроводу:

, (1.1)

де - загальна кількість споживачів у будинку, U=45 людини ;

 - загальна кількість приладів у будинку, N=72 шт;

Загальна максимальна секундна витрата води (максимальна витрата холодної води) на розрахунковій ділянці:

, л/с, (1.2)

де α - безрозмірний коефіцієнт, що визначається залежно від добутку NPtot (NPc)за додатком 4, таблицею 2 [1] (N - відповідна кількість водорозбірних пристроїв).

Ввід укладається з ухилом 0,003 убік зовнішньої мережі на глибині:

закл=hпр+0,5, (1.3)

де hпр - глибина проникнення в ґрунт нульової температури, м (hпр =0,65м).

Тоді,

закл=0,65+0,5=1,15м.

На аксонометричній схемі мережі водопроводу визначається розрахунковий напрямок - найбільш несприятливий шлях постачання води від вводу до диктую чого водорозбірного пристрою. Для кожної ділянки, за допомогою [2], за максимальною секундною витратою і обраним діаметром (d) встановлюється швидкість руху води (𝜐) та гідравлічний уклін труб (i). Визначаються втрати напору на тертя впродовж ділянки. У даному проекті для мережі внутрішнього водопроводу використовуються пластмасові труби.

При виборі діаметрів труб на розрахункових ділянках враховується, що економічні швидкості руху води в магістралях лежать у межах 0,90…1,20 м/с, а припустимі швидкості в підведеннях до приладів рівні 2,50 м/с. Гідравлічний розрахунок мережі зведений в таблиці 1.

Таблиця 1.2. Відомість гідравлічного розрахунку водопроводу

.3 Вибір лічильника води та визначення втрат напору

Установка лічильників води для обліку кількості та витрати на вводах у

будинок виконується відповідно до вимог [1, п. 11.1-11.3]. Для даного житлового будинку застосовується крильчастий лічильник.

Калібр лічильника або діаметр умовного проходу визначається за таблицею

[1], виходячи зі середньо годинної витрати води, що визначається за формулою:

ср = U, (1.4)

де q - загальна середня годинна витрата води, що доводиться на одного споживача, за додатком 3[1]; - середня годинна витрата гарячої води, що доводиться на одного споживача, за додатком 3[1].

Тоді,

Отримане значення середньо годинної витрати не повинне перевищувати експлуатаційної витрати для обраного калібру.

Показники таблиці 1.3 заповнюються згідно з таблицею 4* [1].

Таблиця 1.3 - Технічні характеристики водомірів

Втрати напору визначаються за формулою:

Нs= S (qс)2, (1.5)

де S - питомий гідравлічний опір;с - максимальна секундна витрата на ділянці, де встановлено лічильник.

Тоді,

Нs= 14,5*0,522 = 3,92м.

.4 Визначення потрібного напору в системі холодного водопроводу

Потрібний напір, у місці приєднання вводу до міського водопроводу, повинен забезпечувати подачу води в диктуючу точку, з урахуванням величини вільного напору в ній.

Нпотр = Нgeom +ΣHl +Hs +Hf (1.6)

де Нgeom -геометрична висота підйому води, визначається як різниця позначок висі диктуючого приладу та позначки верха водопроводу в точці підключення до зовнішньої мережі, Нgeom=64,55 - 54,42=10,13 м;

ΣHl - сумарні втрати напору від диктуючої точки, до точки підключення до мережі зовнішнього водопроводу, ΣHl = 8,4 м;- втрати напору в лічильнику, Hs = 3,92 м;- вільний напір у диктуючому пристрої, приймається за додатком 2 [1], Hf =3 м.

Нпотр = 10,13 + 8,4 + 3,92 + 3 = 25,45 м.

НПОТР < НГАР = 25,45м < 28,3 м, якщо виконується ця умова, то система водопостачання без підвищувальних насосів і баків.

2. Проектування та розрахунок системи водовідведення

Проектується побутова система водовідведення житлового чотирьохповерхового будинку, яка містить у собі наступні елементи: приймачі стічних вод з гідравлічними затворами, відвідні трубопроводи (горизонтальні ділянки мережі в межах квартири), стояки (вертикальні трубопроводи) і випуски. У даному проекті для мережі системи водовідведення використовуються пластмасові труби.

.1 Гідравлічний розрахунок стояків

Діаметр стояка приймається згідно з таблицею 8 [1]. Він повинен бути не менш ніж діаметр відвідного трубопроводу, який до нього приєднується.

Відвідні трубопроводи прокладаються над підлогою, з ухилом до стояків. Діаметри відвідних трубопроводів від санітарних приладів приймаються за додатком 2 [5]. Величина ухилу залежить від діаметра трубопроводу та приймається рівною: 0,035 для труб діаметром 50 мм та 0,02 для труб діаметром 100 мм.

Мережа побутової системи водовідведення, згідно з пунктом 17.18 [1], вентилюється через стояки, витяжна частина яких виводиться через покрівлю будинку на висоту 0,3 м (для плоскої не експлуатованої крівлі).

Для ліквідації засмічень на стояках, на висоті 1 м від підлоги, передбачається встановлення ревізій. Ревізії встановлюються обов’язково на першому та останньому поверхах.

Розрахункова максимальна витрата стічних вод qs, л/с, визначається за формулою (при загальній максимальній секундній витраті q tot £ 8 л/с:

= 5 qo tot α + qos, л/с (2.1)

де qos - витрата стоків від приладу з максимальним водовідведенням, за додатком 2 [1] приймається qos = 1,6 л/с.

Розрахунок стояків зводиться до таблиць 2.1.1, 2.1.2. Показники таблиці 2.1.2 заповнюються згідно з таблицею 8 [1].

Таблиця 2.1.1 - Визначення розрахункових витрат стічних вод по стояках

Таблиця 2.1.2 - Перевірка стояків на пропускну здатність

.2 Гідравлічний розрахунок випусків

Випуски призначені для збору стічних вод від стояків і відводу їх за межі будинку у квартальну мережу.

Горизонтальні ділянки мережі на випусках необхідно прокладаються прямолінійно, встановлюються пристрої для прочищення - в місцях поворотів та приєднань стояків. Відстані між пристроями для прочищеннями приймаються згідно з таблицею 6 [1].

Діаметр випуску повинен бути не менш діаметра найбільшого зі стояків, що приєднують до нього. Відповідно до вимог [1, п. 18.2], при ухилі випуску рівному не менш 0,02 трубопроводи системи водовідведення повинні перевіряться на виконання умови:

 >К, (2.2)

де К=0,5 - для трубопроводів із пластмасових і скляних труб.

Згідно з [1, п. 18.2.], умову (2.2) дозволяється не виконувати, якщо при мінімальному ухилі швидкість руху рідини не менш 0,7 м/с, наповнення трубопроводів не менш 0,3. Розрахунок зводиться до таблиць 2.2.1 та 2.2.2.

Таблиця 2.2.1 - Визначення витрат і діаметрів випусків

Таблиця 2.2.2 - Перевірка випусків на пропускну здатність

2.3 Трасування квартальної мережі, визначення розрахункових витрат і початкової глибини закладення

На генплан кварталу наноситься квартальна мережа. В основу трасування покладений самопливний режим руху рідини від розрахункового колодязя до вуличного колектора. Мережа прокладається на відстані не менш 3,0 м від будинку, відстань між колодязями не повинне перевищувати 35,0 м. Перед приєднанням до вуличного колектора встановлюється контрольний оглядовий колодязь, на відстані 5,0 м. Цей колодязь перепадний, тому що вуличний колектор має більшу глибину закладення, чим квартальна мережа.

Відповідно до вимог [3] діаметр квартальної мережі приймається 160 мм для пластмасових труб.

Найменша глибина закладення мережі (м) визначається з умови:

ЗАК = hпр - 0,3 ³ 0,7 + d, (2.3)

де hпр - глибина проникнення в ґрунт нульової температури, м (hпр =0,65м) ;- діаметр труби, м.

Тоді,

ЗАК = 0,65 - 0,3 =0,35м < 0,7 + 0,16 = 0,86 м.

ЗАК= 0,86 м.

Колодязі будують зі збірних залізобетонних елементів; діаметр колодязів 1000 мм. Колодязі перекриваються легкими люками, діаметром 700 мм.

Розрахункові витрати на ділянках мережі зведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 - Визначення розрахункових витрат квартальної мережі.

.4. Гідравлічний розрахунок квартальної мережі

Мета гідравлічного розрахунку - визначити глибини закладення колодязів, ухили трубопроводів, розрахункові позначки лотків і рівнів води на ділянках мережі. Гідравлічний розрахунок виконується в табличній формі.

Перед початком гідравлічного розрахунку необхідно визначити ухили землі на розрахункових ділянках (для прикладу це розрахункова ділянка 1-2):

іЗ = , (2.4)

де ZЗ1,.З2 - відмітки землі у відповідних крапках розрахункової ділянки;-2 - довжина розрахункової ділянки, м.

Ухил трубопроводу на розрахунковій ділянці приймається не менш 0,007 м.

За розрахунковою витратою стічних вод на ділянці (q), ухилом трубопроводу (iТР), згідно з [4], визначають швидкість руху стоків (V) та наповнення (h/d).

Величина шару води в трубі на розрахунковій ділянці:

h=(h/d) d, (2.5)

де d=0,16м - умовний діаметр трубопроводу квартальної мережі.

Падіння на розрахунковій ділянці:

ПАД = iТР l, (2.6)

Позначка лотка в першій точці:

Л1 = ZЗ1- hЗАКЛ, (2.7)

де ZЗ1- позначка землі в першій точці,ЗАКЛ - прийнята початкова глибина закладення мережі.

Позначка лотка в другій точці дорівнює:

Л2 = ZЛ1 1- hПАД (2.8)

Мал. 1. Схема для визначення розрахункових позначок.

Позначка рівня води в трубі на розрахунковій ділянці у відповідній точці:

В1,2 = ZЛ1,2 + h, (2.9)

де h- величина шару води в трубі, м.

Глибина закладення другої точки:

ЗАК = ZЗ2 - ZЛ2. (2.10)

Задається значення ухилу трубопроводу на наступній розрахунковій ділянці.

Для розрахунку позначок на наступної ділянці визначається, у який спосіб з’єднуються трубопроводи в суміжній точці.

У зв’язку з тим, що наповнення на кожній наступній ділянці не зменшується, у порівнянні з попередньою ділянкою (значення діаметрів рівні), то з’єднання виконується порівнянням позначок води в суміжній точці.

Розрахунок позначок виконується за допомогою малюнка 2.

Мал. 2. Схема з'єднання ділянок за рівнем води

Після виконання розрахунків виконується поздовжній профіль, на якому вказуються позначки поверхонь землі, лотків труб, відстаней між колодязями, глибини, матеріал і діаметри труб. Розрахунки зведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 - Відомість гідравлічного розрахунку квартальної мережі.

Література

1.       СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 56 с.

.         Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. пособие. - М.: Стройиздат,1995. - 176 с.

.         СНиП 2.04.03 - 85. Канализация. Наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. - М.: ЦИПТ Госстроя СССР , 1986. - 72 с.

.         Методичні вказівки до виконання курсового проекту по дисципліні "Водопостачання та водовідведення" для студентів спеціальності 7.092601 "Теплогазопостачання та вентиляція" всіх форм навчання / Уклад.: М.П.Омельченко, Т.М. Полетаєва, І.Б. Синєжук, Л.Г. Зайченко, О.В. Майстренко, Ю.Г. Акулова. - Макіївка: ДонНАБА, 2009 р. - 75 с.

.         Водоснабжение и канализация: Учебник для вузов / В.С. Кедров, П.П. Пальгунов, М.А. Сомов. - М.: Стройиздат, 1984. - 288 с.

Специфікація