Проектирование водопровода и канализации

Проектирование водопровода и канализации

Введение

водопровод канализационный счетчик

Целью данного курсового проекта является проектирование и расчет водопровода холодной воды и канализации шестиэтажного, двухсекционного жилого дома.

Системы водоснабжения зданий и объектов любого назначения должны обеспечивать потребителей водой заданного качества, в требуемом количестве и под необходимым напором. Снабжение водой зданий и отдельных объектов может осуществляться от наружной водопроводной сети (населенного пункта, предприятия) или от собственного местного подземного или поверхностного источника водоснабжения. Водоснабжение, канализация и санитарно-техническое оборудование зданий и отдельных объектов определяют не только уровень благоустройства населенных пунктов, но и масштабы развития многих отраслей народного хозяйства. Снабжение потребителей водой высокого качества имеет большое санитарно-гигиеническое, экономическое и социальное значение.

Снабжение различных потребителей водой в достаточном количестве, качество которой отвечает высоким требованиям действующих ГОСТов, отведение и очистка загрязнённых вод с целью повторного или многократного использования их или сброса в водоём имеют большое народнохозяйственное, техническое и социальное значение. Современные системы водоснабжения, канализации населённых пунктов и санитарная техника зданий и отдельных объектов представляют собой сложные инженерные сооружения, устройства и оборудование. Их техническое совершенство определяет уровень благоустройства зданий и населённых пунктов, а также рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды от загрязнений.

Описание объекта проектирования:

количество этажей проектируемого здания 6, кол-во секций - 2, жилая площадь - 1303,2 м² высота этажа (от пола до пола) - 3 м, абсолютная отметка поверхности земли у здания 66,4 м, абсолютная отметка пола первого этажа 67,4 м, абсолютная отметка верха трубы городского водопровода 63,4 м, абсолютная отметка лотка городской канализации 61,4 м, глубина промерзания грунта 1,55 м, норма водопотребления 375_{л/сут.чел}, расстояние от красной линии до здания 3,5 м, расстояние от здания до городского канализационного колодца 12 м, диаметр трубы городского водопровода 400 мм, диаметр трубы городской канализации 600 мм, высота подвала (от пола подвала до пола 1 этажа) 2 м.

По назначению система водоснабжения - хозяйственно-питьевая. Система внутреннего водопровода - единый водопровод для подачи воды на все нужды. По типу сети - тупиковая.

1. Водопровод. Нормы проектирования

.1 Обоснование выбора системы и схемы водопровода

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.

По режиму действия система водопровода выбирается в зависимости от этажности здания и величины гарантийного напора в сети наружного водопровода.

При постоянном или периодическом недостатке напора в наружной водопроводной сети могут быть применены следующие системы хозяйственно-питьевого водопровода:

· Непрерывно или периодически действующие насосы при отсутствии регулирующих емкостей.

·        Периодически действующие насосы, работающие совместно с гидропневмоустановками.

Выбор системы внутреннего водопровода по режиму действия проводится после сравнения величины заданного минимального гарантийного напора в городской водопроводной сети у ввода в здание () с величиной требуемого напора (), определяемого в результате гидравлического расчета.

При решении вопроса о выборе системы водопровода необходимо предварительно определить свободный напор (), принимаемый в зависимости от этажности застройки, т.е. , где n - число этажей в здании.

м

м

Т.к. , то система водопровода не проектируется с повысительной установкой.

Сети внутреннего водопровода могут быть тупиковыми или кольцевыми, с одним или несколькими вводами, с нижней или верхней разводкой.

Для жилых зданий не менее 12 этажей и общественных зданий предпочтительнее проектировать водопроводные сети с нижней разводкой магистралей. Системы с водопроводной сетью, имеющей верхнюю разводку магистралей (на чердаке или под потолком верхнего этажа), обычно применяются в зданиях повышенной этажности, а также в банях, прачечных и в цехах промышленных предприятий.

При выборе системы и схемы водопроводной сети главным условием является применение наиболее экономичных типов конструкций и элементов максимальной готовности (санитарно-технические кабины и санитарно-технические блоки), что позволяет свести работы на строительном объекте к монтажу сетей и узлов, изготовленных в заводских условиях.

Вводом называется участок трубопровода от городской водопроводной сети до водомерного узла.

Трубы водопроводного ввода необходимо прокладывать по кратчайшему расстоянию под углом 90 к стене здания и с уклоном 0.002 - 0.005 к городскому водопроводу. Вводы монтируются из чугунных раструбных труб диаметром 50 мм и более, или стальных труб диаметром 40 мм и менее с нанесением противокоррозионной изоляции. Проход ввода через отверстие фундамента здания или стены подвала устраивают в стальной гильзе, диаметр которой на 400 мм больше диаметра ввода. Кольцевой зазор между трубой ввода и гильзой заделывают просмоленной прядью, мятой глиной и цементным раствором. В водонасыщенных грунтах ввод заделывают бетоном и цементным раствором или с помощью сальника.

Глубину заложения труб ввода принимают в зависимости от глубины заложения наружной водопроводной сети и глубины промерзания грунта. Минимальная глубина укладки ввода составляет 1 м. В месте присоединения ввода к наружной водопроводной сети предусмотреть колодец с установкой в нем задвижки на вводе (или вентиля - при диаметре 40 мм и менее) и спускного крана.

Расстояние по горизонтали (в свету) между вводом водопровода и выпуском канализации должно быть не менее 1,5 м (при диаметре ввода до 200 мм включительно). При пересечении водопроводных трубопроводов с канализационными расстояние между ними в свету по вертикали должно быть не менее 0,4 м, с другими трубопроводами - не менее 0,2 м.

Для учета количества потребляемой воды в зданиях проектируются водомерные устройства. Водомерные узлы располагают, как правило, сразу же после ввода. При проектировании системы водоснабжения здания с одним вводом водомер снабжается обводной линией. Водомерный узел желательно располагать в подвальном помещении с температурой воздуха + 5 С. Для удобства ремонта и обслуживания необходимо обеспечить свободный подход к водомерному узлу, расположив водомер непосредственно за наружной стеной, предусмотрев прямой участок длиной не менее 1 м на высоте 0,6 м над полом.

Перед водомером и после него устанавливают запорную арматуру, между водомером и второй запорной арматурой по направлению движения воды контрольно-спускной кран.

Системы водоснабжения подразделяются:

·        по назначению;

·        по сфере обслуживания;

·        по способу использования воды;

·        по обеспеченности напора, с учетом устанавливаемого оборудования;

По данной характеристике:

хозяйственно-питьевая (предназначена для обеспечения потребителя водой питьевого качества отвечающей требованием ГОСТа 2874-82 «Питьевая вода»;

- раздельная система;

- прямоточная;

система, действующая под напором в насосоповысительной установки.

1.2 Гидравлический расчет водопроводной сети

Расчет хозяйственно-питьевых сетей внутреннего водоснабжения заключается в определении диаметров трубопроводов и потерь напора при подаче расчетного расхода воды к водоразборным точкам.

Диаметры внутренних водопроводов следует назначать из расчета наибольшего использования гарантийного напора в наружной водопроводной сети.

Скорость движения воды в трубопроводах внутренних водопроводных сетей, в том числе при тушении пожара, не должна превышать 3 м/с.

Расчет сетей внутреннего водопровода и подбор насосов производится на пропуск максимального секундного расхода.

Определение расчетных расходов воды и гидравлический расчет сети.

Расчет производим в табличной форме. Данные расчета заносим в таблицу.

Выбираем расчётное направление, разбиваем его на участки (в пределах каждого участка расход должен быть постоянным).

Определяем число санитарно-технических приборов N, обслуживаемых каждым участком.

Определяем количество потребителей U по формуле:

 чел.

где - жилая площадь здания, м²;

 - норма жилой площади на одного потребителя, м².

Определяем вероятность действия приборов на каждом участке  по формуле:

где =5,6 л/ч - норма расхода холодной воды потребителем в час наибольшего водопотребления, принимается по (1, таблица П. 7.2).

=0,2 л/с - расход холодной воды одним прибором, принимается по (1, таблица П. 7.2).

 - число водопотребителей;

 - число санитарно-технических приборов;

Определяем вероятность действия (на вводе) :

где =15,6 л/ч - общий расход холодной воды потребителем в час наибольшего водопотребления, принимается по (1, таблица П. 7.2).

=0,3 л/с - общий расход холодной воды одним прибором, принимается по (1, табл. П. 7.2).

Полученное значение заносим в графу 7 таблицы 1.

По вероятности действия  и числу сан.-тех. приборов N определяем коэффициент a.

Расчетный (максимальный) секундный расход воды в системах холодного водоснабжения, общий расход воды на вводе q, л/с, определяют по формуле:

где - нормативный расход воды в л/с одним водоразборным краном (устройством) [1, прил. 7, таблица П. 7.2.]=0.3, л/с (для ввода). Так как данное здание с центральным горячим водоснабжением на участке от городского водоснабжения до водомерного узла принимаем , а на всех других участках расчет ведется раздельно для холодной и горячей воды, т.е. принимаем . Принятые значения  записываем в графу 10 таблицы 1;

 - коэффициент, величина которого зависит от числа водоразборных кранов N и вероятности их действия Р; численное значение коэффициента  определяют по [1, прил. 10] в зависимости от произведения NP, где Р - вероятность действия водоразборных устройств, определяемых при вычислении расходов воды на вводе и по участкам сетей холодного водоснабжения по формулам, записывается в графу 9.

В графе 16 расчетной таблицы 1 записываются величины потерь напора на всем расчетном участке, которые определяются путем умножения данных графы 15 на длину участка (графа 12). Внизу графы 16 подбивается итог, который показывает сумму потерь напора в трубах на всех расчетных участках расчетного направления водопроводной сети.

Величину потерь на местных сопротивлениях в фасонных частях и арматуре принимают в размере 30% от величины напора на трение по длине трубопроводов [1, п. 4.1]. Максимально нагруженный и наиболее удаленный является стояк 1.

Таблица 1. - Гидравлический расчёт внутреннего водопровода, стояк 1-5

Таблица 2. - Гидравлический расчёт внутреннего водопровода, стояк 2,3,4

1.3 Подбор счётчика воды

Для учета количества холодной воды, потребляемой жителями на хозяйственно-питьевые нужды, на вводах в здание принимаем турбинный счётчик. Диаметр условного прохода счётчика воды следует выбирать, исходя из среднечасового расхода холодной воды за сутки наибольшего водопотребления.

Определяем среднечасовой расход воды в сутки наибольшего водопотребления жителями здания:

,

м³/ч.

где =300 л/сут. чел. - норма водопотребления на одного человека.

По (3.табл. 4) подбираем диаметр счетчика. Определенный нами среднечасовой расход воды в сутки наибольшего водопотребления =1,23 м³/ч не должен превышать эксплуатационный расход воды счетчика q_э=6,4 м³/ч.

Так как < q_э, то принимаем счётчик ВК-40 с диаметром d=40 м, гидравлическим сопротивлением S=0,505 м/(л/с)², а его эксплуатационный расход = 6,4 м³/ч;  м³/ч; м³/ч;  м³/ч;  м³/ч;  м³/ч.

Пропуск максимального расчётного расхода воды, при котором потери напора не должны превышать 2,5 м

, что меньше 2,5 м.

Пропуск максимального секундного расхода воды с учётом подачи расчётного расхода воды на внутреннее пожаротушение

Среднечасовой расход воды, допускаемый при длительной эксплуатации счётчика должен быть больше 4% максимального суточного расхода

,

, где

=1,3 - коэффициент суточной неравномерности.

%=0,04^.42,12=1,6м³/сут

Среднечасовой расход воды при длительной эксплуатации счётчика:

> , условие выполнено.

Минимальный расчётный расход воды, составляющий 6 - 8% от среднечасового расхода или 1/10 - 1/15 максимального расчетного расхода не должен быть меньше предела чувствительности счётчика или наименьшего допустимого значения:

;

Порог чувствительности счётчика: 0,08,

Т.о. 0,132 > 0,08, следовательно, условие выполняется.

;

Минимальный расход счетчика

,458 > 0,16 - условие выполняется.

Для нормальной работы счетчика необходимо, чтобы максимальный расчетный расход воды составлял 40 - 50% от максимального расчетного расхода для данного счетчика. Он должен превышать максимальный расчетный расход воды

;

;

м³/ч > 4,58 м³/ч, следовательно, условие выполнено.

Все требования выполнены, следовательно, принимаем водомерный крыльчатый счётчик ВК - 40.

.4 Определение требуемого напора

Требуемый напор в системе водоснабжения здания обеспечивает бесперебойную подачу воды до наиболее удаленной и высоко расположенной водоразборной точки и ее излив с учетом преодоления всех сопротивлений на пути движения воды от городской сети до точки излива.

Требуемый напор в городском водопроводе определяется:

,

 - сумма потерь напора от городского водопровода до здания и во внутреннем водопроводе холодной воды, м;

 - свободный напор, м.

Геометрическую высоту подъема воды определяем по формуле:

где  - отметка пола первого этажа, м;- число этажей в здании;

 - высота этажа, м;

 - высота расположения диктующего водоразборного устройства над полом этажа;

 - отметка оси городского водопровода, м.

.

Сумму потерь напора от городского водопровода до здания определяем по формуле:

Где  - потери напора в счётчике;

- потери напора на вводе;

- сумма потерь напора (по длине трубопровода h₁ и на местных сопротивлениях h_м), м;

Свободный напор  - ванны со смесителем.

Тогда требуемый напор в городском водопроводе будет равен:

м.

Сравниваем требуемый напор с гарантийным:

- условие соблюдается.

1.5 Описание конструирования сети водопровода с оборудованием выбора материалов, способов прокладки и соединения труб

В жилых зданиях разводящие сети внутреннего водопровода прокладывают в подвальных помещениях. Стояки можно прокладывать открыто по стенам и перегородкам уборных, умывальных, душевых, кухонь и других помещений. В помещениях, к отделке которых предъявляются повышенные требования, трубопроводы прокладывают скрыто.

Для учета количества потребляемой воды в системах водоснабжения зданий устанавливают водосчетчики. В процессе эксплуатации требуется проводить проверку измерительных приборов, а иногда ремонт или замену приборов, дающих показания с большими погрешностями. Водосчетчик устанавливают на трубопроводе между двумя задвижками или вентилями, в результате чего образуется водомерный узел.

Водомерный узел с обводной линией, на которой устанавливается вентиль или задвижка, принимают в системах хозяйственно-питьевого, а также в системах, где недопустим перерыв в подаче воды. Запорную арматуру (вентили или задвижки) устанавливают перед водосчетчиком и после него. Между водосчетчиком и запорной арматурой устанавливают контрольно-спускной кран, который служит для спуска воды из системы внутреннего водопровода, контроля располагаемого напора, проверки правильности показания водосчетчика. В остальных случаях применяют водомерные узлы.