Гидравлический расчет внутренней канализации. Расчет канализации или почему так важно потратить время на проектирование системы. Почему важен угол наклона, и как его определить

При проектировании внутреннего водопровода рассчитывают необходимые расходы воды, диметры, труб и потери напора в сети (гидравлический расчет трубопроводов).

Водопроводная, сеть здания рассчитывается на пропуск максимальных секундных расходов воды через каждый участок.

Для определения расхода воды для системы в целом (на вводе) необходимо:

Вычислить общее количество потребителей воды (жителей)

где U -средняя заселенность квартир, (принимать по заданию)

принять норму расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления

(см. прил.3 табл. 5)

определить общее число установленных санитарно-технических приборов

принять секундный расход воды расчетным водоразборным прибором (арматурой)

(см. прил.3 табл. 5) рассчитать вероятность действия санитарно-технических приборов Р по формуле

(3)

расход воды

, следует определять по

, (4)

Где α- коэффициент, зависящий от Р и

(см. прил.3 табл. 6)

При вычислении вероятности Р по формуле (3) и для определения по (4) необходимо учитыватьследующее:

принимается расход холодной воды в час наибольшего водопотребления -

(см. прил.3 табл. 5)

(см. прил.3 табл. 5), секундный расход

Водоразборного прибора принимается расход холодной, воды(см. прил.3 табл. 5)

По расчетному расходу определяется диаметр трубопровода d и гидравлический уклон I по таблицам для гидравлического расчета водопроводных труб Ф.А. Шевелева (см. прил.3 табл. 7). При этом скорости движения воды рекомендуется принимять 0,5 - 1 м/с

Потери напора по длине на вводе , м составят

где длина от точки врезки в наружную сеть до водомерного узла, м (определяется по генплану).

При расчете участков сети по расчетному направлению величиям Р и , остаются постоянными, меняется только количество водоразборных приборов. Расчетный расход для каждого участка находится по формуле (4).

Диаметр трубопровода и потери напора на участке определяются аналогично вычислению этих параметров для ввода.

Длины расчетных участков принимаются по аксонометрической схеме.

Суммируя потери напора на каждом участке вдоль расчетного пути, получаем потери по длине всей сети .

Гидравлический расчет водопроводной сети выполняется одновременно с заполнением табл. 1

Таблица 1

Потери напора на местные сопротивления , принимаются как процент от потерь -напора по длине. В хозяйственно-питьевых водопроводах жилых зданий они составляют 30%.

Счетчик воды подбирается такой, чтобы он обеспечивал учет воды с достаточной точностью как при максимальных, таи и при минимальных расходах.

Диаметр условного прохода счетчика воды следует выбирать исходя из среднечасового расхода воды за период потребления (сутки), который не должен превышать эксплуатационный (см. прил.3 табл. 3).

Среднечасовой расход воды

м/ч³, вычисляются по формуле

(6)

где

- суточный расход воды, определяемый по форму­ле (7) Т-период потребления (сутки), ч.

Расчетный суточный расход воды

, м³/сут, определятся по формуле(7)

где

- норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л/сут (см. прил.3 табл. 5).

- количество потребителей воды (1).

При вычислении

, по формуле (7) и для определения

, по (6) необходимо учитыватьследующее:

● в варианте с централизованным горячим водоснабжением в качестве

принимается расход холодной воды в сутки наибольшего водопотребления -

(см. прил.3 табл. 5)

● в варианте с местным приготовлением горячей воды в качестве

принимается общий расход воды(в том числе и горячей)-

(см. прил.3 табл. 5),

Счетчик с принятым диаметром условного, прохода надлежит проверить на пропуск максимального (расчетного) секундного, расхода воды на вводе(4).

При этом потери напора воды в счетчиках не должны превышать: 5 м –в крыльчатых, 2,5м- в турбинных.

Потери напора в счетчике, (водомере)

,М при расчетном секундном расходе воды, л/с, определяются по формуле

(8)

где S - гидравлическое сопротивление счетчика, м /(л/с) (см. прил.3 табл. 3).

Желательно, чтобы потери напора в водомере при пропуске расчетного расхода воды были не менее 0,3 м для большей точности учета максимальных расходов воды.

Необходимый (требуемый) напор в системе водоснабжения определяют по формуле, м (9)

где - геометрическая высота подачи воды, равная разности отметок земли в месте присоединения ввода к наружной сети и оси диктующей водоразборной арматуры, м;

- потери напора на вводе, в водомере, в трубах по расчетному направлению, на местные сопротивления в арматуре и фасонных частях соответственно, м;- минимальный (необходимый) свободный напор перед диктующим прибором

, (см. прил.3 табл. 4).

Требуемый напор должен быть равен или меньше гарантийного напора,

. При несоблюдении этого условия следует увеличить

диаметры труб на отдельных участках. Это позволит снизить потери напора в сети и отказаться от установки дорогостоящих водоповысительных установок. Скорректировав расчет, полученные значения диаметров труб переносят на аксонометрическую схему.

Задачей расчета является подбор диаметров и уклонов трубопроводов канализационной сети, обеспечивающих отвод сточных вод от санитарно-технических приборов и сброс их в городской канализационный коллектор в самотечном режиме. Расчет системы канализации жилого здания рекомендуется вести в следующем порядке.

1. Строится расчетная аксонометрическая схема системы канализации здания (если в здании несколько выпусков, рассчитывается только часть системы канализации здания, работающая на один наиболее удаленный от городского коллектора выпуск).

2. Без расчета назначаются диаметры поэтажных отводных линий: на участках, пропускающих расход сточных вод от унитазов, – 100 мм, на других участках – 50 мм.

3. Назначается диаметр стояка (не менее наибольшего диаметра поэтажных отводных линий, если есть унитазы – 100 мм) и проверяется его пропускная способность.

Максимальная пропускная способность вентилируемого стояка из чугунных труб диаметром 100 мм при отводных линиях диаметром также 100 мм и угле присоединения поэтажных ответвлений 90составляет 3,2 л/с, при соответствующих диаметрах 50 мм – 0,8 л/с, при других материалах труб и в других случаях – см табл.6, 7, 8, 9.

Расчетный расход в основании стояка, л/с, определяется

q s = q tot + q 0 s , (2.1)

где q tot – общий максимальный расчетный суммарный расход холодной и горячей воды приборами рассчитываемого стояка, л/с, q 0 s – залповый сброс стоков одним прибором, л/с, при наличии на стояке унитазов q 0 s = 1,6 л/с, в других случаях – по прил. 4.

, (2.2)

где q 0 tot – суммарный расход холодной и горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором. Для приборов, обычно используемых в жилых зданиях, q 0 tot = 0,25 л/с;  – коэффициент, определяемый по прил. 1 в соответствии с произведениемNP tot , при этомN – количество санитарно-технических приборов на стояке. Общая вероятность действия приборовР tot для расчета систем канализации определяется

, (2.3)

где

– норма расхода суммарно холодной и горячей воды, л, потребителем в час наибольшего потребления. Для жилых зданий с традиционным комплектом санитарно-технических приборов

= 15,6 л/ч; значенияU и N здесь принимаются те же, что и при расчете холодного водоснабжения.

Если расчетный расход q s в основании стояка превысит его максимальную пропускную способность, необходимо увеличить диаметр или изменить угол присоединения к стояку поэтажных ответвлений и тем самым увеличить пропускную способность.

4. Производится расчет горизонтальных трубопроводов (в подвале), выпусков и дворовой канализационной сети. Расчет заключается в подборе таких диаметров и геодезических уклонов, при которых скорости V – не менее самоочищающей скорости 0,7 м/с, при которой происходит вынос отложений в нижней части труб, а наполнение трубопроводов H / d – не менее 0,3 и выполняется условие

. (3.2)

где К = 0,5 – для трубопроводов с использованием труб из полимерных материалов; К = 0,6 – для трубопроводов из других материалов.

В тех случаях, когда выполнить эти условия не представляется возможным из-за недостаточной величины расхода сточных вод, участки считаются нерасчетными и прокладываются с уклоном не менее 1/D, гдеD– наружный диаметр трубопровода, мм.

Для расчета используются таблицы для гидравлического расчета самотечных трубопроводов канализации (прил. 5).

По данным гидравлического расчета определяются отметки всех характерных точек внутренних горизонтальных трубопроводов и лотка колодцев дворовой сети. Для защиты от замерзания глубина заложения труб дворовой сети (от поверхности земли до лотка трубы) должна быть не менее глубины промерзания грунта в данном регионе минус 0,3 м. Расстояние от поверхности земли до верха труб должно быть не менее 0,7 м для защиты от разрушения труб колесным транспортом. По итогам расчета определяется величина перепада труб в контрольном колодце, отметка лотка трубы на входе в канализационный коллектор должна быть не ниже отметки лотка этого коллектора.

Пример 2. Конструирование и расчет системы канализации здания.

Исходные данные : здание принимается согласно исходным данным примера 1, глубина заложения уличного канализационного коллектора – 4,0 м.

Решение. На плане этажа размещены канализационные 2 стояка (в туалетах), принято решение предусмотреть из здания 1 выпуск в сторону оси 1 – 1. Аксонометрическая расчетная схема системы канализации представлена на рис. 2.3. Размещение трубопроводов показано на планах этажа и подвала (рис.1.13 и 1.14).

Поэтажные ответвления приняты чугунные, прокладываются непосредственно по полу соответствующего этажа, диаметр до присоединения унитаза (по ходу воды) 50 мм, после присоединения унитаза – 100 мм. Присоединение поэтажных отводных линий к стояку предусмотрено под углом 90 0 .

Стояки приняты чугунные диаметром 100 мм, их вытяжная часть выводится на 0,2 м выше скатной кровли. Предусмотрены ревизии на 1-м и 3-м этажах. Каждый стояк собирает стоки от 12 приборов, вероятность их действия определена по формуле 2.3

При12 приборах на стоякеNP tot = 0,204 и по прил. 1 = 0,450.

По формулам (2.2) и (2.1) определен расчетный расход в основании стояка:

q tot = 50,250,450 = 0,56 л/с;

q s = 0,56 + 1,6 = 2,16 л/с.

Полученное значение не превышает пропускной способности стояка 3,2 л/с, работоспособность стояка обеспечена.

Прокладка горизонтальных канализационных сетей в подвале здания принята над полом. Назначены расчетные участки 1–2–3 по наиболее длинной ветви в здании. За начальную точку расчета принята точка 3 у наружной стены, отметка низа трубы назначена равной отметке пола подвала – 2,70 м. Отметки низа трубы в точках 2 и 1 назначены в соответствии с результатами гидравлического расчета по табл. 2.1 соответственно – 2,64 и – 2,52.

Рис. 2.3. Расчетная схема канализации здания К1

Таблица 2.1

Расчет канализационной сети

Для защиты от засоров на 1 и 3 этажах на стояках на высоте 1,65 м от пола устанавливаются ревизии, а в основании стояков – прочистки. Также прочистка предусмотрена в точке перепада трубопровода на выходе из здания. Рабочий чертеж «Схема водоотведения здания» представлен на рис 2. 4.

Рис.2.4. Схема водоотведения здания К1

По генеральному плану произведена трассировка дворовой сети, назначены смотровой колодец КК-1 в 3 м от наружной стены, приемный колодец на городской сети ГКК и контрольный колодец ККК в 3 м от ГКК (участки 3–КК1–ККК–ГКК длиной соответственно 3,00 м; 10,00 м; 3,00 м) (см. рис. 1.15). Отметка лотка трубы в точке 3 на выходе из здания назначена 48,00 м при отметке земли 50,20 м в соответствии с глубиной промерзания 2,50 м минус 0,30 м. Перепад трубопровода на выходе из здания составил 0,50 м. Для обеспечения плавного поступления воды в колодец ГКК городской канализации в контрольном колодце КК-2 предусмотрен перепад, величина которого определена расчетом 1,48 м. Все расчеты сведены в табл. 2.1.

На основании данных этой таблицы и генплана составлен продольный профиль дворовой сети (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Профиль дворовой канализационной сети

При этом вначале вычерчивается в установленном масштабе профиль поверхности земли по трассе дворовой сети. На профиль переносятся с генплана канализационные колодцы, коммуникации и откладываются определенные по генплану длины расчетных участков и отметки мест пересечений канализационных сетей с иными коммуникациями. Ниже профиля заполняется бланк установленной формы, в который заносятся результаты вычислений из табл. 2.1 и отметки с генерального плана. Инженерные сети (водопровод, теплосеть, канализация) должны иметь привязку к координатной сети квартала. Вданном примере в соответствии с исходными данными отметка земли по генплану в точке присоединения к коллектору 50,20 м, отметка коллектора на 4,0 м меньше отметки земли – 46,20 м. Трубопровод дворовой сети по результатам расчета примыкает к коллектору на той же отметке, и работа этой системы в самотечном режиме обеспечена.