Методические указания к курсовым проектам

Часть 1

Хабаровск

Рецензент: Кандидат технических наук, доцент кафедры “Гидравлика и водоснабжение” Дальневосточного государственного университета путей сообщения О.В. Акимов

Дана методика и примеры расчета основных элементов систем холодного водоснабжения и канализации. Приведены рекомендации по проектированию этих систем. Для студентов заочного обучения представлено задание на проектирование, в котором описан объем работы и приведены варианты исходных данных.

Методические указания составлены для студентов специальностей “Водоснабжение и водоотведение” и “Промышленное и гражданское строительство” всех форм обучения.

© Издательство Дальневосточного государственного университета путей сообщения (ДВГУПС), 2001

ВВЕДЕНИЕ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 2. ВЫБОР СИСТЕМЫ ХОЛОДНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО ВОДОПРОВОДА 4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕГО ВОДОПРОВОДА ПРИ ПРОСТОЙ СХЕМЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ 5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕГО ВОДОПРОВОДА ПРИ СХЕМЕ С НАСОСНОЙ СТАНЦИЕЙ ПОДКАЧКИ И ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИМ БАКОМ 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ 7. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ Исходные данные для заочников * ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Значение коэффициентов () при ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Гидравлический расчет стальных труб внутренней водопроводной сети (ГОСТ 3262-75) ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Основные характеристики счетчиков воды ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Расход воды и стоков санитарными приборами ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Норма расхода воды потребителями ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Сводный график полей Q – H насосов типа К ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Номограмма для расчета канализационных трубопроводов СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


“Санитарно-техническое оборудование зданий” является одной из основных дисциплин при подготовке инженеров, работающих в области проектирования, строительства и эксплуатации систем водоснабжения, канализации, гражданских сооружений.

Санитарно-техническое устройство и оборудование современных зданий представляет собой комплекс инженерного оборудования холодного и горячего водоснабжения, канализации и водостоков.

Большое значение имеет выбор рациональных схем водоснабжения, повышения их надежности и экономичности. Особое внимание уделяется гидравлической устойчивости, стабилизации напоров, ликвидации непроизводительных расходов и утечек. Использование передовых методик расчета позволяет находить оптимальные варианты инженерных решений, обеспечивать снижение сметной стоимости и эксплуатационных затрат.

Санитарно-техническое оборудование зданий включает в себя системы холодного и горячего водоснабжения, канализации и внутренние водостоки. В курсовом проекте студенты специальности ПГС разрабатывают системы холодного водоснабжения и канализации для жилого здания. Студенты специальности ВВ – все перечисленные системы для микрорайона, состоящего из однотипных зданий.

Исходные данные по курсовому проектированию для студентов заочного отделения даны на с. 27–29.

Внутренний водопровод представляет собой систему трубопроводов и устройств, предназначенных для подачи воды от городской водопроводной сети к санитарно-техническим приборам, пожарным кранам, технологическому оборудованию. Соответственно системы водоснабжения классифицируются на хозяйственно-питьевые, противопожарные, технологические. В жилых зданиях высотой 12 и более этажей применяется объединенная система хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения. При меньшей этажности – только система хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Внутренний водопровод включает в себя следующие элементы: ввод в здание, водомерный узел, разводящую сеть, стояки, подводки к санитарным приборам, водоразборную, смесительную, запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, система водоснабжения может включать в себя насосную станцию подкачки и регулирующую емкость.

Выбор схемы внутреннего водопровода производится на основе сравнения гарантированного напора в наружной водопроводной сети Нгар . указанного в исходных данных, и напора, требуемого для водоснабжения конкретного здания Н тр , м,

, (2.1)

где n – этажность здания.

При Н тргар применяется простая схема водоснабжения здания (рис. 2.1), при Нтр > Нгар – схема с насосной станцией подкачки и регулирующей емкостью (водонапорным баком на чердаке здания или гидропневматическим баком) (рис. 2.2). Насосную станцию и гидропневматический бак, обслуживающие группу зданий, рекомендуется размещать в отдельно стоящем или пристроенном здании ЦТП (центрального теплового пункта).

Рис. 2.1. Простая схема водоснабжения здания: 1 – водоразборная арматура; 2 – подводка к приборам; 3 – водомер; 4 – стояк; 5 – разводящая сеть (магистраль); 6 – водомерный узел; 7 – ввод; 8 – трубопровод наружной водопроводной сети; 9 – отвод к системе горячего водоснабжения

Рис. 2.2. Схема водоснабжения здания с насосной станцией подкачки и гидропневматическим баком: 1 – водоразборная арматура; 2 – подводка к приборам; 3 – водомер; 4 – стояк; 5 – разводящая сеть (магистраль); 6 – водомерный узел; 7 – ввод; 8 – трубопровод наружной водопроводной сети;

9 – отвод к системе горячего водоснабжения; 10 – здание насосной станции;

11 – насос подкачки;12 – гидропневматический бак

Гидростатический напор на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должен превышать 45 м. Для проверки этого требования определяется напор у приборов нижнего этажа:

, (2.2)

где Нгеом – разница отметок приборов 1-го этажа и трубопровода городской сети.

При простой схеме водоснабжения здания на генеральном плане производится трассировка ввода по кратчайшему расстоянию от наружной водопроводной сети до здания. При необходимости установки насосов подкачки намечается место расположения ЦТП и трассируются вводы в здания микрорайона.

На вводах обычно используются напорные чугунные трубы, прокладываемые ниже глубины промерзания в данной местности. Трубопровод должен иметь уклон не менее 0,002 в сторону городской сети. Пересечение вводом стен подвала делается под прямым углом, и для защиты от возможной просадки над трубой в стене устраивается зазор 0,2 м, заделываемый эластичными водонепроницаемыми материалами.

Для контроля за водопотреблением на вводе у наружной стены устанавливается счетчик воды. Он должен быть размещен на горизонтальном участке циферблатом вверх на высоте, обеспечивающей легкий доступ к нему. Водосчетчики устанавливают в водомерных узлах (рис. 3.1), в состав которых входят вентили, контрольно-спускной кран, манометр, обводная линия. В зданиях, имеющих 2 и более вводов, каждый из них оборудуется водомерным узлом, причем обводные линии не предусматриваются. При несовпадении диаметра ввода и калибра водосчетчика до и после водосчетчика дополнительно предусматриваются переходники. Чтобы не происходило увеличения погрешности из-за искажения потока, до счетчика воды устраивается прямой участок длиной не менее 5 условных диаметров счетчика, а после него – не менее одного условного диаметра.

Рис. 3.1. Схема водомерного узла: 1 – счетчик воды; 2 – вентиль; 3 – контрольно-спускной кран; 4 – обводная линия; 5 – манометр; 6 – переходник

Разводящие трубопроводы в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения делаются тупиковыми, прокладываются в подвалах, технических подпольях (рис. 3.2), а при отсутствии их – в подпольных каналах первого этажа. Эти трубопроводы обычно размещаются вдоль стен и монтируются с уклоном не менее 0,002 в сторону ввода.

Рис. 3.2. Способы прокладки разводящих трубопроводов в подвале здания: 1 – на подвеске; 2 – на консольных опорах; 3 – на столбчатых фундаментах

Стояки в жилых зданиях прокладывают открыто в штробах или по стенам и перегородкам туалетов, ванных и кухонь. Подводки к приборам монтируются открыто на высоте 0,2 – 0,4 м от уровня пола. На вводе в каждую квартиру устанавливается счетчик воды.

Для всех сетей внутреннего водопровода используются стальные трубы с внутренним и наружным защитным покрытием от коррозии (оцинкованные) либо пластмассовые трубы.

Запорная арматура (вентили или задвижки) предусматривается на вводе в здание (в рамках водомерного узла), у основания стояков в зданиях высотой 3 этажа и более, на ответвлениях в каждую квартиру.

На основании принятых конструктивных решений строится аксонометрическая схема внутреннего водопровода с указанием всех трубопроводов, оборудования и арматуры.

Задачей расчета является подбор таких диаметров трубопроводов, при которых обеспечивается нормальная работа всех санитарно-технических приборов и максимально используется гарантийный напор в наружной водопроводной сети Нгар . В качестве расчетной схемы используется аксонометрическая схема внутреннего водопровода.

Расчет рекомендуется выполнять в следующем порядке.

1. На расчетной схеме выбирается диктующий (наиболее удаленный от ввода и высоко расположенный) санитарно-технический прибор, выделяются и нумеруются участки расчетной ветви от этого прибора до точки присоединения ввода к наружной сети, границами которых являются точки разветвления потоков.

2. Определяется вероятность действия санитарно-технических приборов в здании Р С

, (4.1)

где – норма расхода холодной воды, л, потребителем в час наибольшего потребления, для жилых зданий = 5,6 л/час; U – число потребителей (жителей) в здании, назначается в соответствии с количеством и планировкой квартир; – расход холодной воды, л/с, санитарно-техническим прибором, для приборов, обычно используемых в жилых зданиях = 0,18 л/с; N – число санитарно-технических приборов в здании.

3. Определяются расчетные расходы на всех участках расчетной ветви q C , л/с:

, (4.2)

где a – коэффициент, определяемый по прил. 1 в соответствии с произведением для каждого участка, при этом N – количество санитарно-технических приборов, снабжаемых водой по этому участку.

Следует иметь в виду, что в зданиях с закрытой системой горячего водоснабжения ввод и водомер обслуживают и холодный и горячий водопровод и рассчитываются на пропуск общего расхода воды q tot , л/с,

, (4.3)

где = 0,25 л/с, а a – определяется в соответствии с общей вероятностью Р tot :

, (4.4)

где = 15,6 л/час.

4. Назначаются диаметры трубопроводов на участках расчетной ветви, и по таблицам для гидравлического расчета (прил. 2) определяются скорости V и гидравлические уклоны 1000 i. При этом следует ориентироваться на экономичные скорости от 0,7 до 1,5 м/с, но не более 3 м/с и предусматривать постоянные диаметры на всем стояке, на всей магистрали. Обычно назначаются: на подводках к приборам 15 мм, стояк 20–25 мм, магистраль 25–40 мм, ввод – 50 мм.

5. Определяются потери напора на отдельных участках и во всей расчетной ветви Нl , м:

, (4.5)

где kl – коэффициент, учитывающий местные потери напора, для хозяйственно-питьевых водопроводов kl = 0,3; - потери напора по длине на участках, l – длина соответствующих участков, м.

6. Производится подбор марки и калибра (диаметра условного прохода) счетчика воды на вводе в здание.

В жилых зданиях обычно используются счетчики типа ВСКМ (водосчетчик “сухоход” крыльчатый, многоструйный). Для выбранного калибра эксплуатационный расход (см. прил. 3) должен быть больше среднего часового расхода воды q т. м 3 /час, определенного при открытой (независимой) системе горячего водоснабжения,

, (4.6)

для зданий с закрытой системой горячего водоснабжения

, (4.7)

где – соответственно норма расхода холодной воды и общего расхода, л, потребителем в сутки. Для жилых зданий – 180 л/чел. – 300 л/чел.

Счетчик с принятым диаметром условного прохода проверяется на пропуск расчетного максимального секундного расхода воды, при этом потери напора в крыльчатых счетчиках Нвод,зд не должны превышать 5 м.

, (4.8)

где S – гидравлическое сопротивление счетчика, м/(л/с) 2. принимается по прил. 3; q – расчетный расход (по данным гидравлического расчета на участке ввода, где установлен счетчик), л/с.

Если потери напора превышают допустимые, назначается и проверяется больший калибр счетчика.

7. Без подбора назначается минимальный калибр счетчика 15 мм на вводе в квартиру, и по формуле (4.8) определяются потери напора в нем Нвод.кв , м.

8. Определяется уточненный требуемый напор для рассчитываемого здания Нтр , м:

, (4.9)

где Нгеом – геометрическая высота подачи воды от трубопровода городской сети до диктующего санитарно-технического прибора, м; Hсв – свободный напор, м, диктующего санитарно-технического прибора, необходимый для его нормальной работы, принимается по прил. 4.

В результате расчета требуемый напор Нтр должен быть меньше гарантированного напора Нгар . Запас напора (разница между Нтр и Нгар ) может составлять до 5 м.

Если это требование не выполняется, необходимо скорректировать диаметры и соответственно потери напора на вводе и разводящей сети.

Пример 1. Выбор, конструирование и расчет системы холодного водоснабжения при простой схеме.

Исходные данные. отдельно стоящее жилое пятиэтажное здание, высота этажа от пола до пола – 2,8 м; высота подвала от пола до потолка – 2,2 м; план этажа и подвала показаны на рис. 4.1 и 4.2 соответственно; генеральный план участка приведен на рис. 4.3. Гарантированный напор в наружной водопроводной сети Нгар = 30 м. Система горячего водоснабжения – закрытая. Район строительства – г. Хабаровск. Глубина заложения наружной водопроводной сети – 3 м.

Рис.4.1. План 1 этажа

Рис. 4.2. План подвала

Рис. 4.3. Генеральный план участка

Решение. Для выбора системы водоснабжения по формуле (2.1) определяется предварительное значение напора, требуемого для водоснабжения здания, Нтр = 10+4 (5–1) = 26 м.

Так как Нгар > Нтр . применяется простая схема водоснабжения.

Гидростатический напор у приборов первого этажа не определяется, так как при напоре в наружной сети 30 м он не может превышать предельные 45 м.

На генеральном плане (рис. 4.3) произведена трассировка ввода и предусмотрено использование чугунных напорных труб с уклоном 0,002 в сторону наружной сети. В колодце в начале ввода устанавливается задвижка. Глубина заложения назначена, как для наружной сети – 3 м.

В подвале у наружной стены предусмотрен водомерный узел, включающий водомер типа ВСКМ и обводную линию. Водомер размещается на 1 м выше пола подвала.

Разводящие трубопроводы выполняются из стальных оцинкованных труб и прокладываются в подвале вдоль несущих стен на консольных опорах на высоте 1,8 м от пола подвала.

Стояки прокладываются открыто в туалетах. Ответвления в квартирах выполняются на высоте 0,7 м от пола, на ответвлениях устанавливают счетчики воды без обводных линий. Дальнейшая разводка по квартире производится на высоте 0,24 м от пола. Предусмотрен общий смеситель на ванну и умывальник.

По результатам конструирования построена аксонометрическая схема холодного водопровода (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Аксонометрическая схема холодного водопровода

На схеме определен диктующий санитарно-технический прибор – мойка на 5 этаже наиболее удаленного от ввода стояка, выделены и пронумерованы узлы расчетной ветви. При этом назначены точки 4 и 9. в которых расход не изменяется, но возможно изменение диаметра.

Исходя из планировки квартир количество жителей в одной квартире – 4 человека. Общее количество жителей в здании – 40 человек. Общее количество санитарно-технических приборов (мойка, умывальник, ванна, унитаз) – 40 шт. По прил. 4 и 5 = 5,6 л/с и наибольшее значение = 0,18 л/с.

По формуле (4.1)

Для участков 1–11 определено: число обслуживаемых санитарно- технических приборов N. произведение N P c. a – по прил.1; q c – по формуле (4.2). Для участка 11–12 по формулам (4.4) и (4.3) определены:

;

NP = 0,017х40 = 0,68 ; a = 0,79 ;

л/с .

Длины участков между узлами 1–11 определены по строительным чертежам, участка 11–12 – по строительным чертежам и генплану. Результаты расчета сведены в табл. 4.1.

По материалам сайта: http://edu.dvgups.ru