Гидравлический расчет канализации пример

Проектирование и расчет системы водопровода и канализации в гражданских зданиях

1 Внутренний водопровод. — 3 —

1.1 Выбор системы и схемы внутреннего водопровода. — 3 —

1.2 Гидравлический расчёт внутреннего водопровода. — 3 —

1.3 Расчет и подбор водомеров. — 6 —

1.4 Определение требуемого напора для системы внутреннего водопровода и подбор насосных агрегатов. — 9 —

2 Внутренняя канализация. — 12 —

2.1 Подбор отводных трубопроводов. — 12 —

2.2 Подбор стояков. — 12 —

2.3 Расчет выпусков. — 13 —

2.4 Ревизии и прочистки. — 15 —

3 Дворовая канализация. — 16 —

Список литературы. — 22 —

Во всех типах зданий, возводимых в канализованных районах, необходимо предусмотреть системы внутреннего водоснабжения и канализации.

Внутренний водопровод – это система трубопроводов и устройств, обеспечивающая подачу воды к санитарно-техническим приборам, пожарным кранам и технологическому оборудованию, обслуживающая одно здание или группу зданий и сооружений и имеющая общее водоизмерительное устройство от сети водопровода населенного пункта или промышленного предприятия.

Внутренняя канализация – система трубопроводов и устройств, обеспечивающая отведение сточных вод от санитарно-технических приборов и технологического оборудования, а также дождевых и талых вод в сеть канализации соответствующего назначения населенного пункта или промышленного предприятия.

Целью данного проектирования является закрепление теоретических знаний по дисциплине "Водоснабжение и водоотведение", закрепление навыков пользования технической литературой, нормами строительного проектирования.

Курсовой проект состоит из двух частей. Задачи первой части курсового проекта:

• проектирование и расчет системы холодного водоснабжения;

• расчет и подбор водомеров;

• расчет требуемого напора для системы внутреннего водопровода и подбор насосной установки.

Задачи второй части:

• проектирование системы внутренней канализации;

• подбор поэтажных отводов и стояков;

• проектирование и расчет дворовой системы канализации;

• построение профиля дворовой канализации.

1 Внутренний водопровод

1.1 Выбор системы и схемы внутреннего водопровода

Выбор системы водопровода производят в зависимости от технико-экономической целесообразности, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, а также с учетом принятой системы наружного водопровода и требования технологии производства [1, п. 4.2].

Система внутреннего водопровода по назначению – хозяйственно-питьевая [1, п. 4.5], по типу сетей – тупиковая [3, п. 3.1]. По расположению магистрали – схема с нижней разводкой.

Определение требуемого напора:

где 10 – минимальный свободный напор на первом этаже в метрах;

n – количество этажей;

4 – потеря напора на каждый последующий этаж, кроме первого в метрах.

Свободный напор в сети наружного водопровода – 24м. Требуемый напор меньше гарантируемого, значит в данном случае схема внутреннего водопровода с повысительными насосами.

В здании установлено 2 поливочных крана диаметром 25 мм [1, п. 10.7].

Внутренний водопровод уложен с уклоном 0,002 для опорожнения сети. Материал труб – оцинкованная сталь (при диаметре труб до 150 мм) [1, п. 10.1].

1.2 Гидравлический расчёт внутреннего водопровода

Целью гидравлического расчета является определение наиболее экономичных диаметров сети при пропуске расчетных расходов, потерь напора по участкам и в системе в целом. Гидравлический расчет сети и насосов без регулирующих ёмкостей производят по максимальному секундному расходу. Расчет ведется по [4].

Максимальный секундный расход q, л/с, определяется по формуле:

где ( ) – расход одним прибором с максимальным водопотреблением;

– величина, определяемая в зависимости от произведения числа приборов (N) на расчетном участке на вероятность их действия (P) [1, приложение 4, таблица 2].

На участке сети от ГВК (главного водопроводного колодца) до насосной станции расчет ведется по , на остальных участках – по .

Прибор с максимальным водопотреблением – ванна со смесителем.

= 0,3 л/с, = 0,2 л/с [1, приложение 3].

Вероятность действия приборов P ( , ) [1, п. 3.4], обслуживающих одинаковых потребителей в здании, определяется по формуле:

где – норма расхода воды, л/ч, в час максимального водопотребления;

U – число потребителей на расчётном участке;

N – число приборов на расчётном участке, обслуживающих U потребителей.

U = 3 (в квартире проживает 3 человека).

При расчёте должны соблюдаться следующие условия:

• скорости движения воды в трубопроводах не должны превышать в магистралях и стояках 1,2 м/с, в подводках – 2,5 м/с; минимальная скорость – 0,7 м/с;

• минимальный диаметр стояка 20 мм, подводок к приборам – 15 мм.

Потери напора на участках трубопровода холодного водоснабжения , м, определяются по формуле: [1, п. 7.7]

где i – потери напора на погонный метр трубы;

l – длина расчётного участка сети;

kм – коэффициент, учитывающий местные потери напора.

В сетях хозяйственно-питьевых водопроводов в жилых и общественных зданиях kм =0,3 [1, п. 7.7].

Общие потери напора в сети внутреннего водопровода , м, определяются по формуле:

Таблица 1 – Гидравлический расчёт внутреннего водопровода

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Расчет дождевой канализации базируется на методе предельной интенсивности, суть которого состоит в следующем – расход дождевых вод в коллекторе достигает максимума в том случае, когда продолжительность расчетного дождя равна времени подтекания дождевых вод к данному сечению коллектора. Поэтому для каждого расчетного сечения сначала должна быть определена продолжительность подтекания вод, и соответственно ей рассчитывается удельная интенсивность дождя. Поскольку при этом неизвестны диаметры труб (и соответственно скорости течения воды), расчет носит итерационный характер.

Для г. Заратустровска расчетные характеристики дождя следующие по табл. 4, рис. 1 [1]:

Значение n = 0,71 при Р ≥ 1

Поскольку коллектор проходит по тальвегу с крутыми склонами (по магистральной улице), условия расположения коллектора следует признать неблагоприятными согласно примечанию 3 к табл. 5 [l]. В той же таблице при нашем значении q20 = 100 л/с на га находим, что период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р может быть принят от 3 до 5 лет. В расчете принимаем 3 года.

Рис. 1. Расчетная схема проектируемого участка водостока F4=6га

Параметр дождя А рассчитываем по формуле 4 [1]:

В нашем случае для г. Заратустровска:

A = 100 × 20 0,71 × (1 + lg 3 / lg 100) 1,54 = 1159

Определяем средневзвешенное значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока zmid . при параметре А = 1159 для водонепроницаемых поверхностей z1 = 0,24 по табл. 10 [1]; для гравийных покрытий z2 = 0,09, для грунтовых z3 = 0,064, для газонов z4 = 0,038 по табл. 9 [1].

При заданном балансе поверхностей:

zmid = 0,24 × 0,45 + 0,09 × 0,30 + 0,064 × 0,13 + 0,038 × 0,12 = 0,148

Расчет времени протекания дождевых вод до расчетного участка соответственно ведется по формуле 5 [1]:

tcon принимаем равным 5 мин согласно п. 2.16 [1]. Продолжительность протекания по уличному лотку tcan определяется по формуле:

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам будем определять для каждого расчетного участка по формуле:

Результаты расчета сводятся в таблицу 2, причем по возможности уклоны труб следует стремиться принимать равными уклону местности. Диаметры труб, скорость течения в трубах и пропускная способность трубы определяются по таблицам [2], либо с помощью Имитатора таблиц А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных в программе Microsoft Office Exсel, разработанного Л. И. Рябоконь.

Гидравлический расчет ведется при полном наполнении труб, при этом расчетные скорости должны находиться в пределах, оговоренных в п. 2.34, 2.36 [1]: Vmin ≥ 0,7 м/с, Vmax ≤ 7 для неметаллических труб; при этом, при Р = 0,33 года допускается принимать Vmin = 0,6 м/с.

Определим время добегания вод до конца 1-го расчетного участка в первом приближении (примем скорость течения в трубе 0,7 м/с).

Расчетная удельная интенсивность дождя продолжительностью
tr = 12,37 мин определится по формуле:

где β принимается по табл. 11 [1] равной 0,65, с введением согласно примечанию 2 к этой таблице, уменьшающей 10 %-ой поправки, учитывающей малое количество расчетных участков (от 4 до 10). Таким образом, для данной расчетной схемы водостока значение коэффициента β принимается равным 0,585.

q12,37 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 12,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 419,38 л/с на 1 га

Расчетный бассейн для участка 0-1:

По таблицам [2] при наполнении h / d = 1,0 и уклоне местности 0,010 наиболее близкий результат по расходу соответствует диаметру трубы 700 мм – с пропускной способностью Q = 869 л/с и скоростью
V = 2,26 м/с.

В связи с тем, что уклон трубы на участке 0-1 принят равным уклону поверхности и при этом изменилась скорость движения воды по трубе, необходимо произвести перерасчет времени добегания до расчетного сечения и затем, определения нового значения qr .

q9,35 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,35 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 517,61 л/с на 1 га

Расчетный расход с новым временем добегания составляет:

Анализ и сопоставление полученного при времени добегания
9,35 мин расчетного расхода с табличными значениями [2] показывают, что он больше предельной пропускной способности трубы диаметром 700 мм. В связи с этим, требуется увеличить сечение до 800 мм.

По таблицам [2] при сечении 800 мм пропускная способность трубы составляет Q = 1241 л/с, а скорость V = 2,47 м/с.

Время добегания воды до расчетного сечения при V = 2,47 м/с составляет:

q9,24 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,24 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 522,47 л/с на 1 га

На участке 1-2 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы [3] (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
800 мм):

где Vp – скорость течения воды в трубе, м/с;

i – уклон поверхности земли на расчетном участке;

d – диаметр трубы, м.

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
Vр = 2,19 м/с составляет:

Общее время добегания:

q11,57 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,57 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 441,00 л/с на 1 га

Из таблиц [2] при диаметре 800 мм имеем Q = 1109 л/с и скорость
V = 2,21 м/с. Видно, что пропускная способность при этом диаметре не обеспечивается. Примем диаметр трубы 900 мм.

Из таблиц [2] при диаметре 900 мм имеем Q = 1520 л/с и скорость
V = 2,39 м/с.

Произведем перерасчет времени добегания:

q11,37 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 446,81 л/с на 1 га

Сравнив полученный расчетный расход 1523,62 л/с с пропускной способностью трубы диаметром 900 мм равную 1520 л/с, делаем вывод, что выбранное сечение обеспечивает пропуск расчетного расхода.

Время добегания воды до начала этого участка составляет
11,37 мин. Поскольку протяженность участка 2-3 равна предыдущему, а уклон – незначительно больший, примем время протока по этому участку равным:

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2244 л/с, скорость
V = 2,86 м/с.

Сечение трубы диаметром 1000 мм обеспечивает пропуск расчетного расхода, т.к. при скорости V = 2,86 м/с и времени добегания 13,15 мин расчетный расход Q составляет 2194,90 л/с.

На участке 3-4 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
1000 мм):

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
V = 2,98 м/с составляет:

t (3-4)r = 13,08 + 0,017 × 270 / 2,98 = 13,08 + 1,54 = 14,62 мин

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2360 л/с, скорость
V = 3,00 м/с, принятое сечение соответствует расчетному расходу.

ПАРАМЕТРЫ ГЛАВНОГО КОЛЛЕКТОРА ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИ

2.3. Расчет системы канализации здания

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, 9Гидравлический расчет канализации пример.

Расчетный расход в основании стояка, л/с, определяется

где qtot общий максимальный расчетный суммарный расход холодной и горячей воды приборами рассчитываемого стояка, л/с, q0s – залповый сброс стоков одним прибором, л/с, при наличии на стояке унитазов q0s = 1,6 л/с, в других случаях – по прил. 4.

где q0tot – суммарный расход холодной и горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором. Для приборов, обычно используемых в жилых зданиях, q0tot = 0,25 л/с; – коэффициент, определяемый по прил. 1 в соответствии с произведениемNPtot. при этомN – количество санитарно-технических приборов на стояке. Общая вероятность действия приборовРtot для расчета систем канализации определяется

где Гидравлический расчет канализации пример– норма расхода суммарно холодной и горячей воды, л, потребителем в час наибольшего потребления. Для жилых зданий с традиционным комплектом санитарно-технических приборовГидравлический расчет канализации пример= 15,6 л/ч; значенияU и N здесь принимаются те же, что и при расчете холодного водоснабжения.

Если расчетный расход qs 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

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

Гидравлический расчет канализации пример

При12 приборах на стоякеNPtot = 0,204 и по прил. 1 = 0,450.

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

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.

Гидравлический расчет канализации пример

Рис. 2.3. Расчетная схема канализации здания К1

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.

Гидравлический расчет канализации пример

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).

Гидравлический расчет канализации пример

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. ВГидравлический расчет канализации примерданном 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.

Источники: http://vunivere.ru/work11816, http://lektsii.org/7-47578.html, http://www.studfiles.ru/preview/3015147/page:7/

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here