Расчет и проектирование систем водоснабжения и водоотведения 4-этажного жилого  дома.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ

ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра Гидротехнических сооружений

Курсовая работа

на тему:

«Расчет и проектирование систем водоснабжения и водоотведения 4-этажного жилого  дома».

Выполнил: ст 2 к. АСФ

С-011 Hабиев Н. Н.

Приняла: Рагимова А. С.

Махачкала 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные	2
1. Краткое описание строительной части здания	3
2. Водоснабжение	4
2.1. Ввод водопровода	4
2.2. Водомерный узел	4
2.3. Внутренняя водопроводная сеть	4
2.4. Расчет сети внутреннего холодного водопровода	5
2.4.1. Подбор водомера	6
2.4.2. Определение требуемого напора	6
2.5. Расчет сети внутреннего горячего водопровода	7
2.5.1. Подбор водомера	9
2.5.2. Определение требуемого напора	9
3. Канализация	10
3.1. Внутренняя канализационная сеть	10
3.2. Расчет канализационной сети	11
3.3. Гидравлический расчет сети	12
3.4. Дворовая канализационная сеть	13
Литература	15

Исходные данные:

1.    Краткое описание строительной части здания

В проекте рассчитывается санитарно-техническое оборудование пятиэтажного здания. Здание запроектировано из сборного ж/бетона. Для внутренних коммуникаций и оборудования, расположенного ниже уровня поверхности земли, предусмотрен подвал. На каждом этаже расположена одна блок-секция. Каждая блок-секция состоит из трех-, двух- и однокомнатных квартир, в которых проживает по пять, три и два человека соответственно. В каждой квартире предусматри­вается установка мойки, ванной комнаты, санузла.

В ванной комнате имеются ванна с душевым смесителем и раковина со смесите­лем. В санузле устанавливается унитаз с низко располагаемым смывным бачком. В кухне установлена мойка со смесителем.

Расход воды и стоков санитарными приборами

Таблица 1

Санитарно – техническое оборудование	Секундные расходы л/с	Часовой расход м3/ч	Свободный напор, м.	Расход стоков  q0S
qtot	qc	qh	qtot0.hr	qc 0.hr	qh 0.hr
1.      Умывальник со смесителем	0,12	0,09	0,09	60	40	40	2,0	0,15
2.      Мойка со смесителем	0,12	0,09	0,09	80	60	60	2,0	0,6
3.      Ванна со смесителем	0,25	0,18	0,18	300	100	200	3,0	0,8
4.      Унитаз со смывным бачком	0,1	0,1	-	83	83	-	2,0	1,6

Норма расхода воды потребителями

Таблица 2

Водопотребитель	Нормы расходов, л
В средние сутки	В сутки максимального водопотребления	В час максимального водопотребления
qtot u,m	qh u,m	qtot u	qh u	qtot hr,u	qh hr,u
1.	230	90	275	110	14,3	9,2

2.    Водоснабжение

            Ввод водопровода

Водопровод проектируют под углом 90˚ по отношению к стене здания. Длина его минимальная и составляет (от точки забора) 56,8м.. Диаметр ввода рассчитывается. Ввод устраивают на 0,5 м ниже глубины промерзания грунта в данном районе. Для того чтобы можно было опорожнить ввод, его устроили с уклоном 0,002 в сторону присоединения. Устроен смотровой колодец. На вводе устанавливают вентиль или задвижку. Ввод показан на генеральном плане участке застройки.

            Водомерный узел

Он устроен внутри здания в легкодоступном месте, где температура не понижается ниже +2º С. С обеих сторон водомера устроены  вентили (задвижки), между водомером и вторым по направлению течения воды вентилем устроен спускной кран.

У здания имеется два ввода (для горячего и холодного водоснабжения), и водомерные узлы с обводной линией, на которых расположены вентили. Водомерные узлы показаны на плане подвала здания.

            Внутренняя водопроводная сеть

Она устроена  из стальных оцинкованных труб. В жилом здании имеется подвальное помещение, система внутреннего водоснабжения здания запроектирована в виде тупиковой, с двумя вводами и с нижним расположением магистралей. Горизонтальные участки подводок размещены у стен на высоте 0,1-0,25 м от пола. Как подводки, так и стояки по возможности проложены в специальных нишах, шахтах, каналах.

Во внутренней сети водопровода жилого здания  предусмотрена запорная арматура в следующих местах:

а) у основания стояков;

б) на ответвлениях, питающих 4 и более водоразборных точек;

в) на ответвлениях в каждую квартиру, на подводках к смывным кранам и водонагревательным колонкам;

г) перед наружными поливочными кранами;

д) на всех ответвлениях от магистральных линий водопровода.

Расчет сети внутреннего холодного водопровода

Вероятность действия приборов:

;

где

q^с _hr,u  – расход воды одним потребителем в час наибольшего водопотреб-

        ления, принимается по приложению 3  СНиП 2.04.01-85.( q^с _hr,u =5.6 )

q₀ – общий расход воды, л/с, санитарно-техническим прибором

        (арматурой). принимается по приложению 2 СНиП 2.04.01-85.

U – число потребителей в здании.

N – общее число приборов, обслуживающих потребителей.

Секундный расход воды и стояков на расчетном участке:

q =5 q₀ α,

где

       q₀ – секундный расход воды душевой

       α - коэффициент, определяемый согласно приложению №4 [1], в

             зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и

             вероятности их действия Р

Все расчетные данные, а также вычисленные значения потерь напора на расчетных участках заносятся в таблицу

Вероятность использования санитарно-технических приборов  =  = 0,017

Максимальный часовой расход:

q_hr =0,005 q_0,hr a_hr  = 0,005*100*3.02 = 1.5105 м³/час

где
      a_hr – коэффициент следует принимать по табл. 2 приложения №4 [1].

Суточный расход воды:

= = 13.86 м³/сут

2.4.1.       Подбор водомера

На вводе водопровода установлен водомерный узел для учета расхода воды зданием. Счетчики воды установлены на вводах трубопровода холодного и горячего водоснабжения.

Средний часовой расход воды за период (сутки) максимального водопотребления:

=  = 0.693 м³/час

где

     К – коэффициент суточной неравномерности, (К= 1,1 – 1,3)

Потери напора в счетчиках при расчетном секундном расходе воды:

h = S q² = 5,18 * 0.8721² = 3.9396м.

где

     S – гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое согласно таблицы

           приложения  2. (для Ø20  S=5.18)

2.4.2.       Определение требуемого напора

Для того, чтобы определить требуемый напор во внутренней сети водопровода здания, необходимо учитывать геометрическую высоту подачи воды, все возможные потери напора, а также рабочий напор в диктующей водоразборной точке.

 ,

где

     

  – геометрическая высота подачи воды от оси насоса до расчетного

                  санитарно – технического прибора, м;

= H+h=12.2.5

     где

H-высота здания.  h-глубина заложения городского водопровода.

 – потери напора на участках трубопроводов системы холодного

                (горячего) водоснабжения, м, определяется по формуле:

 = 4.3761* 1,3 = 5.6889 м.

                где

                      i- гидравлический уклон;

                      l – длина расчетного участка, м;

                     k_l – коэффициент, учитывающий потери напора в местных

                           сопротивлениях (k_l =0,3)

 – рабочий напор перед диктующим водоразборным прибором, м,

         принимаемый по приложению 2 [1]; (=3 м.)

Н_вв  – потери напора на вводе, м;

      Н_вв= L * i = 0.061*24.95515 = 15.22264м.

  – потери напора в водосчетчике.

                      23.8+3+5.6889+15.2226+3.9396= 51.65м.

Для того, чтобы была обеспечена подача воды в диктующей точке  необходимо, чтобы выполнялось условие:  

где

       – гарантированный напор, т.е. напор в наружной сети водопровода в

               месте присоединения к ней ввода, м.

Т.к. ,  т.е  51.65 ≤ 46, то требуется установка насоса

                  Hнас=Нр-Нg=51.65 - 46=5,654

               

                Насос марки  К 8/18а

            Расчет сети внутреннего горячего водопровода

Вероятность действия приборов:

;

где

q^h _hr,u  – расход воды одним потребителем в час наибольшего водопотреб-

       ления, принимается по приложению 3  СНиП 2.04.01-85.( q^h _hr,u =10.6)

q₀ – общий расход воды, л/с, санитарно-техническим прибором

        (арматурой). принимается по приложению 2 СНиП 2.04.01-85.

U – число потребителей в здании.

N – общее число приборов, обслуживающих потребителей.

Секундный расход воды и стояков на расчетном участке:

q =5 q₀ α,

где

       q₀ – секундный расход воды мойки со смесителем

       α - коэффициент, определяемый согласно приложению №4 [1], в

             зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и

             вероятности их действия Р

Все расчетные данные, а также вычисленные значения потерь напора на расчетных участках заносятся в таблицу:

Вероятность использования санитарно-технических приборов:

 =  = 0,05914

Максимальный часовой расход:

q_hr =0,005 q_0,hr a_hr  = 0,005*200*2.826= 2.826м³/час

где
      a_hr – коэффициент следует принимать по табл. 2 приложения №4 [1].

Суточный расход воды:

= = 13.86 м³/сут

2.5.1.  Подбор водомера

На вводе водопровода установлен водомерный узел для учета расхода воды зданием. Счетчики воды установлены на вводах трубопровода холодного и горячего водоснабжения.

Средний часовой расход воды за период (сутки) максимального водопотребления:

=  = 0,693 м³/час

где

     К – коэффициент суточной неравномерности (К= 1,1 – 1,3)

Потери напора в счетчиках при расчетном секундном расходе воды:

h = S q² = 2.64* 1,215² = 3.8972м.

где

     S – гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое согласно таблицы

           приложения  2. (для Ø 25 S=2.64)

2.5.2.  Определение требуемого напора

Для того, чтобы определить требуемый напор во внутренней сети водопровода здания, необходимо учитывать геометрическую высоту подачи воды, все возможные потери напора, а также рабочий напор в диктующей водоразборной точке.

7 ,

где

      – геометрическая высота подачи воды от оси насоса до расчетного

                  санитарно – технического прибора, м;

=23.8

     – потери напора на участках трубопроводов системы холодного

                (горячего) водоснабжения, м, определяется по формуле:

 = 7* 1,3 = 9.1 м

                где

                      i- гидравлический уклон;

                      l – длина расчетного участка, м;

                     k_l – коэффициент, учитывающий потери напора в местных

                           сопротивлениях (k_l =0,3)

 – рабочий напор перед диктующим водоразборным прибором, м,

         принимаемый по приложению 2 [1]; (=3 м.)

Н_вв  – потери напора на вводе, м;

Н_вв= L * i = 24.95515*0,0561= 13.99984 м.

  – потери напора в водосчетчике.

23.8+3+9.1+13.93+3.8972= 53.7872

Для того, чтобы была обеспечена подача воды в диктующей точке  необходимо чтобы выполнялось условие:  

                      где

       – гарантированный напор, т.е. напор в наружной сети водопровода в

               месте присоединения к ней ввода, м.

Т.к. ,  т. 53.7872≤ 46, то требуется установка насоса

                  Hнас=Нр-Нg=53.7872- 46=7.7872.м

               

                Насос марки П -65-50-160

3.    Канализация

3.1.         Внутренняя канализационная сеть

Диаметр стояка  – 100 мм.

Диаметр стояка одинаковый по всей длине. Для того чтобы обеспечить естественную вентиляцию канализационной системы, стояки выводятся на 0,5 м выше эксплуатируемой кровли здания и заканчиваются обрезом труб, без установки флюгарки. Диаметр вытяжной части канализационного стояка равен диаметру этого стояка. Далее проектируются отводные трубопроводы, отводящие сточную воду от приемников до стояка. Их размещают вдоль стен над полом или в специальных каналах.

Присоединять санитарные приборы, расположенные в разных квартирах на одном этаже, к одному отводному трубопроводу не допускается.

Присоединение стояка к выпуску плавно устраивается с помощью косого тройника под углом 45º, к этому же выпуску далее присоединяется другой стояк.

Длина выпуска от стояка или прочистки до оси смотрового колодца не превышает при диаметре труб 100 мм – 12 м;

К дворовой сети канализации выпуск присоединяется под углом менее 90º (по направлению потока сточных вод).

3.2.         Расчет канализационной сети

Стояки.  По всей высоте канализационные стояки имеют одинаковый диаметр, ни меньший наибольшего диаметра выпуска присоединяемых к ним приемников сточных вод. Поэтому диаметр стояка проверяется на пропуск расчетного расхода в нижнем сечении. Расчетный расход сточных вод зависит от величины максимального секундного расхода воды в сетях холодного и горячего водоснабжения, обслуживающих группу приборов, подключенных к данному канализационному стояку q^tot .

Вероятность вычисляется по формуле:

Максимальный секундный расход:

q^tot = 5 q₀ α;

Если q^tot ≤ 8 л/с, максимальный секундный расход сточных вод определяют по формуле:

q^s = q^tot + q^s₀   ,

где

      q^s₀ – расход стоков от санитарно-технического прибора с максимальным

              водоотведением, принимаемый по приложению 2, [1].  (q^s₀=1,6)

В случае, если q^tot ≥ 8 л/с, максимальный секундный расход сточных вод

q^s = q^tot .

Далее проводят проверку пропускной способности стояков по табл. 8 [1], (приложение 6), и определяют угол присоединения к стояку поэтажного отвода.

Все расчетные данные и вычисленные значения по канализационным стоякам подключенных к одному выпуску заносятся в таблицу 5 , а по  выпуску в таблицу 6:

                                                                                  
                              Таблица 5

N стояк	U,чел	N,шт	P	PN	a	q л/c	d, мм
1	12	12	0,00541	0,0649	0,41	3,24	100
2	12	12	0,00541	0,0649	0,384	3,136	100
3	8	12	0,00361	0,0433	0,384	3,136	100
4	8	12	0,00361	0,0433	0,41	3,24	100

Таблица 6

N выпуск	U,чел	N,шт	P	PN	a	q л.с	d мм	V м.с	i	h/d
1	40	44	0,0049	0,216	0.2495-	0.998	100	-----	0,02	----

3.3.         Гидравлический расчет сети

Гидравлический расчет канализационных трубопроводов диаметром до 500 мм из различных материалов производим по номограмме приложения 9 [1] или по таблицам приложения 5. 

Расчеты производят, назначая скорость движения жидкости V, м/с, и наполнение Н/d таким образом, чтобы было выполнено условие

     ,  здесь К = 0,6                                       (*)

При этом скорость движения жидкости должна быть не менее 0,7 м/с, а наполнение трубопроводов – не менее 0,3.

В тех случаях, когда выполнить условие  (*)  не представляется возможным из-за недостаточной величины расхода бытовых сточных вод, безрасчетные участки трубопроводов диаметром 100 мм прокладывают с уклоном 0,02.

Наибольший уклон не превышает 0,15 (за исключением ответвлений от приборов длиной до 1,5 м).

3.4. Дворовая канализационная сеть

Дворовая канализационная сеть трассируется параллельно стенам по кратчайшему пути к смотровому колодцу городской сети. Смотровые колодцы устроены в местах присоединения выпусков к дворовой сети, в местах изменения направления диаметра и уклона, а также на прямых участках, не реже через 35 м. На расстоянии 1,0-1,5 м от красной линии (границы участка застройки) устроен контрольный колодец. Расстояние оси колодца до наружной стены здания – 3 м. Внутренний диаметр колодца для труб диаметром до 600 мм – 1000 мм.

Диаметр трубопроводов дворовой канализационной сети 100-150 мм. Глубина заложения труб на 0,3 м выше глубины промерзания грунта, но не меньше 0,7 м до верха трубы (против динамических нагрузок, в случае, если не надо считаться с низкими температурами).

Дворовую канализационную сеть подключают к городской под углом 90º , причем присоединение проводят «шелыга в шелыгу».

Далее проектированы отводные трубопроводы, отводящие сточную воду от приемников до стояка. Они размещены вдоль стен над полом или в специальных каналах.

Присоединять санитарные приборы, расположенные в разных квартирах на одном этаже, к одному отводному трубопроводу не допускается.

Расположение отводных трубопроводов показаны на плане типового этажа здания.

На плане подвала здания показаны стояки (с соответствующими обозначениями их) и выпуски, соединяющие стояки со смотровыми колодцами дворовой канализации. К одному выпуску присоединяют двух стояков. Диаметр выпуска равен 100мм.

Выпуски от канализационной сети подвальных помещений предусмотрены с уклоном не менее 0,02. 

Присоединение стояка к выпуску плавно устраивается с помощью косого тройника под углом 45º, к этому же выпуску далее присоединяется другой стояк.

Длина выпуска от стояка или прочистки до оси смотрового колодца не должна превышать при диаметре труб 100 мм – 12м.

К дворовой сети канализации выпуск присоединяется под углом не менее 90º (по направлению потока сточных вод).

Для прочистки трубопроводов на внутренней сети канализации устроены ревизии или прочистки.

На стояках устанавливают ревизии в нижнем и верхнем этажах  включительно. Ревизии располагаются на высоте 1 м от пола до центра ревизии.

Расчетные расходы сточных вод дворовой сети определяют суммированием расходов от соответствующих выпусков канализации. Гидравлический расчет дворовой сети выполняют аналогично расчету выпусков.

Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицу , на основании которой вычерчен профиль дворовой (внутриквартальной) канализационной сети.

Литература

1.     СНиП 2.04.01 - 85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: Госстрой России, 2001. – 69с.

2.     Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб.- М., Стройиздат, 1986. – 351 с.

3.     Лукиных А.А., Лукиных Н. А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского: Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1982.-224 с.

4.     Кедров В.С., Ловцов Е.Н. Санитарно-техническое оборудование зданий.- М., Стройиздат, 1989.-495с.