Расчет сети внутреннего водопровода.

Водопровод хозяйственно-питьевого назначения рассчитывают на случай максимального хозяйственного водопотребления. Основным назначением гидравлического расчета водопроводной сети является выбор наиболее экономичных диаметров трубопроводов и определение требуемого напора для пропуска расчетных расходов воды.

Расчет выполняют в следующем порядке.

Предварительно определяют расчетные расходы воды в проектируемой системе водоснабжения.

2.1. Определение расчетных расходов воды

Расчетный суточный расход воды (м³/сут) в сутки максимального водопотребления определяют по формуле

где - общая норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л;

U - число водопотребителей.

Для жилых домов квартирного типа при централизованном горячем водоснабжении с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованными душами [2, прил. 3],

Число водопотребителей:

,

где u - средняя заселенность квартир, чел/кв. (см. задание);

n_кв - число квартир на этаже (согласно заданному варианту плана - 8);

n_эт - количество этажей (см. задание);

Общий средний часовой расход воды , м³/ч, за сутки максимального потребления:

где Т – расчетное время потребления (Т=24 ч.)

Общий максимальный часовой расход воды , м³/ч, за сутки максимального водопотребления

где - общий расход воды, л/ч, санитарно-техническим прибором, принимаемый согласно прил. 3 [2] (для проектируемой системы );

 - коэффициент, определяемый по прил. 1 в зависимости от значения произведения N·P_hr = 160*0,052 = 8,32 (N - общее число санитарно-технических приборов, обслуживаемых проектируемой системой; P_hr - вероятность их использования).

где n_пр - количество водоразборных приборов в одной квартире.

Вероятность использования санитарно-технических приборов P_hr для системы в целом определяют по формуле

 - общий секундный расход воды одним прибором, л/с, определяемый по прил. 3 [2] (для проектируемой системы ).

- вероятность действия санитарно-технических приборов. Вероятность действия санитарно-технических приборов для системы в целом при одинаковых водопотребителях в зданиях определяют по формуле

где  - общая норма расхода воды, л, потребителем в час наибольшеговодопотребления, определяемая по прил. 3 [2] (для проектируемой системы )

Общий максимальный секундный расход воды проектируемой системой следуетопределять по формуле

где -коэффициент, определяемый по прил. 1 в зависимости от значения произведения N·Р^tot = 160*0,00087 = 0,1392.

После определения расчетных расходов следует выбрать тип водомера, который устанавливается за наружной стеной непосредственно после введения трубы ввода и служит для учета расхода воды на нужды холодного и горячего водоснабжения.

2.2. Подбор и расчет водомера.

Для интегрального учета расхода воды в системах внутреннего водопровода применяют скоростные водомеры двух типов - крыльчатые ВК, калибром 15, 20, 25, 32, 40 мм и турбинные ВВ калибром 50, 65, 80, 100, 150, 200 и 250 мм.

Диаметр условного прохода счетчика воды следует выбирать, исходя из общего среднечасового расхода воды за сутки максимального водопотребления , который не должен превышать эксплуатационный расход для счетчика данного калибра. Кроме того, выбранный счетчик следует проверить и по другим параметрам - общему максимальному часовому расходу и расчетному суточному расходу воды в сутки максимального водопотребления Q^tot. Эти расходы не должны превышать максимального часового и максимального суточного расходов, для выбранного калибра водомера.

Диаметр условного прохода счетчика – 20 мм, с гидравлическим сопротивлением – 0,4м/м⁶/ч².

После выбора водомера следует определить потерю напора в нем. Потерю напора в водомере h_вод, м, определяют по формуле

h_вод = Sхq² =0,4*35,11² = 493,1 м. > 5 м, условие не выполняется

где S - гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое по прил. 2;

q- расход воды, протекающей через водомер, л/с (в данном случае q = q^tot).

Потери напора в крыльчатых счетчиках холодной воды не должны превышать 5 м, турбинных - 2 м. Кроме того, желательно, чтобы потери напора в водомере при пропуске расчетного расхода были не менее 0,3 м для увеличения точности учета минимальных расходов воды.

Диаметр условного прохода счетчика – 80 мм, с гидравлическим сопротивлением – 0,002 м/м⁶/ч².

После выбора водомера следует определить потерю напора в нем. Потерю напора в водомере h_вод, м, определяют по формуле

h_вод = Sхq² =0,002*35,11² = 2,47 м.< 5 м, условие выполняется

После подбора и расчета водомера следует приступить к вычерчиванию аксонометрической схемы водопроводной сети, являющейся основой для гидравлического расчета.

2.3. Вычерчивание аксонометрической схемы водопроводной сети

Аксонометрическая схема внутреннего водопровода представлена в графической части проекта (расчётное направление от диктующего прибора до КГВ). Диктующим прибором является самый удаленный водоразборный прибор по направлению движения воды от ЦТП. В данном конкретном случае диктующим прибором является кран у ванны на 5 этаже. Таким образом, нумерация точек произведена от диктующего прибора: крана у мойки на 5 этаже на стояке Ст В1-8 до водомерного узла. Всего на расчётном направлении получено 14 расчётных точек или 13 расчётных участков. Принцип расстановки расчётных точек по принятому направлению следующий: точка проставляется в местах раздвоения потока воды.

 

2.3. Гидравлический расчет сети.

 

Последовательность гидравлического расчёта:

1. По данным приложений СП составлена таблица 1 секундных расходов водопроводной и сточной вод.

Таблица 1.

Секундные расходы водопроводной и сточной вод.

 

В последующих расчётах q_o^общ принимается равным 0,25 л/с, а q_o^хол = 0,18 л/с (т.к. величины расходов принимаются по наибольшему значению из таблицы 1).

2. По формулам СП подсчитываются вероятности действия приборов и расчётные расходы:

- при организации холодного водоснабжения на всех участках кроме последнего 14-15

Рхол = (Qч хол*U) / (3600 *qoхол*N)

и qрасч хол = 5*qoхол *aхол

- при организации централизованного горячего водоснабжения (для участка 14-15)

Робщ = (Qчобщ *U) / (3600*qoобщ *N)

и qрасчобщ = 5*qoобщ*aобщ

где Q_ч ^хол и Q_ч ^общ – часовые расходы (л/ч) соответственно при организации

холодного водоснабжения и централизованного горячего; Q_ч ^хол для зданий

этажностью до 12 этажей принимается равным 5,6 л/ч, а Q_ч ^общ = 15, 6 л/ч;

a_хол и a_общ - коэффициенты, зависящие от общего количества санитарных

приборов N и вероятности их действия Р.

U – количество жителей, проживающих в здании, человек.

Количество жителей определяется следующим образом.

Рхол = (Qч хол * U) / (3600 * qoхол * N) = (5,6 * 160) / (3600 * 0,18 * 160) = 0,0086 Робщ = (Qч общ * U) / (3600 * qoобщ * N) = (15,6 * 160) / (3600 * 0,25 * 160) = 0,0173

Для определения значений коэффициентов a_хол и a_общ сначала подсчитываются произведения Р_хол * N = 1,376 и Р_общ * N = 2,773, а затем по вспомогательной таблице Приложения 1 находятся a_хол = 1,155 и a_общ = 1,752.

Величины расходов для всего здания составят:

q_расч ^хол = 5 * q_o^хол*a_хол = 5*0,18* 1,155 = 1,04 л/с.

q_расч ^общ = 5* q_o^общ*a_общ = 5*0,25*1,752 = 2,19 л/с.

3. Составляется сводная таблица 2 гидравлического расчёта с определением значений скоростей и потерь напора на каждом из 13 участков водопроводной сети по диктующему направлению.

Таблица 2.

Сводная таблица гидравлического расчёта водопроводной сети здания.

 

№ участка	Ni	q0, л/с	P	PхNi	a	qрасч, л/с	d, мм	V, м/с	L, м	Потери напора, м
										На 1 м	По всей длине
1-2	1	0,18	0,0086	0,0086	0,2	0,180	15	1,180	0,6	360,5	0,281
2-3	2	0,18	0,0086	0,0172	0,208	0,187	15	0,180	0,8	360,5	0,375
3-4	3	0,18	0,0086	0,0258	0,228	0,205	15	0,180	0,5	360,5	0,234
4-5	4	0,18	0,0086	0,0344	0,246	0,221	20	0,620	3,2	73,5	0,306
5-6	8	0,18	0,0086	0,0688	0,302	0,272	20	0,940	3,2	154,9	0,644
6-7	12	0,18	0,0086	0,1032	0,348	0,313	20	0,940	3,2	154,9	0,644
7-8	16	0,18	0,0086	0,1376	0,378	0,340	20	1,120	3,2	201,3	0,837
8-9	20	0,18	0,0086	0,172	0,422	0,380	25	0,750	0,7	73,5	0,067
9-10	40	0,18	0,0086	0,344	0,568	0,511	25	0,930	3,1	110,9	0,447
10-11	60	0,18	0,0086	0,516	0,689	0,620	32	0,650	5,7	40,2	0,167
11-12	80	0,18	0,0086	0,688	0,795	0,716	32	0,750	0,5	49,8	0,045
12-ВУ	160	0,18	0,0086	1,376	1,156	1,040	40	0,800	3	47,2	0,190
ΣHl											4,239
Ввод											hвв
ВУ-ввод	160	0,25	0,0173	2,768	1,751	2,189	50	1,040	5	54,8	0,406

 

Потери напора по всей длине диктующего направления определяются путем построчного сложения величин потерь напора на участках (последний столбец): Н _дл = 4,239 (м).

Потери напора местные сопротивления принимаются равными 30% от потерь по длине, т.е. Н _м = 0,3 х Н _дл= 1,272 (м).

Суммарные потери напора составляют: S Н = Н _дл + Н _м = 5,511 (м).

Необходимый требуемый напор в месте присоединения ввода в городскую сеть, обеспечивающий нормальное водоснабжение диктующего прибора:

Н_треб = Н_геом + Н_своб + SН + Н_вод + h_ВВ

где Н_геом - геометрическая высота подъёма воды, т.е. разница отметок пола

последнего этажа и центарльной сети водопровода;

Н_геом = 66,8 – 51,0 = 15,8 (м),

Н_своб – свободный напор у диктующего прибора (для крана ванны 3,0 м),

S Н – суммарные потери напора, м

Н_вод – потери напора в водомере соответствующего калибра, м

Н_вод = Sхq² (S–гидравлическое сопротивление водомера, q–расчётный расход на последнем участке, т.е. на вводе в водомерный узел), м

h_ВВ - потеря напора во вводе.

Величина требуемого напора составляет:

Н_треб = Н_геом + Н_своб + S Н + Н_вод + h_ВВ = 15,8+3+5,511+2,47+0,406 = 27,2 м

Для определения потребности в установке насоса в системе водоснабжения величину требуемого напора сравнивают с гарантийным давлением Н_гар. Согласно исходным данным Н_гар = 46 м вод. ст.

Н_треб = 27,2 м < Н_гар = 46 м

Таким образом, необходимости в подборе насоса нет.