Водоснабжение и водоотведение жилого дома

1. Задание и исходные данные

2. Краткая характеристика проектируемого здания

3. Внутренний водопровод

3.1 Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода

3.2 Определение диаметра труб и потери напора в сети

3.3 Подбор водомера и определение потерь напора в нем

3.4 Определение требуемого напора в точке подключения к городскому водопровод

3.5 Подбор и расчет повысительных насосных установок

4. Внутреннее водоотведение

4.1 Расчет пропускной способности наиболее загруженного водоотводящего стояка

4.2 Расчет выпусков водоотведения

4.3 Гидравлический расчет дворовой водоотводящей сети

5. Спецификация материалов и оборудования систем водоснабжения и водоотведения ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ А

1. Задание и исходные данные

Необходимо запроектировать внутренний хозяйственно-питьевой водопровод и внутреннее водоотведение жилого дома. Необходимо учитывать следующее:

1) планировка этажей здания однотипная;

2) подвал эксплуатируемый и расположен под всем зданием;

3) поверхность земли участка застройки ровная;

4) количество секций здания — две.

Исходные данные:

Вариант № 8, генеральный план № 2.

1. План типового этажа жилого здания, состоящего из двух одинаковых секций, в каждой секции 22 квартиры, дом соответственно на 44 квартир. Все квартиры оборудованы мойками, умывальниками длиной 1,7 м с душевыми сетками, туалетами.

2. Высота этажа hэ=3,1 м.

3. Абсолютная отметка пола первого этажа Z1=124 м.

4. Число этажей n=11.

5. Гарантийный напор в наружной водопроводной сети, в точке подключения Hгар=27 м.

6. Число потребителей воды U=4 человека в квартире.

7. Норма водопотребления qUtot=400 л/чел.сутки.

8. Приготовление горячей воды — местное.

9. Абсолютная отметка поверхности земли у здания Z2=123,6 м.

10. Абсолютная отметка верха трубы городского водопровода — 121,3 м.

11. Абсолютная отметка лотка колодца городского водоотведения — 119 м.

12. Уклон трубы городского водоотведения — 0,007.

13. Глубина промерзания грунта hпр=1,8 м.

14. Расстояние от красной линии до здания l1=12 м.

15. Расстояние от здания до городского водоотводящего колодца l2=28 м.

16. Диаметр труб:

городского водопровода Двод=150 мм;

городского водоотвода Дв/от=300 мм.

17. Высота подвала — 2,1 м.

2. Краткая характеристика проектируемого здания

В данной курсовой работе необходимо запроектировать и рассчитать внутреннюю систему холодного хозяйственно-питьевого водопровода и внутреннее водоотведение жилого дома на 54 квартиры, с эксплуатируемым подвалом. Здание имеет две секции по 27 квартир в каждой. Планировка всех этажей однотипная. В каждой квартире имеются следующие санитарно-технические приборы:

1) унитаз со смывным бачком;

2) умывальник со смесителем;

3) ванна со смесителем;

4) мойка со смесителем.

При расчете принято:

1) в каждой квартире проживает 4 человека;

2) водомерный узел устанавливается в подвале дома;

3) источником водоснабжения принят городской хозяйственно-питьевой водопровод, к уличной сети которого подключается ввод водопровода в соответствие с генеральным планом;

4) здание имеет местное горячее водоснабжение.

3. Внутренний водопровод

3.1 Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода

Гидравлический расчет ведется от диктующего водоразборного крана, т. е. от наиболее высоко расположенного и удаленного от ввода, до присоединения ввода к уличной сети.

Из аксонометрической схемы сети видно, что диктующим водоразборным устройством является ванна. Для расчета примем стояк наиболее отдаленный и загруженный — СтВ-2. Линия труб от этой точки и до ввода будет расчетной. Разбиваем расчетную ветвь на расчетные участки, длины которых занесем в графу 2 таблицы 1(приложение А). Гидравлический расчет состоит в определении расчетных расходов на участках, назначении по ним диаметров труб и определении потерь напора на каждом расчетном участке и на всем расчетном направлении.

Для начала определим вероятность действия приборов P по формуле (1):

Р= (1)

где — наибольший часовой расход, приходящийся на одного потребителя в л/ч;

U — число потребителей в здании;

N — общее число приборов, обслуживающих U потребителей;

q0 — расход воды в л/с одним прибором.

Далее вычисляем значение с помощью которого определим величину коэффициента? для нахождения максимального расчетного секундного расхода воды qв по формуле (2):

qв = (2)

Для данного расчета:

=10,5 л/ч;

U==176 человек (44 квартир по 4 человека);

N==176 приборов (44 квартир по 4 прибора);

q0 =0,18л/с (для всех участков).

Итак, для участка 1−2 имеем:

Рхол1−2 = = 0,016;

=0,016 таким образом, ?=0,2;

qв = =0,18 л/с.

Аналогичным образом определяем расчетные параметры для всех оставшихся участков. Все расчеты проведем в программе Microsoft Excel 2010. Результаты расчетов занесем в таблицу 1(приложение А) соответственно: N=1 в графу 3, q0 =0,18л/с в графу 4, P =0,016 в графу 5, = 0,016 в графу 6, ?=0,2 в графу 7, qв =0,18 л/с в графу 8.

3.2 Определение диаметра труб и потери напора в сети

Диаметры труб и потери напора на единицу длины на каждом расчетном участке определяем методом интерполяции по величине qв с учетом допустимых расчетных скоростей в элементах сети, которые в трубопроводах водопроводной сети не должны превышать 3м/с. Экономические скорости следует принимать не более 1,2м/с.

На расчетном участке 1 — 2 секундный расход qв = 0,18 л/с находится между табличными расходами q1табл = 0,12 л/с и q2табл = 0,2 л/с; скоростями V1табл = 0,71 м/с и V2табл = 1,18 м/с; потерями напора на единицу длины Hl1табл =139,9 и Hl2табл =360,5.

Разность между верхним и нижним пределом табличных расходов равна:

q2табл — q1табл =0,2 — 0,12 =0,08 л/с.

Разность между действительным расчетным расходом qв и ближайшим табличным расходом q1табл равна:

qв — q1табл = 0,1825 — 0,12 = 0,0645 л/с.

Интерполируем искомую скорость из соотношений:

V = = 1,0625 м/с.

Потери напора на единицу длины 1000i:

= 305,35

Так как искомая скорость не превышает 1,2м/с, для расчетного участка 1 — 2 принимаем диаметр труб d = 15 мм.

Аналогичным образом определяем ближайшие допустимые скорости и, соответственно, диаметры труб и потери напора на трение для всех оставшихся расчетных участков. Все расчеты проведем в программе Microsoft Excel 2010. Результаты расчетов занесем в таблицу 1(приложение А) соответственно: d = 15 мм в графу 9, V = 1,0625 м/с в графу 10, потери напора на единицу длины 1000i равные 305,35 в графу 11. Потери напора на всем расчетном участке получаем перемножением графы 2 на графу 11, результат заносим в графу 12.

Гидравлический расчет считается выполненным, если выдерживается условие:

м (3)

где Hli — потери напора в трубах на участках расчетного направления;

nэт — количество этажей здания;

коэффициент 1,3 позволяет учитывать потери в местных сопротивлениях.

Проверяем условие (3) в виде: 0,745 м 1 м.

Следовательно, гидравлический расчет выполнен верно.

3.3 Подбор водомера и определение потерь напора в нем

Примем крыльчатый счетчик ГОСТ 16 019– — 83 с диаметром условного прохода d = 50 мм.

Среднечасовой расход воды за сутки qTtot м3/ч определяем по формуле (4):

(4)

где qUtot — общая норма расхода воды л/с при наибольшем водопотреблении в сутки, принимается по заданию;

U — количество водопотребителей.

Таким образом, имеем:

= 2,9 м3/ч.

Потери напора в водомере определяем по формуле (5):

(5)

где qв — расчетный расход воды на расчетном участке «ВУввод»;

S — гидравлическое сопротивление водомера.

Таким образом имеем:

= 0,10 м.

Водомер подобран верно, так как потери напора в нем не превышают 2,5 м.

3.4 Определение требуемого напора в точке подключения к городскому водопроводу

Требуемый напор во внутреннем водопроводе определяется по формуле (6):

(6)

где Hgeom — геометрическая высота подачи воды, которая определяется от поверхности земли до отметки диктующего водоразборного устройства по формуле (7):

(7)

где hэт — высота этажа, м;

n — количество этажей;

hпр — высота монтажа диктующего водоразборного устройства над уровнем пола;

Z1 — абсолютная отметка пола первого этажа;

Z2 — абсолютная отметка поверхности земли у здания;

Hltot — сумма потерь напора в трубах по расчетному направлению до участка «ВУ — ввод»;

Hlвв — потери напора на воде, расчетный участок «ВУ — ввод»;

hв — потери напора в водомере;

Hf — свободный напор у сантехнического прибора.

Для данного расчета:

hэт = 3,1 м;

n = 11 этажей;

hпр = 1,8 м для душевой сетки смесителя;

Z1 = 124 м;

Z2 = 123,6 м;

Hltot = 8,195 м;

Hlвв = 2,75 м;

hв = 0,10 м;

Hf = 3 м у смесителя ванны с умывальником.

Тогда имеем:

=33,2 м;

47,248 м.

Так как гарантийный напор Hгар = 27 м меньше требуемого напора Hтр = 47,248 м, то необходимо будет повысить напор при помощи насосов на величину разности требуемого и гарантийного напоров.

3.5 Подбор и расчет повысительных насосных установок

Марка насоса подбирается по максимальному часовому расходу и недостающему напору. Максимальный расход определяется по формуле (8):

(8)

где qhr, Utot — общая норма расхода воды л/с при наибольшем водопотреблении в сутки, принимается по заданию;

U — количество жителей в здании.

Таким образом, максимальный часовой расход равен :

= 1,85 м3/ч.

Для уточненных характеристик работы насоса определяем требуемую мощность электродвигателя по формуле (9):

(9)

где,? — плотность воды, 1000 кг/м3;

g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;

QH — производительность насоса;

Нф — фактический недостающий напор;

? — полный КПД насоса 0,5.0,6;

Кз — коэффициент запаса.

Недостающий фактический напор равен:

Нф = НТР — Нгар = 47,248 — 27 = 20,248 м.

Производительность насоса равна:

QH = qв • 3,6 = 1,6218 • 3,6 = 5,84 м3/ч.

Примем насос марки 3К-45/30(3К-9) со следующими характеристиками:

Q =30 м3/ч; НН = 34, 3 м; частота вращения вала? = 2900 мин-1; Nдв = 7,5кВт.

Требуемая мощность электродвигателя составит:

= 6,845 кВт.

4 Внутреннее водоотведение

4.1 Расчет пропускной способности наиболее загруженного водоотводящего стояка

В данной работе в качестве расчетного примем стояк СтК-1. Так как является самым загруженным. Примем диаметр стояка d = 100 мм.

Максимальный секундный расход сточных вод определяется по формуле (10):

qs = qtot + qоs (10)

где qtot = 5•qоtot •? и qotot — общий секундный расход сточной жидкости, проходящей через рассчитываемый стояк. Для начала определим вероятность действия приборов Р по формуле (11):

Р= (11)

где = 10,5 л/c, а qotot = 0,25 л/с.

Таким образом, вероятность прибора равна:

Р = = 0,0116.

Произведение N•Р = 22 • 0,0116 = 0,26, тогда? = 0,502.

Имеем qtot = 5 • 0,25 • 0,502 = 0,628 л/с, тогда qs = 0,628 + 1,6 = 2,22 л/с, это значит, что принятый диаметр стояка d = 100 мм удовлетворяет нормативным требованиям.

4.2 Расчет выпусков водоотведения

В данной работе нужно рассчитать один выпуска. Т.к. к первому и ко второму выпуску присоединены по четыре стояка. К первому СтК-1, СтК-2, СтК-3, СтК-4, ко второму СтК-5, СтК-6, СтК-7, СтК-8.

Расчет первого выпуска.

N • P = 88 • 0,0116 = 1,0208, тогда? = 0,98.

qtot = 5 • 0,25 • 0,98 = 1,225 л/с, а qs = 1,225 + 1,6 = 2,825 л/с.

По таблице принимаем qs = 2,85 л/с, тогда скорость движения жидкости по трубам V = 0,83 м/с, наполнение труб = 0,45, при уклоне i= 0,02.

Проверим выпуск на выполнение условия > 0,6.

Для первого выпуска имеем = 0,6, то есть условие выполняется.

Расчет второго выпуска.

N • P = 88 • 0,0116 = 1,0208, тогда? = 0,98.

qtot = 5 • 0,25 • 0,98 = 1,225 л/с, а qs = 1,225 + 1,6 = 2,825 л/с.

По таблице принимаем qs = 2,85 л/с, тогда скорость движения жидкости по трубам V = 0,83 м/с, наполнение труб = 0,45, при уклоне i= 0,02.

Проверим выпуск на выполнение условия > 0,6.

Для первого выпуска имеем = 0,6, то есть условие выполняется.

4.3 Гидравлический расчет дворовой водоотводящей сети

В первый расчетный участок КК1-КК2 стекают сточные воды из первого, второго, третьего, четвертого стояков по первому выпуску, то есть N = 88 приборов. Во второй расчетный участок КК2-КК3 стекают сточные воды из первого расчетного участка и из пятого, шестого, седьмого и восьмого стояков по второму выпуску, то есть N = 176 приборов. Примем диаметр труб дворовой сети d = 150 мм.

Расчет первого участка водоотведения КК1 — КК2.

N • P = 88 • 0,0116 = 1,02, тогда? = 0,98.

qtot = 5 • 0,25 • 0,98 = 1,225 л/с, а qs = 1,225 + 1,6 = 2,83 л/с.

На расчетном участке КК1 — КК2 расчетный расход qs = 2,83 л/с наиболее приближен к табличному расходу qтаблs = 2,77 л/с; со скоростью Vтабл = 0,8 м/с; наполнением табл =0,25, при уклоне i = 0,02.

Проверим первый участок дворовой сети на выполнение условия:

= = 0,4 < 0,6, то есть участок не расчетный.

Расчет второго участка водоотведения КК2 — КК3.

N • P = 176 • 0,0116 = 2,0416, тогда? = 1,437.

qtot = 5 • 0,25 • 1,437 = 1,796 л/с, а qs = 1,796 + 1,6 = 3,396 л/с.

На расчетном участке КК2-КК3 расчетный расход qs = 3,396 л/с приближен к табличному расходу qтаблs = 3,39 л/с; скоростью Vтабл = 0,98 м/с; наполнением табл = 0,25; при уклоне i = 0,03.

Проверим второй участок дворовой сети на выполнение условия:

= = 0,49 < 0,6, то есть участок не расчетный.

5 Спецификация материалов и оборудования систем водоснабжения и водоотведения

дворовой водомер насосный питьевой

Спецификация на трубы, арматуру и фасонные части на один стояк холодной воды (СтВ-2) до подключения к магистрали:

Спецификация на трубы, арматуру и фасонные части на один водоотводящий стояк (СтК-1)

Литература

1. СНиП 2.04.01−85. Внутренний водопровод и канализация зданий. Госстрой СССР. — М.: Стройиздат, 1986. — 56с.

2. Калицун В. И., Кедров B.C. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация, — М.: Стройиздат, 1980. — 359 с.

3. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. — М.: Стройиздат, 1973.-113с.

4. Шанаев И. Ф. и др. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий. М.> Высшая школа, 1972.

5. Лукиных А. А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н. Н. Павловского, — М. Стройиздат, 1974. 156 с.

6. Купеев К. Г., Методические указания к курсовой работе «Водоснабжение и водоотведение жилого дома». Владикавказ, 1995. — 51с.

7. Материалы практических занятий по курсу «Водоснабжение и водоотведение».

8. Купеев К. Г., Гаппоев Э. Г., Методические указания к курсовой работе Водоснабжение и канализация жилого дома". Владикавказ, 1993 г.

Приложение А

Таблица 1. Гидравлический расчет внутренней сети холодного водопровода

Таблица 2. Гидравлический расчет дворовой водоотводящей сети

.ur