Водоснабжение и водоотведение жилого здания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Инженерные сети»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение»

Выполнила студентка 3 курса, ФБО Новикова А.Н.

Учебный шифр 08-ЗП-478

Гомель 2010/2011 уч. гг.

Содержание Задание проектирования Введение

1. Водоснабжение

1.1 Выбор системы и схемы внутреннего водопровода

1.2 Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода

1.3 Подбор счетчика воды

1.4 Определение требуемого напора

2. Водоотведение

2.1 Выбор системы и схемы внутренней и внутриквартальной сетей водоотведения

2.2 Определение расчетных расходов сточных вод

2.3 Выбор стояков системы водоотведения

2.4 Гидравлический расчет выпусков и трубопроводов внутриквартальной сети водоотведения Заключение Список используемой литературы

Задание на проектирование Номер варианта типового этажа -8

Номер варианта генплана -1

Высота этажа (от пола до пола), м -2,7

Высота подвала (от пола до пола), м — 2,0

Отметка пола первого этажа, м-56,0

Отметка поверхности земли, м-55,3

Диаметр труб городского водопровода, мм-300

Диаметр труб городской канализации, мм-400

Гарантийный напор, м -8

Отметка верха трубы городского водопровода -53,0

Отметка лотка трубы городской канализации -51,0

Количество этажей здания — 5

Введение

Система водоснабжения и водоотведения является необходимой для комфортабельного жилья. Правильный выбор схемы водоснабжения и водоотведения обеспечивает надежную, постоянную подачу воды потребителям и отведение сточной воды.

Целью курсовой работы является: определение расчетного расхода воды, гидравлический расчет внутренней водопроводной сети, подбор водомера, определение расчетного расхода сточной жидкости, назначение диаметров канализационных труб, определение пропускной способности канализационных выпусков и дворовой канализационной сети.

Система водоснабжения включает в себя холодный и горячий водопроводы. Основное требование при их проектировании — это обеспечение расхода воды, соответствующее расчетному количеству водопотребителей или установленным водоразборным устройством.

Внутренняя система водоотведения проектируется для отводов сточных вод из зданий.

водопровод водоотведение напор гидравлический

1. Водоснабжение

1.1 Выбор системы и схемы внутреннего водопровода Здание любого назначения (жилые, административные, учебные, общественного питания, лечебные, детские и т. д.), а также объекты культурно-оздоровительные (стадионы, бассейны, парки отдыха) и производственные (гаражи, заводы, депо и т. д.), расположенные в канализованных районах или имеющие систему местной канализации, оборудуют системами холодного, а в ряде случаев и горячего водоснабжения.

Построенные системы водоснабжения зданий должны обеспечивать потребителей водой заданного качества в нужном количестве и под необходимым напором. Требования к качеству воды зависят от назначения систем водоснабжения.

Системой водоснабжения здания или отдельного объекта называют совокупность устройств, обеспечивающих получение воды из наружного водопровода и подачу ее под напором к водоразборным устройствам, расположенным внутри здания или объекта.

Система холодного водоснабжения, называемая обычно внутренним водопроводом, состоит из следующих устройств: ввода (одного или нескольких), водомерного узла (одного или нескольких), магистральной линии, стояков и подводок к водоразборным приборам.

Проектирование внутренней водопроводной сети начинаем с нанесения на плане типового этажа, водопроводных стояков и подводок от них к водоразборным приборам.

Стояки обозначаем: СтВ1−1, СтВ1−2 и т. д. После этого водопроводные стояки переносим с поэтажного плана на план подвала.

От городского водопровода показываем ввод в здание, который проводится по кратчайшему пути от уличной водопроводной магистрали, перпендикулярно к стене здания. Ввод проектируется с торца здания. Его расположение зависит от ориентации здания по отношению к уличной водопроводной магистрали. Ввод заканчивается водопроводным узлом, установленным в внутри здания, в подвальном помещении, сразу за несущей ограждающей стеной.

В месте присоединения ввода к наружной сети городского водопровода устраиваем колодец с установлением в нем задвижки.

На генплане на линии ввода должны стоять диаметр, длина и обозначение колодца, в котором полагается произвести присоединение ввода к уличной сети. На плане подвала ввод показываем частично с указанием места присоединения к водомерному узлу.

Водомерный узел расположен сразу за стеной внутри подвала. Он состоит из водомера, запорной арматуры в виде вентилей, устанавливаемых с каждой стороны счетчика, контрольно-спускового крана, соединительных фасонных частей и патрубков. При наличии одного ввода, а здание у водомера предусматривается обводная линия. На обводной линии следует устанавливать запорную арматуру, опломбированную в закрытом положении. Во избежание излишних потерь водомер устанавливают на прямом участке, а не на обводе. Тип водомера — крыльчатый (ВК). Водомерную магистраль проводим в подвале, руководствуясь ТКП 45−4.01−52−2007(2 250)

От разводящей магистрали предусматриваются подводки (d=25мм) к поливочным кранам, размещаемых в нишах наружных стен размером250×300 на высоте 350 мм от тротуара из расчета один поливочный кран на 60−70 м периметра здания.

В соответствии с размещением водопроводных стояков, разводящей магистрали, водомерного узла и ввода вычерчиваем аксонометрическую схему внутреннего водопровода в масштабе 1:100. На аксонометрической схеме показываем ввод водопровода, водомерный узел, магистраль водопровода, стояки, разводящие линии, поливочные краны.

Запорную арматуру устанавливаем у основания всех стояков в здании. Кроме этого, запорная арматура устанавливается на всех ответвлениях от магистральной линии, на ответвлениях в каждую квартиру, на подводках к промывочным устройствам водоотведения, перед поливочными наружными кранами, на ответвлениях, питающих пять и более водоразборных точек. На трубопроводах d=50 мм в качестве запорной арматуры устанавливают задвижки.

Подводки к водоразборным устройствам изображаются только для верхнего этажа, на остальных показывают только ответвления.

Схема и план должны одинаково ориентированы. На схеме показываем абсолютные отметки поверхности земли, относительные пола подвала и перекрытия, ввод водопровода и диктующего крана.

Схема внутреннего водопровода, вычерченная в аксонометрической проекции, является основой для гидравлического расчета водопроводной сети.

1.2 Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода Водопровод хозяйственно-питьевого назначения рассчитывается на случай максимального водопотребления. Основной задачей этого расчета является определение наиболее экономных диаметров труб. Выбираем расчетное направление по аксонометрической схеме. Затем принимаем направление от водомера до самой удаленной водоразборной точки за расчетное. Выбранное расчетное направление воды разбивают на расчетные участки. За расчетный участок принимают часть сети с постоянным расходом и диаметром. Каждый участок обозначаются 1−2, 2−3, 3−4 и т. д.

Нумерацию ведем от выливного отверстия диктующего крана сверху вниз. На каждом участке проставляем длину, а после гидравлического расчета — диаметр. При расчете сетей первоначально определяем расходы на каждом расчетном участке, а затем производим гидравлический расчет.

Расчетный максимальный расход воды на отдельных участках внутренней водопроводной сети зависит от числа установленных на них и одновременно работающих водоразборных устройств и от расхода воды, протекающей через эти устройства.

В сети внутреннего водопровода водоразборные устройства размещены на различных высотах и удалении от ввода, поэтому всегда будут находится в отличных друг от друга гидродинамических условиях. Те водоразборные устройства, которые расположены ниже других и ближе к вводу, будут работать под большими напорами по сравнению с теми, которые расположены выше и дальше от ввода. Конечной задачей гидравлического расчета является определение потребного напора для обеспечения нормальной работы всех водоразборных точек водопроводной сети.

Гидравлический расчет проводим по максимальному секундному расходу (q, м/с).

q = 5*q₀ *б, (1)

где q₀ — нормативный расход одним прибором; q₀ = 0,2 м/с;

б — коэффициент, определяемый согласно ТКП 45−4.01−52−2007 (2 250) в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р.

Вероятность действия приборов Р, для участков сети, обслуживающих в зданиях группы одинаковых потребителей, определяется:

(2)

где — норма с расходом воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления в соответствии с ТКП 45−4.01−52−2007 (2 250) [2]; для зданий с холодным водоснабжением = 5,6 л/с

U — общее число одинаковых потребителей в здании, чел.;

N — общее число санитарнотехнических приборов, обслуживающих водопотребителей, шт.

Общее число водопотребителей в здании U, чел., определяется по формуле:

(3)

где F — жилая площадь; по плану F=969,0 м ²;

f — санитарная норма жилой площади на одного человека, f=12м²/чел.

чел., .

После определения расчетных расходов назначают диаметр труб на расчетных участках, исходя из наиболее экономичных скоростей движения воды, в пределах 0,9−1,2 м/с. Скорость движения воды не должна превышать 3 м/с. При подборе диаметров пользуемся спецификациями Шевелева А. Ф., Шевелева Ф. А. В этих же спецификациях в зависимости от расхода воды и диаметра трубы приводятся значения удельных потерь на трение (гидравлический уклон), на основании которых определяем потери напора по длине каждого расчетного участка по формуле:

(4)

где — длина расчетного участка, м.

Длина участка берется с аксонометрической схемы, длина вводас генплана.

Полученные значения сводим в таблицу 1.

Таблица 1 — Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода

Уhi 4,675

h_вв 0,040

1.3 Подбор счетчика воды

Счетчик воды подбирают на пропуск максимального расчетного расхода воды, который не должен превышать наибольшего расхода для данного водомера. Потери напора в крыльчатых и турбинных счетчиках водомерах определяем по формуле:

h_св = S*q², (5)

где S — сопротивление водомера, м*с² /л ²;

q — расход воды, протекающей через водомер, л/с; q =0,76 л/с.

Подбираем калибр счетчика- 32 мм с характеристиками:

S=1,3 м*с² /л ²;

q_характ=10м³ /ч;

q_номин=4 м³ /ч;

q_доп^max=1,4 л/с;

q_доп^min=0,07 л/с;

h_св=1,3*0,76²=0,99 м.

При учете расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды, потери не должны превышать 2,5 м и быть не менее 0,5 м, следовательно, счетчик подобран правильно.

1.4 Определение требуемого напора Определяем величину напора, требуемого для подачи нормативного расхода воды при наибольшем потреблении, с учетом потерь на преодоление пути движения (сопротивления движению в трубах).

Н_тр = Н_г+ h_вв+h_св+1,3Уh_i+H_f,

где Н_г — геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до диктующего водоразборного устройства;

h_вв. — потери напора во вводе, h_вв =0,040 м;

h_св — потери напора в счетчике воды, h_св =0,99 м;

Уh_i — сумма потерь напора по длине расчетного направления;

1,3- коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, которые для сетей хозяйственнопитьевого водопровода жилых и общественных зданий берут в размере 30% от потерь напора по длине;

H_f — свободный напор у диктующего водоразборного устройства, H_f =3м.

Геометрическую высоту определяем по формуле :

Н_г =56,0+12,6−53,2=15,4 м Н_тр = 15,4+0,040+0,99+1,3*4,675+3,0 = 25,51 м.

Так как Н_г = 8 м < Н_тр =25,51 м, то необходимо установить повысительную установку, так как в этом случае система не действует под напором в наружном водопроводе. Установим два насоса (рабочий и резервный) марки К 8/18 с характеристиками:

Н= 18,0 м;

Q=8,0 м³ /ч;

N= 1,5 кВт.

2. Водоотведение

2.1 Выбор системы и схемы внутренней и внутриквартальной сетей водоотведения Внутренняя система водоотведения проектируется для отвода сточных вод из здания во внутриквартальные сети водоотведения.

Проектирование внутренней системы водоотведения выполняем, согласно указаниям.

Сеть внутреннего водоотведения состоит из приемников сточных вод, отводных труб, канализационных стояков, выпусков и внутриквартальной или дворовой сети.

Проектирование сети внутреннего водоотведения выполняем в следующем порядке: на план здания наносим стояки водоотведения в соответствии с размещением санитарных приборов. Стояки водоотведения на плане отмечаем условными обозначениями: СтК1−1, СтК1−2 и т. д.

От санитарных приборов к стоякам трассируем линии отводных труб с указанием (на разрезах) диаметров и уклонов труб. Участки сети водоотведения прокладываем прямолинейно. От стояков трассируем выпуски через стену здания и показываем места расположения колодцев внутриквартальной сети водоотведения. На выпусках указываем диаметр, длину и уклон труб.

Изменять направление прокладки трубопровода водоотведения и присоединять приборы можно с помощью фасонных частей. Выпуски обозначаем: Выпуск К1−1, К1−2 и т. д.

Все отводные трубы от приемников сточных вод прокладываем по кратчайшему расстоянию с установкой на концах и на поворотах прочисток. Не допускаем изменения уклона прокладки отводного трубопровода.

Стояки водоотведения, транспортирующие сточные воды от отводных линий в нижнюю часть здания, размещаем в санузлах приемников сточных вод, открыто, у стен и перегородок скрытов монтажных шахтах.

Для прочистки на стояках устанавливаем ревизии в верхних и нижних этажах на высоте 1 м от пола до центра ревизии, но не менее чем на 0,15 м выше борта присоединяемого устройства.

Переход стояка в выпуск делаем плавным и устраиваем с помощью отводов. Выпуск заканчиваем смотровым колодцем внутриквартальной сети водоотведения. Выпуски присоединяем к наружной сети под углом не менее 90? (считая по движению сточных вод).

При большом заглублении наружной сети на выпусках сети водоотведения допускается устройство перепадов: открытыхпо бетонному водосливу в лотке, входящем с плавным поворотом в колодец наружной канализации (при высоте перепада до 0,5 м).

Длина выпуска от стены здания (стояков, отводных труб) до дворового колодца не менее 3- 5 м. Наибольшая длина выпуска от стояка до оси смотрового колодца для труб диаметром 150 мм- 15 м.

Выпуски сети водоотведения располагаем с одной стороны здания перпендикулярно плоскости наружных стен. Количество выпусков и глубину их заложения принимаем минимальными. Глубину прокладки выпуска определяем в зависимости от промерзания грунта (низ трубы может быть проложен выше границы промерзания на 0,3 м), но не менее 0,7 м от поверхности грунта.

На плане подвала показываем ревизии и прочистки в начале выпусков, на горизонтальных участках труб у поворотов под углом более 30?, в местах соединения нескольких горизонтальных трубопроводов, а также на длинных прямолинейных горизонтальных участках не реже, чем через 10 м (при диаметре труб от100 до 150 мм) устраиваем ревизию.

После нанесения на план здания стояков, отводных выпусков составляем развернутую схему (разрез по трубам) стояков водоотведения, присоединяемых к выпускам в масштабе 1:100.

В курсовой работе достаточно построить разрез по стояком для одного из выпусков. На разрезе по выпуску нужно показать смотровой колодец с указанием его номера и отметок поверхности земли, лотка труб выпуска и лотка колодца.

Согласно условным обозначениям на стояке указываем фасонные части: тройники, крестовины, отводы, колена, ревизии, прочистки. На разрезах указываем диаметры, длины и уклоны всех участков.

Дворовую (внутриквартальную) сеть водоотведения прокладываем параллельно наружным стенам здания по кратчайшему пути к уличному коллектору с наименьшей глубиной заложения труб. Расстояние от трассы внутриквартальной сети до фундаментов зданий определяем длиной выпусков.

Глубину заложения дворовой сети определяем отметкой наиболее заглубленного выпуска из здания. Наименьшая глубина заложения первого дворового колодца во избежание промерзания допускается 1,25- 1,5 м.

На генплане участка наносим внутриквартальную сеть водоотведения со всеми смотровыми, поворотными и контрольными колодцами.

Смотровые канализационные колодцы показываем на выпусках, поворотах и прямых участках (через 35 м при диаметре труб 150 мм). Их обозначают: КК1, КК1 и т. д. На 1,5- 2 м вглубь двора устанавливаем контрольный колодец ККК. В месте присоединения дворовой канализационной линии к городской канализации изображаем городской канализационный колодец КГК. На всех участках дворовой канализационной линии пишем диаметры труб и длины участков.

Вычерчиваем профиль внутриквартальной сети водоотведения рядом с генпланом в горизонтальном масштабе, равном масштабу генплана, и вертикальном 1:100. Он включает все участки внутриквартальной сети водоотведения, а также соединительную линию от контрольного колодца до колодца на уличном коллекторе. На профиле показываем отметки поверхности земли и лотков труб, уклоны, расстояния между осями колодцев, глубину и напоры колодцев. Перепад проектируем в контрольном колодце.

Разработав систему водоотведения здания, приступаем к расчету внутренней и внутриквартальной сетей водоотведения.

2.2 Определение расчетных расходов сточных вод Диаметры внутренней и дворовой систем водоотведения определяем на основании расчетных расходов сточных вод по участкам.

Расчетное количество сточных вод, поступающих в систему водоотведения в жилом здании, зависит от числа, типа и одновременности действия установленных в них санитарных приборов. Для определения расчетных расходов сточных вод q^s, л/с, поступающих в систему водоотведения от группы санитарных приборов, при q^tot? 8л/с используем формулу:

q^s = q^tot + q^s₀, (7)

Максимальный секундный расход сточных вод q^tot, л/с, на расчетном участке следует определять по формуле:

q^tot =5* q₀^tot +б, (8)

где q^tot — общий максимальный расчетный секундный расход воды в сетях холодного и горячего водоснабжения, л/с;

q^s₀ — расход стоков от санитарных приборов с максимальным водоотведением, л/с, принимаемый согласно обязательному приложению. Для жилого здания наибольший расход стоков от прибора (смывной бачок унитаза) q^s_{0 =} 1,6 л/с.

где q₀— нормативный расход одним прибором, q₀ ^tot = 0,3л/с;

бкоэффициент, определяемый согласно ТКП 45−4.01−52−2007 (2 250) в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия P^tot.

Вероятность действия приборов P^tot для участков сети, обслуживающих в зданиях или сооружениях группы одинаковых потребителей, вычисляем по формуле:

q_hr,u^tot *U

P^tot = —————, (9)

q₀^tot *N*3600

где q_hr,u^tot — норма расхода воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления в соответствии с ТКП 45−4.01−52−2007 (2 250) [2]; для зданий с централизованным водоснабжением q_hr,u= 5,6 л/с;

Подставляем численные значения в формулы (7), (8), (9):

15,6 *81

P^tot = ————— = 0,0195.

0,3 *60*3600

q^tot =5* 0,3 *1,056=1,58 л/с .

q_КК1-КК2 =1,58+1,60=3,18 л/с.

2.3 Выбор стояков системы водоотведения Диаметр стояков водоотведения выбираем по таблице в зависимости от величины расчетного расхода сточной жидкости и наибольшего диаметра поэтажного трубопровода, отводящего стояки от прибора, имеющего максимальную емкость. По всей высоте стояки имеют одинаковый диаметр не меньше наибольшего диаметра поэтажных отводов, присоединенных к этому стояку (d=100 мм). Сеть внутреннеговодоотвода вентилируется через стояки, вытяжная часть которых выводится на 0,5 м выше кровли здания.

2.4 Гидравлический расчет выпусков и трубопроводов внутри квартальной сети водоотведения Гидравлический расчет сети водоотведения проводим с целью проверки правильности выбора диаметра труб и уклонов. Они должны обеспечить пропуск расчетных расходов при скорости больше самоочищающей (0,7м/с). При скорости меньше 0,7м/с возможно отложение твердой извести и засорение линии водоотведения.

Гидравлический расчет трубопроводов водоотведения из различных материалов следует производить по номограммам и таблицам, так как диаметр по заданию 400 мм меньше 500 мм.

Номограммы построены в зависимости от скорости сточной жидкости v, м/с, расчетного расхода q^s, л/с, диаметра трубопровода d, мм, наполнения трубопровода h/d и гидравлического уклона i.

Для трубопроводов водоотведения диаметром до 150 мм включительно скорость движения жидкости v следует принимать не менее 0,7 м/с, наполнение h/dне менее 0,3. Их проверяем на выполнение условий v*v h/d= 0,6.

По расчетному расходу и диаметру подбираем уклон труб водоотведения.

Выпуски, отводящие сточные воды от стояков за пределы зданий в дворовую сеть водоотведения укладываем с уклоном 0,02 при диаметре трубы 100 мм.

Диаметр выпуска проектируем не менее диаметра наибольшего из присоединенных к нему стояков.

Диаметр у труб внутриквартальной сети принимаем 150 мм. Стараемся, чтобы внутриквартальная сеть имела один и тот же уклон на всем протяжении. Минимальные уклоны при прокладке дворовой сети принимаем для труб d=150 мм i=0,008. Наибольший уклон сети водоотведения не должен превышать 0,15.

Расчет сети водоотведения сводим в таблицу 2.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы по водоснабжению и водоотведению жилого здания были запроектированы внутренняя сеть водоснабжения, а также внутренняя и дворовая сети канализации согласно санитарно-гигиеническим требованиям.

В курсовой работе были выполнены следующие расчеты: гидравлический расчет сети внутреннего водопровода, подбор счетчика воды, определение требуемого напора, выбор системы и схемы внутренней и дворовой канализации, определение расчетных расходов сточных вод, гидравлический расчет выпусков и трубопроводов дворовой канализации.

В результате гидравлического расчета внутренней сети водоснабжения были приняты трубы диаметром 15, 20, 25, 32 мм, диаметр ввода — 50 мм, потери напора по длине составили 4,675 м. Для системы водоснабжения подобран счетчик воды — крыльчатый водомер с диаметром условного прохода 32 мм. При определении потребного напора был сделан вывод о необходимости повысительной установки. При расчете системы внутренней и дворовой канализации была выбрана схема и расположение канализационных стояков, смотровых колодцев, расход сточных вод по зданию составил 3,18 л/с. При гидравлическом расчете выпусков и трубопроводов дворовой канализации были выбраны необходимые диаметры и уклоны труб с учетом скорости движения сточных вод и наполнения труб. Диаметр канализационных отводов по зданию d=100 мм, дворовой канализации d=150 мм. Уклоны лотка трубопровода находятся в пределах 0,007−0,002. Все расчеты произведены согласно нормам, которые установлены в ТКП 45−4.01−52−2007.

Список используемой литературы

1. В. И. Калицун и др.: «Гидравлика, водоснабжение и канализация». — М.: Стройиздат, 1980 г.

2. ТКП 45−4.01−52−2007 (2 250) Системы внутреннего водоснабжения зданий. Строительные нормы проектирования. М.:2008.

3. ТКП 45−4.01−54−2007 (2 250) Системы внутренней канализации зданий. Строительные нормы проектирования. М.:2008.

4. Писарик М. Н. «Водоснабжение и канализация жилого здания». МУ по выполнению курсовой работы по инженерным сетям, оборудованию зданий и сооружений, — Гомель: БелГУТ, 1990.

5. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб». — М: Стройиздат, 1984.

6. Речин Н. Н., Шопенский А. В. «Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий». — М: Стройиздат, 1975 г.

1. Калицун В. И. И др.: «Гидравлика, водоснабжение и канализация» Москва, стройиздат 1980 г.

2. СниП 2.04.01−85 «Внутренний водопровод и канализация», М. Стройиздат.

3. Писарик М. Н. «Водоснабжение и канализация жилого здания». МУ по выполнению курсовой работы по инженерным сетям, оборудованию зданий и сооружений, Гомель 1990.

4. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб, М.1981г.

5. Речин Н. Н. Санитарно-технические условия и газоснабжение зданий, М., 1975 г.