Инженерные сети

Задание 1

Определите расчетные расходы холодной воды (суточный, м³/сут; средний часовой, м³/час; максимальный расчетный секундный расход, л/с; максимальный часовой расход, м³/час) на вводе в здание и подберите водомер.

Определить секундный и часовой расходы воды для жилого дома с централизованным горячим водоснабжением с числом квартир n_кв = 30 и средней заселённостью V_o = 4,5 чел/м², число потребителей U = V_on_кв = 4,5 30 = 135 чел. В каждой квартире установлены следующие санитарно-технические приборы: ванны, длиной 1700 мм, умывальник, унитаз, мойка.

1. Устанавливаем число водоразборных приборов в здании

N^tot = N = 4*30 = 120;

2. В соответствии с прил. 3 СНиП 2.04.01−85* нормы расхода воды на одного потребителя в час наибольшего водопотребления составляет:

q^tot_{hr, u} = 15,6 л/ч; - общий

q^h_{hr, u} = 10 л/ч; - горячей воды

q^c_{hr, u} = 15,6 — 10 = 5,6 л/ч. — холодной воды

3. По той же таблице норма расхода воды санитарно-техническим прибором:

q^tot_o = 0,3 л/с (q^tot_{o, hr} = 300 л/ч); - общий

q^c_o = 0,2 л/с (q^c_{o, hr} = 200 л/ч); - холодной воды

4. Определяем секундную вероятность действия приборов по формуле:

5. Находим значение произведения NP и по приложению 4 СНиП 2.04.01−85* значения коэффициентов б. Промежуточные значения б находить точной интерполяцией.

N^cP^c = 135*0,0078 =1,053 б^c = 0,99 656;

NP = 1,05 б = 0,995

NP = 1,10 б = 1,021

0,05 — 0,026

0,003 — х х = = 0,156

6. Определяем максимальный секундный расход холодной воды:

q^c = 5*q^c_o? б^c =5?0,2? 0,99 656= 0,99 656 л/с;

7. Определим часовую вероятность действия приборов по формуле:

8. Находим значение произведения NP_hr и по приложению 4 СНиП 2.04.01−85* значения коэффициентов б_hr. Промежуточные значения б_hr находить точной интерполяцией.

N^cP^c_hr = 135*0,028 = 3,78; б^c_hr = 2,102 288;

NP_hr = 3,7 б = 2,102

NP_hr = 3,8 б = 2,138

0,1 — 0,036

0,08 — х х = = 0,288

9. Определяем максимальный часовой расход холодный воды в м³/ч по формуле:

q^с_hr = 0,005*q^с_{o, hr}? б^с_hr =0,005?200?2,102 288 = 2,102 288 м³/ч

10. Из приложения 3 СНиП 2.04.01−85* можно найти :

= - = 300 — 120 = 180 л. в сутки наибольшего потребления.

11. Средний часовой расход холодной волы, м³/ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления Т, ч, определяют по формуле:

q_T = = = 1,0125 м³/ч Задание 2. Начертите принципиальную схему водоснабжения населенного пункта. Опишите назначение основных элементов системы Устройство водоснабжения населенного пункта.

Для водоснабжения населенных пунктов используют воду из открытых водоемов (рек, озер) или из подземных источников. Вода из открытых водоемов содержит болезнетворные бактерии и различные примеси, поэтому требует очистки и обеззараживания. Подземные воды обычно такой обработки не требуют. При проектировании систем водоснабжения учитывают и предъявляемые к ней технические и экономические требования: 1) обеспечение нужд населенного пункта в воде в часы максимального ее потребления; 2) устройство магистральных и внутриквартальных водопроводных сетей, обеспечивающих снабжение водой всех вводимых в эксплуатацию объектов; 3) низкую стоимость воды, поступающей к потребителям; 4) создание эксплуатационной службы, задачей которой является обеспечение требуемого санитарно-гигиенического и технического уровня водоснабжения населенного пункта.

Забор воды из реки обычно осуществляется выше (считая по течению реки) населенных пунктов или промышленных предприятий, что уменьшает загрязнение поступающей в водоприемник воды. Затем она по самотечному трубопроводу 2 поступает в береговой колодец 3 и насосами первого подъема 4 направляется в отстойники 5, где из воды выпадает большая часть содержащихся в ней взвешенных веществ. Ускорения процесса осаждения взве сей достигают добавлением в воду коагулянтов — химических веществ, которые вступают в реакцию с содержащимися в воде солями, в результате чего образуются хлопья. Последние быстро осаждаются в воде и увлекают за собой взвешенные частицы. Далее вода самотеком поступает на очистные сооружения 6, где сначала фильтруется через слой зернистого материала (кварцевого песка) в фильтрах, а затем обеззараживается — добавлением в нее жидкого хлора.

Для этой цели применяют озонаторные установки, которые оказывают большее бактерицидное действие и придают воде более высокие вкусовые качества, чем ее хлорирование (озон получают из воздуха посредством электрических раз рядов).

Очищенная и обеззараженная вода стекает в запасные резервуары 7, откуда насосы второго подъема 8 нагнетают воду в магистральные водоводы 9, водонапорную башню 10 и далее через магистральные 11 и распределительные 12 трубопроводы вода поступает в здания к потребителям.

Для забора подземной воды из водоносных пластов устраивают трубчатые колод цы — скважины, закрепленные колонной стальных труб.

Над колодцем делают надстройку в виде павильона. В ниж ней части колодца устраивают фильтр, через который по ступает вода. Подъем воды обычно осуществляют центро бежными насосами, которые подают ее в сборные резервуары или непосредственно в водопроводную сеть.

Водопроводные сети устраивают из стальных, напорных, чугунных, железобетонных и асбестоцементных труб. Оборудованием этих сетей являются задвижки, слу жащие для выключения отдельных участков сети на случай ремонта или аварии; пожарные гидранты, служащие для получения через них воды для тушения пожаров, и водо разборные колонки.

Хозяйственно-питьевые водопроводы при диаметре труб не более 100 мм допускается устраивать тупиковыми (в виде ряда отдельных ответвлений). При больших диаметрах сети ее устраивают кольцевой, состоящей из нескольких замк нутых колец (Приложение 1); кольцевая сеть обеспечивает бесперебойное снабжение водой всех потребителей и при повреждении ее в какой-либо точке.

вентиляция здание водоснабжение канализационный Задание 3. Опишите устройства внутренней канализационной сети, её конструктивные элементы, их назначение. Укажите соединительные фасонные части канализационных сетей Устройство системы внутренней канализации Внутренняя домовая сеть канализации (СНиП 2.04.01−85*) «Внутренний водопровод и канализация зданий») служит для отвода сточных вод от санитарных приборов в наружную сеть. Она состоит из отводных трубопроводов, стояков и выпусков (рис. 1).

Рис. 1 — Схема внутренней канализации Внутреннюю домовую сеть канализации устраивают из чугунных канализационных раструбных труб и фасонных частей, из пластмассовых и безнапорных асбестоцементных труб.

Отводные линии от одиночных и групповых умывальников, писсуаров, раковин, моек и ванн монтируют из труб диаметром 50 мм, а от унитазов-;

100 мм. Отводные линии прокладывают над полом, в перекрытии или под потолком. Вид прокладки зависит от типа санитарного прибора, места его установки и возможности сохранения требуемого уклона.

Длина отводных линий, прокладываемых в междуэтажных перекрытиях, не должна превышать 10 м. Для труб подвесных и прокладываемых открыто над полом допускается большая длина при условии сохранения заданного уклона и возможности их прочистки. Прокладывать подвесные линии под потолком не следует.

Отводные трубопроводы должны быть таких же диаметров, как и отводные линии у санитарных приборов. Если отводная линия вначале имеет диаметр 50 мм, а затем по пути принимает сток от унитаза, то от этой точки диаметр ее должен быть 100 мм. Отводные линии присоединяют к стоякам с помощью косых тройников и крестовин под углом 45 и 60°, а также прямых тройников и крестовин под углом 90° с плавными отводами.

Повороты на отводных линиях допускаются под углом не менее 90^е. Для устройства плавных поворотов с большим радиусом закругления ставят один за другим два отвода по 135°.

Стояки на всем протяжении должны иметь одинаковый диаметр (50 или 100 мм). Диаметр вытяжной части канализационного стояка равен сточной части стояка. Вытяжную часть нескольких стояков можно объединять, при этом диаметр сборного вентиляционного трубопровода составляет, не менее: 100 мм — при числе установленных санитарных приборов не более 120; 125 мм — при числе приборов не более 300; 150 мм при числе приборов не более 1200; 200 мм—при числе приборов более 1200.

Сеть бытовой и производственной канализации вентилируются через стояки, вытяжная часть которых выводится через кровлю или сборную вентиляционную шахту здания на высоту, м: от неэксплуатируемой кровли 0,5; от эксплуатируемой кровли — 3; от обреза сборной вентиляционной шахты — 0,1.

Выпуски из здания делают из чугунных труб и фасонных частей. Диаметр выпуска должен быть не менее диаметра наибольшего стояка, присоединяемого к данному выпуску. Наименьшая длина выпуска от наружной стены до колодца — 3 м, а наибольшая — 8 м.

Направление труб при проходе через стену изменяют с помощью пологого колена в 90° или двух отводов 10 в 135°. Для прокладки выпуска в фундаменте здания или стене подвала устраивают проем высотой не менее 400 мм. При этом расстояние от верха трубы до верха проема должно быть не менее 150 мм. Пространство между выпуском и футляром заделывают жирной мятой глиной 6, смешанной с паклей. С наружной сетью выпуск соединяют лотком в смотровом колодце. Если часть выпуска или стояка проходит по неотапливаемому помещению, то ее утепляют.

Для прочистки выпуска в нижнем этаже на стояке устанавливают ревизию.

На концах отводных линий ставят прочистки, представляющие собой чугунный отвод 90°, в раструб которого заделывают прямую муфту из стали или из ковкого чугуна, закрываемую сверху пробкой на резьбе. Муфту заделывают в раструбе сначала смоленой прядью, а затем легкоплавкой мастикой или сурико-меловой замазкой. Прочистки ставят на концах длинных отводных линий, а также в местах присоединения к отводной линии трех и более унитазов.

Для прочистки горизонтальных участков трубопровода, уложенного в землю или под полом, на нем устанавливают ревизию в ревизионном колодце, закрываемом сверху съемным люком. Размер колодца прямоугольного сечения обычно принимают 700×700 мм, круглого — диаметром 700 мм. Крышка ревизии должна быть на уровне дна колодца.

Прочистки и ревизии на горизонтальных участках устанавливают на каждом повороте при угле более 30″ и в местах соединений нескольких трубопроводов.

Дно колодца должно иметь уклон к крышке ревизии не менее 0,05. Для головок болтов, укрепляющих крышку ревизии, должны быть сделаны углубления в дне колодца. После установки болтов их головки заливают цементным раствором.

Вентиляция канализационной сети осуществляется за счет гравитационного давления, возникающего в канализационных и вентиляционных стояках внутренней системы. Загрязненный в системе канализации воздух под действием гравитационного давления вытесняется через стояки в атмосферу. Чистый незагрязненный воздух поступает в сеть через неплотности в смотровых колодцах.

Задание 4. Определить толщину стены жилого дома в г. Липецк. Материал стен — керамзитобетон, г = 1200 кг/м³. расчет выполнить из условия энергосбережения Решение:

Климатические данные для г. Липецк:

— зона влажности нормальная;

— средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 равна -27°С;

— продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха не более 8 °C равна 202 сут;

— средняя температура наружного воздуха для периода со среднесуточной температурой воздуха не более 8 °C равна -3,4°С;

— расчетная температура внутреннего воздуха +20°С;

— относительная влажность воздуха внутри помещения 60%;

— влажностный режим в помещении — нормальный;

— условия эксплуатации — Б.

Приведенное сопротивление теплопередаче, м· °С/Вт, ограждающих конструкций, следует принимать не менее нормируемых значений, м· °С/Вт, определяемых по таблице 4 в зависимости от градусо-суток района строительства, °С· сут.

Градусо-сутки отопительного периода, °С· сут, определяют по формуле:

где — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С,

 — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода.

D_d = (20 — (-3,4))· 202 = 4726,8

Промежуточные значения D_d находить точной интерполяцией.

D_d =4000 — R_req = 2,8

D_d =6000 — R_req = 3,5

2000 — 0,7

726,8 — х х = = 0,25 438

R_req = 2,8 + 0,25 438 = 3,5 438

Так же значения для величин, отличающихся от табличных, можно определять по формуле:

где , — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий.

R_req = 0,35· 4726,8 + 1,4 = 3,5 438

Термическое сопротивление R, м²°С/Вт, однородного слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле:

R = /

где — толщина слоя, м; - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м°С), для керамзитобетона с плотностью 1200 кг/м³ согласно приложению Д для условий эксплуатации ограждающих конструкций, А или Б согласно СНиП 23−02−2003:

= 0,41 Вт/(м°С) Термическое сопротивление ограждающей конструкции R_k, м²°С/Вт, с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

R_k = R₁ + R₂ + … + R_n + R_a.l,

где R₁, R₂, …, R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²°С/Вт.

Сопротивление теплопередаче R_o, м²°С/Вт, однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями следует определять по формуле:

R_o = R_si + R_k + R_se,

где R_si = l/_int, _int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23 02, _int = 8,7 Вт/(м· °С) ;

R_se = 1/_ext, _ext — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 8 СП 23−101−2004, _ext = 23 Вт/(м²°С) ;

Подставляем известные значения в формулу

R_o = R_si + R_k + R_se

и находим из нее толщину стены:

3,5 438 =

= 3,5 438 — 0,11 494 — 0,4 348 = 2,89 596

х = 2,89 596· 0,41 = 1,1 873 436 м.

Вывод: Толщина стены жилого дома в г. Липецк должна быть не менее 1,1 873 436 м, значит она равна 1,3 м.

Задание 5

Перечислите основные элементы системы приточно-вытяжной вентиляции общественного здания. Приведите эскиз и дайте необходимые пояснения Приточно-вытяжная вентиляция представляет собой соединение приточной системы и вытяжной, что позволяет ей сочетать в себе плюсы как одной, так и другой систем. Такая система позволяет организовывать максимально правильный воздухообмен.

Приточно-вытяжная вентиляция эффективно решает проблему не только с воздухообменом, но и с фильтрацией, регулированием температуры и влажности в помещении. Система работает в любое время года. Однако если производительность и приточной, и вытяжной вентиляции не будет сбалансирована, по дому начнут «гулять» сквозняки и хлопать дверями.

Кроме того, приточно-вытяжная вентиляция позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы за счет применения утилизации тепла для подогрева приточного воздуха. Подогрев приточного воздуха происходит за счет вытяжного воздуха комнатной температуры (а в производственных помещениях, например, цехах, воздух может быть и гораздо теплее) в специальном теплообменнике — рекуператоре.

На ряду с другими достоинствами приточно-вытяжной вентиляции можно также отметить ее возможность создавать контролируемое пониженное или избыточное давление по сравнению с внешней средой, что полезно для людей чувствительных к изменениям атмосферного давления.

Приточно-вытяжная вентиляция с утилизацией тепла в основном используется в офисных знаниях, коттеджах, бассейнах, кинотеатрах, гостиницах, кафе и ресторанах и в производственных помещениях.

Системы механической вентиляции по сравнению с естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преимуществ. К основным их достоинствам относятся: независимость от температурных колебаний наружного воздуха и его давления, а также скорости ветра; подаваемый и удаляемый воздух можно перемещать на значительные расстояния; воздух, подаваемый в помещение, можно обрабатывать, т. е. нагревать или охлаждать, очищать, увлажнять и осушать.

Вследствие этого механическая вентиляция, как приточная, так и вытяжная, получила весьма широкое применение, особенно в промышленности (рис. 2,3).

Рис. 2. Приточно-вытяжная вентиляция общественного здания:

1 — жалюзийная решетка; 2 — воздухозаборное устройство; 3 — утепленный клапан; 4 — фильтр; 5 — калориферы; 6 — вентилятор; 7 — каналы и воздуховоды; 8 — жалюзийные решетки, вытяжные и приточные; 9 вытяжная шахта Рис. 3. Схема приточно-вытяжной вентиляции производственного здания: 1 — рабочий зал; 2 — приточные каналы; 3 — технический чердак; 4 щелевидные отверстия с направляющими лопатками; 5— вытяжные шахты; 6 —подпольные каналы На рис. 3 приведена схема. Поступление и удаления воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции производственною здания с рабочими залами большой площади (см. рис. 3) при воздухообмене, но принципу «сверху вверх» происходит рассредоточение через разветвленную сеть каналов и шахт, расположенных на техническом чердаке. Воздух поступает в рабочие залы через круглые или прямоугольные отверстия в перекрытии, снабженные специальными плафонами, как через щелевидные отверстия с направляющими лопатками. При воздухообмене по принципу «сверху вниз» воздух удаляется снизу через отверстия в подпольных каналах.

Приточные системы механической вентиляции состоят из следующих конструктивных элементов:

1) воздухоприемного устройства, через которое наружный воздух поступает в приточную камеру;

2) приточной камеры с оборудованием для обработки воздуха и подачи его в помещения;

3) сети каналов и воздуховодов, по которым воздух вентилятором распределяется по отдельным вентилируемым помещениям;

4) приточных отверстий с решетками или специальных приточных насадков, через которые воздух из приточных каналов поступает в помещения;

5) регулирующих устройств в виде дроссель-клапанов или задвижек, устанавливаемых в воздухоприемных устройствах, на ответвлениях воздуховодов и в каналах.

Вытяжные системы механической вентиляции обычно состоят из следующих элементов:

1) жалюзийных решеток и специальных насадков, через которые воздух из помещений поступает в вытяжные каналы;

2) вытяжных каналов, по которым воздух, извлекаемый из помещений, транспортируется в сборный воздуховод;

3) сборных воздуховодов, соединенных с вытяжной камерой;

4) вытяжной камеры, в которой установлен вентилятор с электродвигателем;

5) оборудования для очистки воздуха, если удаляемый воздух сильно загрязнен;

6) вытяжной шахты, служащей для отвода в атмосферу воздуха, извлекаемого из помещений;

7) регулирующих устройств (дроссель-клапанов или задвижек).

Отдельные приточные и вытяжные системы механической вентиляции могут не иметь некоторых из перечисленных элементов. Например, приточные системы вентиляции не всегда комплектуются фильтрами для очистки воздуха.

Список использованной литературы Бейербах В. А. Инженерные сети. Подготовка территорий и зданий: учеб. пособие / В. А. Бейербах. — Ростов н/Д.: Феникс. 2004 — 640 с.

Малеева Т. В. Инженерно-экономические основы градостроительства: учеб. пособие / Т. В. Малеева — СПб.: СПб ГИЭУ. 2003. 175 с.

Николаевская И. А. Благоустройство территорий: учеб. пособие для вузов / И. А. Николаевская. — М.: Академия. 2002. — 272 с.

Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда: Учеб. пособие — М.: Омега-Л. 2006. — 136 с.

Еремкин А. И. Тепловой режим зданий: учеб. пособие / А. И. Еремкин, Т. Н. Королева. — М.: изд-во «Ассоциация строительных вузов», 2001. — 273 с.

Нотенко С. Н. Техническая эксплуатация жилых зданий: учеб. пособие / С. Н. Нотенко. — М.: Высшая школа. 2000. — 174 с.

Инженерные сети. Оборудование зданий и сооружений: учеб. пособие / под общ. ред. Ю. П. Сонина. — М.: Высшая школа. 2001.-271 с.

Тихомиров К. В. Теплотехника, теплогазоснабжение, вентиляция: учеб. пособие / К. В. Тихомиров. Э. С. Сергеенко. — М.: Стройиздат. 2003. — 349 с.

Справочник современного инженера жилищно-коммунального хозяйства под общ. ред. JI. Р. Маиляна. — Ростов н/Д: Феникс. 2005 — 352 с. СНиПы: 23−02 2003, 2.04.01−85, 23−01−99. СП 23−101−2004.