Дипломная работа холодное водоснабжение

Задание на проектирование

Состав графической части курсовой работы

. Проектирование системы внутреннего водопровода здания

.1 Выбор системы холодного водопровода здания

.2 Устройство внутренней водопроводной сети здания

.3 Гидравлический расчет внутренней водопроводной сети.

.3.1 Гидравлический расчет внутреннего трубопровода

.3.2 Определение напора в системе внутреннего водопровода

.4 Подбор дроссельных шайб

. Проектирование внутренней и дворовой канализации здания

.1 Приемники сточных вод. Гидрозатворы

.2 Внутридомовая канализация

.3 Расчет внутренней и дворовой канализации

.4 Дворовая и внутриплощадочные сети

.5 Построение профиля дворовой канализации

Система внутреннего холодного хозяйственно-питьевого водоснабжения

Системы внутреннего водоснабжения предназначены для бесперебойной подачи воды из наружной водопроводной сети и распределения ее между потребителями внутри здания.

Потребителями считаются человек, установка и т. д., которые используют воду (житель, ученик в школе, посетитель бассейна, баня; технологическое оборудование в промышленном здании, приготовленное блюдо в столовой и т. д.).

Границей между наружной сетью и системой внутреннего водоснабжения является линия, проходящая через устройство для измерения расхода воды в здании (водосчетчик).

В зависимости от температуры транспортируемой воды различают системы холодного водоснабжения (t°в HTp);

с водонапорным баком (Hg колеблется около значения Нтр);

с повысительными насосами (Hg 4o С) естественным или искусственным освещением и вентиляцией. Возможно, их устанавливать в помещении котельных, бойлерных, тепловых пунктов. В производственных зданиях насосы можно располагать непосредственно в цехах около оборудования, потребляющего воду, предусмотрев защитное ограждение. В связи со значительным шумоизлучением насосных установок их нельзя размещать под жилыми квартирами, больничными помещениями, аудиториями и классами учебных заведений, детскими комнатами административных зданий и другими помещениями, в которых недопустим высокий уровень шума.

Насосные агрегаты и оборудование насосной установки должны размещаться с учетом удобства их обслуживания, ремонта и демонтажа. Расстояние между выступающими частями оборудования принимается не менее 0,7 м от боковых и 1,0 м от торцевых стен. Для насосов с диаметром патрубков 100 мм и менее допускается их установка без прохода между стеной и насосным агрегатом, но на расстоянии не менее 0,2 м от здания. Возможна установка двух таких насосных агрегатов на одном фундаменте с проходами вокруг него не менее 0,7 м. Высота помещения должна быть не менее 2,2 м и достаточна для подъема и транспортирования над установленными агрегатами самого крупногабаритного оборудования, примененного в насосной установке.

Щит для управления электродвигателями устанавливают в помещении насосной установки так, чтобы расстояние от него до выступающих частей насосных агрегатов было не менее 2 м.

Водопроводные сети прокладывают так, чтобы их протяженность и количество пересечений со строительными конструкциями были минимальными.

Трассировка сети (прокладка трубопроводов) начинается с квартальной сети, которая объединяет основные элементы системы (насосные станции, сети отдельных зданий и т. д.).

Обычно квартальные сети прокладывают в земле. Минимальные расстояния от данных сетей до других коммуникаций принимаются такими же как для вводов. Рациональной является прокладка квартальных сетей совместно с другими сетями в проходных или непроходных каналах — сцепках между зданиями.

Водопроводная сеть здания прокладывается параллельно стенам зданий и линиям колонн, по возможности прямолинейно, так, чтобы длина труб была минимальной.

Трубопроводы не должны пересекать балки, колонны и другие несущие части здания. Рекомендуется прокладывать сеть совместно с другими сетями (отопления, горячего водоснабжения и т. д.). При этом во избежание загрязнения и повышения температуры воды необходимо: прокладку с канализационными трубопроводами предусматривать только в проходных каналах при расположении водопровода сверху; не допускать прокладку с трубопроводами, транспортирующими легковоспламеняющиеся, горючие и ядовитые жидкости и газы; располагать трубопроводы ниже сетей, транспортирующих горячую воду и пар и покрывать их теплоизоляцией. Трубопроводы прокладывают в помещениях с температурой выше 2 °С, чтобы предотвратить замерзание трубопроводов. При прокладке в помещениях с более низкой температурой, в зоне влияния холодного наружного воздуха (около входных дверей и ворот), в помещениях с повышенной влажностью, где возможно образование конденсата на холодной поверхности труб, следует покрывать трубопроводы теплоизоляцией. Неизолированные трубы окрашивают масляной краской, а в сырых помещениях — лаком. Если в помещении проложено несколько трубопроводов различного назначения, их окрашивают в раз личные цвета.

Трубопроводы прокладывают открыто по стенам, фермам, колоннам и под перекрытиями. Это позволяет сократить монтажные и строительные работы, обеспечивает легкий доступ для осмотра и ремонта сетей. Недостатком открытой прокладки является загромождение стен, ухудшение санитарно-гигиеничесхих условий в помещении из-за скопления пыли, отпотевания труб.

Горизонтальные трубы крепят к стенам, потолку или прокладывают по полу на опорах. Скрытая прокладка в бороздах допускается для помещений с повышенными требованиями к отделке. Для обеспечения надежной работы сети со скрытой разводкой все соединения, заделываемые в стену, должны быть сварными (за исключением угольников для присоединения настенной арматуры). Борозды с трубопроводами должны заделываться штукатуркой или облицовкой, допускающей легкое вскрытие трубопроводов при их ремонте и демонтаже. В месте установки резьбовых соединений и арматуры предусматривают люки с дверками.

Трассировку внутренней сети начинают от водоразборных приборов: на плане этажей и разрезах здания намечают места прокладки труб, подающих воду к приборам (разводки), а также стояков.

Разводки прокладывают, как правило, открыто по стенам дутлевых, кухонь и других помещений. Рационально размещать их под санитарно-техническими приборами на высоте 15-40 см над полом и при необходимости закрывать плинтусом из керамической плитки. Трубопроводы, подающие воду к технологическому оборудованию, отделенному от стен, можно прокладывать в полу или над ним.

Стояки прокладывают по возможности в местах расположения наибольшего количества водоразборных приборов так, чтобы их количество и длина разводок к водоразборным приборам были минимальными. При размещении стояков необходимо учитывать планировку помещений на всех этажах зданий: стояки не должны проходить в середине помещения, пересекать несущие конструкции здания (балки, ригели, фермы, колонны и т. д.), должны располагаться около стен и перегородок, колонн, допускающих крепление трубопроводов.

Наличие на стояках изгибов и поворотов в виде петель нежелательно, так как в них образуются воздушные пробки, которые нарушают работу сети. Для удобства эксплуатации в зданиях с большим числом водоразборных приборов и значительным количеством трубопроводов стояки располагают в монтажных шахтах или каналах, бороздах. В шахтах особое внимание должно быть уделено предотвращению распространения по ним огня, звука и технике безопасности для чего в многоэтажных зданиях в канале на каждом этаже должны быть предусмотрены диафрагмы. При высоте этажа до 3 м стояки не крепятся, при большей высоте стояки закрепляются на половине высоты этажа.

В местах Пересечения стояков и других вертикальных трубопроводов с перекрытиями на них надевают гильзы из толя или листовой стали для предохранения перекрытий от смачивания конденсирующейся влагой.

Магистрали прокладывают так, чтобы объединить все стояки и трубопровод подающий воду в здание. На сетях с нижней разводкой их размещают в подпольях, подвалах и технических этажах или в первом этаже, в Подпольных каналах, под полом с устройством съемного фриза, а также по конструкциям зданий, на которых допускается открытая прокладка трубопроводов. В производственных зданиях участки трубопроводов у входов, загрузочных люков, проходящие под крупными сооружениями, туннелями, целесообразно укладывать в стальных футлярах для предотвращения механического повреждения.

При верхней разводке магистралей они монтируются на чердаке здания под потолком верхнего этажа или в межферменном пространстве производственных зданий.

Для спуска воды магистрали должны прокладываться уклоном 0,002 — 0,005 в сторону ввода или водоразборных точек. В нижних точках сети необходимо установить спускные устройства (тройника или муфты с пробками для спуска воды).

На основе проведенной трассировки строится аксонометрическая схема, на которой намечают места установки арматуры.

Водоразборная арматура устанавливается с каждым санитарно-техническим прибором, как правило, по оси прибора на высоте, обеспечивающей удобство ее пользования.

Предохранительная арматура применяется в местах, где возможно образование гидравлического удара, повышение давления или обратный ток воды в трубопроводах.

Предохранительные клапаны монтируют на гидропневматических баках, после насосов. Рычажные клапаны устанавливают с расположением груза горизонтально, пружинные — в любом положении.

Обратные клапаны предусматриваются на обводной линии насосов, на напорном патрубке каждого насоса, на вводах, если на внутренней водопроводной сети размещают водонапорные баки или проектируют несколько вводов, соединенных между собой трубопроводами внутри здания. Подъемные клапаны должны монтироваться на горизонтальных участках.

Воздухоотводчики устанавливают обычно в верхних точках сетей с верхней разводкой, верхних коллекторов, соединяющих несколько стояков, и других точках, где возможно скопление воздуха. Перед воздухоотводчиком предусматривается запорная арматура.

Регуляторы давления устанавливают на вводе, если гарантийное давление значительно превосходит требуемое; после насосов на хозяйственно-питьевом водопроводе; на подводящем трубопроводе к сети хозяйственно-питьевого водоснабжения, подключенном после пожарных насосов в зданиях с раздельными сетями хозяйственно-питьевого и противопожарного водопроводов, питающихся от одного ввода. В системах, питающих здания различной этажности, регуляторы применяют на сетях зданий меньшей этажности.

Для контроля работы и наладки регулятора давления до и после него предусматривается установка манометров.

В многоэтажных зданиях целесообразно применять поэтажные стабилизаторы давления, регуляторы расхода на квартирных разводках или перед арматурой.

Запорную арматуру монтируют так, чтобы при аварии или ремонте отключалось наименьшее количество водоразборных точек, при этом количество арматуры не увеличивало значительно стоимость системы. Она не должна устанавливаться в помещениях, недоступных для обслуживающего персонала в ночное время суток (встроенные магазины, рестораны, столовые и т. д.). Вид запорной арматуры выбирается в зависимо от диаметра трубопровода и направления движения воды в нём. На трубопроводах диаметром менее 50 мм и одностороннем движении применяют вентили, в остальных случаях задвижки. В верхних частях закольцованных стояков допускается установка пробочных сальниковых кранов.

Запорная арматура устанавливается: на каждом вводе, на кольцевой разводящей сети для обеспечения возможности выключения на ремонт отдельных участков ее (не более чем полукольца); на кольцевой сети производственного водопровода из расчета обеспечения двусторонней подачи воды к агрегатам, не допускающим перерыва в подаче воды; у основания пожарных стояков с пятью пожарными кранами и более; у основания стояков хозяйственно-питьевой или производственной сети в зданиях высотой в три этажа и более; на ответвлениях, питающих пять водоразборных точек и более; на ответвлениях от магистральных линий водопровода; на разводках в каждую квартиру, на подводках к смывным бачкам, смывным кранам и водонагревательным колонкам, на ответвлениях к групповым душам и умывальникам; после регулятора давления; перед наружными поливочными кранами; перед приборами, аппаратами и агрегатами специального назначения (производственными, лечебными, опытными др.) в случае необходимости. Расстояние от магистрали до запорной арматуры, установленной на стояках и ответвлениях, не должно превышать 120 мм.

Конструирование внутреннего водопровода заканчивается построением полной аксонометрической схемы системы водоснабжения, дающей наиболее полное представление о системе и являющейся основой для гидравлического расчета.

Аксонометрическая схема внутреннего водопровода составляется в масштабе 1:100. На ней показывают: ввод с указанием диаметров и отметок уровней осей трубопроводов в местах пересечения их с осями наружных стен здания; водомерный узел; магистральные трубопроводы, стояки, подводки к водоразборной арматуре с указанием диаметров и длин; арматуру, пожарные и поливочные краны, водопроводное оборудование и др. элементы схемы. На схеме намечают номера расчетных участков начиная от наиболее высоко и далеко расположенной от ввода точки (диктующая точка), заканчивая точкой присоединения ввода к наружной водопроводной сети (рис. 1). Расчетным участком называется участок с постоянным расходом воды.

.3 Гидравлический расчет внутренней водопроводной сети

Методика расчета системы водоснабжения

Целью расчета системы водоснабжения является определение диаметров трубопроводов d (мм), требуемого давления в сети Ртр (МПа) и параметров других элементов системы (водосчётчиков, насосов, баков и т. д.), которые обеспечат бес перебойную подачу воды всем потребителям.

В качестве расчетной точки принимается наиболее высоко-расположенный и удаленный от ввода водоразборный прибор, для работы которого требуется максимальное рабочее давление.

Систему рассчитывают в такой последовательности:

) по аксонометрической схеме и генплану намечается расчетная точка и расчетное направление движения воды от колодца наружной сети до расчетной точки;

) расчетное направление разбивают на расчетные участки, границы участков назначают в точках изменения расходов, т. е. в точках присоединения к расчетному пути ответвлений стояков или водоразборных приборов и т. д.;

) определяют количество воды, которое поступает к водоразборным приборам через данный участок расчетный расход др.;

) по величине qp используя таблицы для гидравлического расчета подбирают диаметр d трубопровода на расчетном участке так, чтобы скорость при расчетном расходе была не более 0,9-1,2 м/с. По расчетному расходу и диаметру находят потери давления на каждом участке расчетного направления, вычисляют потери во всех элементах системы и определяют требуемое давление Ртр;

5) сравнивают величину Ртр с гарантийным давлением в наружной сети Ргар и максимально допустимым давлением Рдоп при Ртр > Ргар подбирают насос и в случае необходимости регулирующую емкость, определяют марку насоса и размеры емкости.

.3.1 Гидравлический расчет внутреннего трубопровода

Расчетный расход на хозяйственно-питьевые нужды определяют по формуле:

где qc0 — секундный расход холодной воды санитарно-техническим прибором, имеющий наибольшую пропускную способность, л/с.

? — коэффициент, зависящий от общего числа приборов на расчетном участке и вероятности их действия.= 0,18 л/с для ванны = 0,15 л/с для мойки и раковины = 0,11 л/с для унитаза

Вероятность действия всех приборов находят:

Где — норма расхода воды, л/сут, потребителем в час наибольшего водопотребления- число приборов

— суммарная жилая площадь здания (по плану)=501 м2- количество площади на одного человека, f = 18м2

Диаметры трубопроводов подбираем с учетом скорости воды в трубах, которая должна находиться в пределах от 0,7 м/с до 1.2 м/с.

Линейные потери расчитываются как произведение удельных потерь напора, деленных на 1000, на длину расчетного участка. Местные потери составляют 30 % от линейных. Общие потери это сумма линейных и местных потерь напора.

Таблица 2. Ведомость гидравлического расчета внутренней водопроводной сети.

Ведомость гидравлического расчета внутренней водопроводной сети№ участкаОбщее число приборов, N Вероятность дейст-вия приборов, Р ЗначенияРасчетный расход, q, л/секДиаметр участка, d,ммСкорость, V, м/секУдельные потери напора 1000iДлина расчетного участка l, мЛинейные потгри НОбщие потери, Н, мN*P ? qс0, л/с123456789101112132—110,00440,00440,20,150,15150,88625222,6250,860,1914580,2488953—220,00880,20,180,18151,0625305,350,650,1984780,2580214—330,01320,20,18151,0625305,350,90,2748150,357265—440,01760,20,1881151,110088327,68583,551,1632851,512276—580,03520,20,2228200,692892,01853,20,2944590,3827977—6120,05280,30,2498200,7792113,99653,20,3647890,4742258—7160,07040,30,2738200,856096133,55693,20,4273820,5555979—8200,0880,30,2952200,92464150,99283,20,4831770,6281310—9240,10560,40,315200,9865171,5052,8750,4930770,64111—10480,21120,50,4131250,7735878,39942,530,198350,25785612—11720,31680,50,4905250,9129107,3473,470,3724940,48424213—12960,42240,60,5625251,04875138,96251,7350,24110,3134314—131200,5280,70,6264320,700139,64221,910,8685561,129123

.3.2 Определение напора в системе внутреннего водопровода

Определим величину расчетного напора:

Наименьший гарантированный напор в городском водопроводе — 34 м.

Избыток напора составляет 0,26 м, что допустимо. Следовательно здание не нуждается в установке насоса.

Установки для повышения давления

Установки для повышения давления должны создавать добавочное к гарантийному давлению в наружной сети и обеспечивать требуемое давление в системе водоснабжения при расчетном расходе. Установки выполняют в виде насосных или гидропневматических установок.

Рисунок 1. Насосные установки: а — установка с консольными насосами; б — схема установки; в — моноблочный насос.

Насосные установки состоят из насосных агрегатов 1, всасывающих 5 и напорных 8 коллекторов, запорно-регулирующей арматуры (задвижек 4, обратных клапанов 7) и контрольно-измерительных приборов (манометров 9, термометров). Насосные агрегаты состоят из насосов 3 и двигателей 2.

Для обеспечения бесперебойности работы устанавливают рабочие и резервные насосные агрегаты.

Марка и количество рабочих агрегатов определяются расчетом, число резервных агрегатов принимается в зависимости от категории надежности и числа рабочих агрегатов по СНиП II-31 -74. Наименьшее число агрегатов в насосной установке два — рабочий и резервный. В насосных установках желательно использовать однотипные агрегаты, что облегчит ее эксплуатацию.

Наибольшее распространение в системе водоснабжения зданий получили центробежные консольные и моноблочные насосы благодаря их простому устройству и обслуживанию, надежности в работе, небольшой массе и стоимости. Марка насоса обозначает номинальный расход и давление, создаваемые насосом, при максимальном коэффициенте полезного действия. Центробежные насосы приводятся во вращение трехфазными асинхронными (реже синхронными) электродвигателями переменного тока. Частота вращения двигателей 750, 1500, 3000 об/мин должна совпадать с частотой вращения насоса, что обеспечит максимальный коэффициент полезного действия установки.

Насосы и двигатели устанавливают на металлическую фундаментную плиту или раму, которая закрепляется на кирпичном или бетонном фундаменте. Глубина заложения фундамента не менее 0,5 м, верхняя часть должна выступать над уровнем пола 0,2-0,3 м. насос и двигатель крепят к фундаменту болтами, которые закладывают в оставленные для них гнезда.

Всасывающий 5 и напорный 8 коллекторы изготовляют из стальных труб, соединенных на сварке так, чтобы объединить все насосные агрегаты с подающими и отводящими трубопроводами и обеспечить совместную работу насосов, отключение для осмотра и ремонта отдельных насосов. Трубопроводы соединяют с арматурой и насосами на фланцах. При заборе воды из резервуара при давлении в наружной сети менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см) к каждому насосу желательно прокладывать от дельную всасывающую линию или соединять всасывающий коллектор с резервуарами двумя линиями.

Для отключения насосов на всасывающем и напорном патрубке устанавливают задвижки 4. На напорном патрубке насоса перед задвижкой предусматривается обратный клапан 7, который исключает обратное движение воды через корпус насоса, из напорного коллектора во всасывающий, когда двигатель данного насоса не работает, а другие насосы создают давление в напорном коллекторе. Для того чтобы обеспечить подачу воды в систему при прекращении подачи электроэнергии, предусматривается обводная линия 6 с задвижкой и обратным клапаном.

Контроль за давлением, создаваемым насосом, осуществляется манометрами 9. При работе совместно с резервуаром на всасывающем патрубке устанавливают вакуумметр, если насос не находится под заливом (ось насоса выше уровня в резервуаре).

Гидравлические установки состоят из насосной установки и гидропневматического бака. Как правило, они автоматизированы: при понижении уровня воды в баке насосы от датчика давления включаются, при достижении высшего выключаются. Различаются гидропневматические установки переменного и постоянного давления.

Установки переменного давления работают следующим образом: вначале в гидропневматический бак 3 заканчивается компрессором воздух под давлением большим, чем требуется для работы системы водоснабжения. При разборе воды потребителями под давлением воздуха она вытесняется из бака, давление в баке падает. При срабатывании регулирующего объема и достижении определенного минимума давления в баке автоматически от реле давления 2 через шкаф управления 1 включается двигатель 8 насоса. Вода нагнетается в резервуар, воздух сжимается, давление возрастает до первоначального уровня и насос отключается. Недостатком данной системы являются большие колебания давления, так как Минимальное давление должно быть равно требуемому для работы системы водоснабжения зданий, а максимальное давление при наполненном баке значительно превышает требуемое. Это обуславливает повышенную мощность насосов и увеличение непроизводительных расходов через арматуру из-за повышенных давлений в сети. Установка регуляторов давления на отводящей трубе несколько снижает этот недостаток.

Рисунок 2. Схемы гидропневматических установок: а — установка переменного давления; б — установка постоянного давления

Установки постоянного давления лишены этого недостатка. Они состоят из гидропневматического бака 3, воз ушного бака 6, компрессора 4, воздухопровода 5, регулятора давления воздуха 7. Давление воздуха в гидропневматическом резервуаре, следовательно, во всей системе, поддерживается постоянным с помощью регулятора давления. При наполнении в гидропневматического бака избыток воздуха засасывается компрессором 4 и подается в воздушный бак. Эти установки не несколько сложнее по устройству, но они экономичнее в эксплуатации, желательно применять их в системах пожаротушения, где требуется подача одинакового расхода воды в течение всего времени тушения пожара.

Гидропневматические баки в установках устанавливают вертикально или горизонтально. Расстояние между баками, от баков до стен и перекрытия должно быть не менее 0,6 м.

.4 Подбор дроссельных шайб

Диаметр шайб рассчитывается по формуле

Таблица 3. Ведомость диаметров отверстий в шайбах на СТВ №5

Таблица 4. Ведомость диаметров отверстий в шайбах на СТВ №4

Таблица 5. Ведомость диаметров отверстий в шайбах на СТВ №3