КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЯ

При открытой системе по генеральному плану выполняется трассировка ввода теплосети, намечается место размещения элеваторного узла в подвале здания и производится трассировка внутренних трубопроводов.

При закрытой схеме по генеральному плану намечается место расположения ЦТП, производится трассировка внутриквартальной тепловой сети и внутренних трубопроводов.

В жилых зданиях, как правило, магистрали, стояки и подводки к приборам горячего водоснабжения прокладываются совместно с соответствующими трубопроводами холодного водопровода с установкой на стояках полотенцесушителей в ванных комнатах.

Особенностью работы систем горячего водоснабжения является необходимость поддержания достаточно высоких температур воды в ночное время, когда водоразбор отсутствует. Для этого по специальным трубопроводам осуществляется циркуляция, позволяющая за счет притока горячей воды компенсировать теплопотери трубопроводов.

В жилых зданиях высотой свыше 4 этажей группы близкорасположенных водоразборных стояков (обычно от 3 до 7) объединяют кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого секционного узла одним циркуляционным трубопроводом (стояком) к сборному циркуляционному трубопроводу системы. Кольцующие перемычки прокладывают по теплому чердаку, по холодному чердаку под слоем теплоизоляции или под потолком верхнего этажа. По циркуляционному трубопроводу охлажденная вода возвращается в водонагреватель (при закрытой схеме) либо в обратный трубопровод теплосети (при открытой схеме).

Счетчики горячей воды (на температуру воды до 90 о С) предусматривают на вводе в каждую квартиру, а также на вводах в здания на подающем и циркуляционном трубопроводах горячего водоснабжения без обводных линий с установкой обратного клапана на циркуляционном трубопроводе.

На внутренних сетях горячего водоснабжения используются те же трубы, что и в холодном водопроводе. Все подающие и циркуляционные трубопроводы, кроме подводок к санитарно-техническим приборам, оборудуются теплоизоляцией с толщиной теплоизоляционного слоя не менее 10 мм и теплопроводностью теплоизоляционного материала не более 0,05 Вт/(м о С).

Запорная арматура устанавливается у основания и на верхних концах закольцованных по вертикали стояков, а также на вводе в каждую квартиру перед водомером. На полотенцесушителях предусматривается запорная арматура для их отключения в летний период.

По итогам конструирования вычерчивается расчетная (аксонометрическая) схема системы горячего водоснабжения и производится ее расчет. Гидравлический расчет сети горячего водоснабжения выполнятся в два этапа:

• в режиме максимального водоразбора;
• в режиме циркуляции.

Конструирование внутренней водопроводной сети

Схемы водоснабжения здания бывают: тупиковые, кольцевые, зонные, комбинированные.

По расположению магистральных трубопроводов: с нижней и с верхней разводками.

Кольцевые сети применяют при недопустимости перерыва в водоснабжении здания водой в многоэтажных зданиях с противопо­жарным водопроводом, а также в производственных зданиях.

Комбинированные сети (тупиковые и кольцевые) применяют в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.

Зонные сети представляют собой несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или раздельных. Сети отдельных зон могут иметь самостоятельные вводы и насосные установки. Они применяются преимущенственно в зданиях повышенной этажности.

При нижней разводке магистральные трубопроводы размещают в нижней части здания, а при верхней на чердаке или под потолком верхнего этажа. Если здание допускает перерыв в подаче воды и количество пожарных кранов в здании не превышает 12, устраивается тупиковая схема.

Магистральный трубопровод при нижней разводке прокладывают под потолком подвального этажа здания (на 0,3 м ниже него) или технического подполья. В качестве средств крепления магистраль­ного трубопровода к строительным конструкциям могут исполь­зоваться кронштейны, подвески и т. д.

При отсутствии подвала и технического подполья магистраль может прокладываться в подпольных каналах 1 этажа, иногда вместе с трубопроводами отопления, горячего водоснабжения. Она может располагаться под ними или проходить рядом с ними.

Прокладка магистральных линий в земле под полом не допускается. Подпольные каналы бывают непроходные высотой 0,3 – 0,7 м, проходные высотой 1,7 – 1,8 м и полупроходные высотой 0,8 – 1 м. Ширина каналов принимается от 0,3 до 1 м. Каналы выполняют из несгораемых материалов. Сверху их перекрывают съемными плитами.

Уклон магистрали принимается 0,003 – 0,005 в сторону ввода. При прокладке магистрального трубопровода, стояков, подводок к поливочным кранам следует предусматривать их тепловую изоляцию. В настоящее время применяются экологически чистые теп­лоизоляционные материалы нового поколения. Например, пенофольгированный утеплитель служит не только термо-, но также и гид­роизолятором. При его применении по трубам прикле­иваются кольца из пенофольгированного утеплителя, а сверху пол­ностью закрывают им трубу. Тогда внутреннее пространство между трубами и утеплителем будет иметь свойства термоса.

Стояки и подводки к водоразборным устройствам прокладывают двумя основными способами – открытой прокладкой – по колон­нам, балкам, фермам, стенам и скрытой – в бороздах, каналах и панелях, санитарно-технических кабинах вместе с трубопровода­ми другого назначения. Поскольку к отделке зданий предъявляются повышенные требования, предпочтение отдается скрытой проклад­ке трубопроводов. Борозды и каналы для трубопроводов должны быть выполнены при произ­водстве строительных ра­бот. Они заделываются штукатуркой по сетке или обли­цовкой, а в местах установки арматуры предусматриваются дверки. В местах пересечения вертикальных трубопро­водов с перекрытиями на трубы надевают гильзы из толя, листовой стали и т. д.

В настоящее время распространены следующие методы монтаж­ных работ санитарно-технического оборудования: монтаж труб рос­сыпью; с использованием типовых блоков и панелей; с использова­нием объемных санитарно-технических кабин.

Последовательный метод монтажа труб россыпью подразумева­ет монтаж всех трубопроводов после окончания строительных ра­бот и установки санитарно-технического оборудования. Он начина­ется либо с нижнего, либо с верхнего этажа здания.

Параллельный метод применяют в строящихся зданиях одно­временно с выполнением общестроительных работ, начиная мон­таж с нижних этажей.

Монтаж санитарно-технических систем с применением типовых блоков и панелей (рис. 3.6) широко используются в настоящее время. Однако этот способ монтажа, несмотря на свою экономич­ность, имеет ряд существенных недостатков, связанных с большим объемом монтажных работ по установке санитарных приборов и применением газоэлектросварки в условиях проведения основных строительных работ.

По-прежнему применяются унифицированные санитарно-технические кабины из сборного железобетона. Кабина представляет со­бой объемный конструктивный элемент санитарного узла с отдел­кой, который собран в заводских условиях. В кабине смонтированы трубопрово­ды санитарно-технических систем, размещены вентиля­ционные каналы, сделана эле­ктропроводка и установле­ны санитарные приборы.

Рис. 3.6. Укрупненные санитарно-технические элементы:

Монтажные санитарно-технические работы в этом случае сводятся лишь к подъ­ему кабин, их установке на место и соединению стояков по высоте здания. Основные трубопроводы располагаются в монтажных шахтах.

В шахте имеется монтажный люк, расположенный сбоку кабины для удобства монтажа при стыковке стояков по всей высоте здания. Стояки холодного водопровода располагаются в шахте по оси унитаза и так же, как и магистраль, изолируются от конденсации влаги. Для соединения стояков из водогазопроводных труб при монтаже санитарно-технических кабин применяются удлиненные компенсирующие муфты (диаметром 25, 32 и 40 мм). Их применение значительно повышает качество и надежность монтажа. По размещению санитарных приборов различают кабины разобщенные, т. е. с изолированными помещениями для туалетной и ван­ной и совмещенные.

Для хозяйственно-питьевого водопровода допускается применение труб из материалов, разрешенных для применения Госкомсанэпидемнадзором России: стальные водогазопроводные, медные, бронзовые, латунные, пластмассовые и т. д.

Для соединения труб применяют сварные, муфтовые, резьбовые и раструбные соединения.

На рис. 3.7 представлены отдельные соединительные части стальных водопроводных труб. Прокладка пластмассовых труб должна предусматриваться преимущественно скрытой – в каналах, шахтах, потому что они менее прочные, чем стальные, имеют значительный коэффициент линейного расширения и подвержены старению. Допускается открытой только прокладка подводок из этого материала к водоразборным устройствам.

Рис. 3.7. Отдельные соединительные части стальных водопроводных труб:

1 – сгон; 2 – муфта переходная; 3 – пробка; 4 – крестовина; 5 – угольник; 6 – тройник

Применение санитарно-технических кабин с использованием пластмассовых труб разре­шается в зданиях до 12 этажей. Допускается примене­ние коллекторной системы с присоединением водораз­борной арматуры гибкими автономными подводками.

Трубы внутреннего водопровода и фасонные изделия должны выдерживать постоянное давление воды, равное рабочему давлению в сети, но не менее 0,45 МПа при постоянной температуре холодной воды – 20 °С в течение 50-летнего расчетного периода эксплуатации.

К водоразборной арматуре, устанавливаемой в здании, как отмечалось ранее, следует отнести туалетные краны умывальников, смесители моек, ванн и умывальников; поплавковые клапаны смывных бачков унитазов (рис. 3.8). В настоящее время в зданиях устанавливается качественная водоразборная арматура отечественного и зарубежного производства. Водоразборная арматура во многом определяет успешное функционирование всей системы во­допровода здания. Поэтому на подводке водопровода в квартиру после запорного вентиля рекомендуется устанавливать грязевик с фильтром (рис. 3.9), что обеспечивает оптимальные условия для эксплуатации смесительной арматуры. В последние годы получили распространение, вместо широко применяемых для смывных бачков поплавковых клапанов противодавления, клапаны попутного давления, которые отличаются тем, что при увеличении давления на подводке к ним возрастает и усилие их закрытия, т. е. этот клапан закрывается крепче ночью, когда в поплавковых клапанах проис­ходят утечки.

Рис. 3.8. Основные виды водоразборной арматуры:

а – СМ-УМ-Ц с верхней смесительной камерой и с центральной установкой на умывальнике (елочка); б — однорукояточный смеситель; в — общий для ванны и умывальника с душевой сеткой на гибком шланге; г – поплавковый клапан смывного бачка унитаза (1 – корпус; 2 – седло; 3 – ось; 4 – рычаг; 5 – поплавок)

Рис. 3.9. Грязевик с фильтром из нержавеющей стали

На сети внутреннего водопровода устанавливается запорная арматура. При d

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛОГО ДОМА И МИКРОРАЙОНА

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» (ПГУАС) Т.А. Стрелюхина ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛОГО ДОМА И МИКРОРАЙОНА Под общей редакцией доктора технических наук, профессора Ю.П. Скачкова Издание третье, переработанное и дополненное Рекомендовано Редсоветом университета в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» Пенза 2014

2 УДК ББК я7 С84 Учебное пособие подготовлено в рамках проекта «ПГУАС региональный центр повышения качества подготовки высококвалифицированных кадров для строительной отрасли» (конкурс Министерства образования и науки Российской Федерации «Кадры для регионов») Рецензент гл. инженер проекта ЗАО «СПК Проект» Н.А. Кожевникова С84 Стрелюхина Т.А. Проектирование централизованного горячего водоснабжения жилого дома и микрорайона: учеб. пособие / Т.А. Стрелюхина. 3-е изд., перераб. и доп; под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. Ю.П. Скачкова. Пенза: ПГУАС, с. Изложены необходимые материалы по расчёту и конструированию современных систем внутреннего горячего водоснабжения жилого здания, внутриквартальных тепловых сетей от центрального теплового пункта (ЦТП), а также сведения о подогревательных и насосных установках. Приведены примеры расчёта внутриквартальных тепловых сетей и систем внутреннего горячего водоснабжения, оборудования ЦТП. Учебное пособие подготовлено на кафедре «Теплогазоснабжение и вентиляция» и предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» и занимающихся проектированием систем горячего водоснабжения при подготовке курсовой работы, выпускной квалификационной работы. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2014 Стрелюхина Т.А.,

3 ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящее учебное пособие подготовлено с учётом СП «Внутренний водопровод и канализация зданий». В пособии приводятся рекомендации по применению новых типов оборудования ЦТП, трубопроводов, арматуры, которые обеспечивают надёжность, экономичность и удобство пользования горячей водой. Содержатся сведения по оформлению чертежей с примерами расчёта наиболее характерных систем горячего водоснабжения. Материал пособия будет полезен при проектировании и выполнении расчётов внутренних систем горячего водоснабжения и внутриквартальных тепловых сетей от ЦТП, а также необходим студентам при подготовке курсовой работы и выпускной квалификационной работы. 3

4 ВВЕДЕНИЕ Ориентация российских энергетиков на теплофикацию и централизованное теплоснабжение как основной способ удовлетворения тепловых потребностей городов и промышленных центров технически и экономически себя оправдала. В России 80 % тепловой энергии производится централизованной системой теплоснабжения. Крупнейшими потребителями тепловой энергии являются жилищный фонд, объекты социального и коммунального назначения. В настоящее время задача теплоснабжения микрорайонов заключается в обеспечении каждого помещения отоплением и вентиляцией на комфортном уровне, бесперебойной подаче горячей воды надлежащей температуры и качества. Современные системы внутреннего горячего водоснабжения представляют собой комплекс инженерных сооружений и устройств, включающих в себя оборудование для подогрева холодной воды и обеспечения циркуляции горячей воды, распределительные, подающие трубопроводы, всевозможные санитарно-технические приборы, средства автоматики, установки по обработке воды. Техническое решение систем внутреннего горячего водоснабжения должно обеспечивать подачу потребителям требуемых количеств воды с заданным напором. 4

5 1. СОСТАВ И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ Курсовая работа должна состоять из расчётно-пояснительной записки объёмом страниц и одного листа чертежей формата А1 (можно использовать бумагу с миллиметровой сеткой). Расчётно-пояснительная записка включает титульный лист, задание, введение, основную часть и заключение. Во введении даются краткое описание объекта (жилого дома) и обоснование принятой схемы горячего водоснабжения. В основной части приводятся решения следующих задач: 1. Составление расчётной схемы и определение расчётных секундных расходов горячей воды по участкам секционного узла жилого здания. 2. Гидравлический расчёт подающих трубопроводов в режиме водоразбора. 3. Определение потерь теплоты подающими трубопроводами и циркуляционных расходов по участкам секционного узла. 4. Нахождение потерь давления в подающих трубопроводах в режиме циркуляции и гидравлический расчёт циркуляционных трубопроводов секционного узла. 5. Определение расчётных расходов воды и гидравлический расчёт подающих трубопроводов квартальных сетей ГВС. 6. Расчёт потерь теплоты трубопроводами квартальных сетей и внутренних сетей ГВС зданий и нахождение циркуляционных расходов воды по участкам квартальной сети. 7. Определение потерь давления в подающих трубопроводах квартальных сетей в режиме циркуляции. 8. Гидравлический расчёт циркуляционных трубопроводов с увязкой циркуляционных колец (через наиболее удалённый секционный узел здания). 9. Подбор приборов измерения водопотребления. 10. Расчёт и подбор оборудования в ЦТП. 11. Описание мероприятий по защите трубопроводов ГВС от внешней и внутренней коррозии. В заключительной части приводятся выводы по результатам разработки, анализ достоинств и недостатков принятых решений, а также основные технические характеристики разработанного проекта системы ГВС. В конце пояснительной записки должен быть приведён перечень использованных литературных источников. 5

6 Исходные данные для проектирования: 1. Типовой план секции жилого здания (прилагается). 2. Число этажей. 3. Напор в водопроводной сети, м. 4. Напор в сети горячего водопровода после водоподогревателя (40 60 м). 5. Система теплоснабжения закрытая. 6. План микрорайона (выбирается по варианту). В состав графической части курсовой работы входят: 1. Сеть трубопроводов ГВС на планах верхнего этажа (чердака) и подвала одной секции здания в масштабе 1: Аксонометрическая и расчётная схемы трубопроводов секционного узла в масштабе 1:100 или 1: План тепловой сети ГВС микрорайона в масштабе 1: Принципиальная схема ГВС микрорайона с показом оборудования ЦТП, подающих и циркуляционных трубопроводов, водоразборных приборов. На чертежах должны найти отражение результаты конструирования и расчёта, т.е. должны быть нанесены линейные размеры трубопроводов, диаметры, наименование трубопроводов, арматура, обозначена теплоизоляция, составлена спецификация на секционный узел ГВС. Текст расчётно-пояснительной записки пишется на листах формата А4 ( мм). Чтобы объём записки был минимальным, результаты расчётов следует приводить в табличной форме. При оформлении расчётно-пояснительной записки и графической части курсовой работы следует соблюдать требования ЕСКД, а также использовать методические указания к оформлению текстовой и графической документации курсовых и дипломных проектов [15]. 6

7 2. КАЧЕСТВО И ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ В СИСТЕМАХ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ Качество горячей воды, подаваемой на хозяйственно-бытовые нужды, должно соответствовать ГОСТ «Вода питьевая» [14] и Санитарным правилам и нормам (СанПиН ) «Питьевая вода» [11]. Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать: не ниже 60 С для систем централизованного горячего водоснабжения независимо от применяемой системы теплоснабжения; не выше 75 С для всех систем централизованного теплоснабжения. В помещениях детских дошкольных учреждений температура горячей воды, подаваемой к водоразборной арматуре душей и умывальников, не должна превышать 37 С. Температура горячей воды, подаваемой водонагревателями в распределительные трубопроводы систем централизованного горячего водоснабжения, должна соответствовать рекомендациям свода правил по проектированию тепловых пунктов [10]. В случае необходимости осуществляется обработка воды для систем централизованного водоснабжения в соответствии с рекомендациями СП [4]. Выбор схемы подогрева и обработки воды для систем централизованного горячего водоснабжения следует предусматривать согласно СП [4]. 7

8 3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 3.1. Конструирование внутренних систем горячего водоснабжения Система горячего водоснабжения включает: вводы в здание, узлы учета потребления холодной и горячей воды, разводящую сеть, стояки, подводки к санитарным приборам, водоразборную, смесительную, запорную и регулирующую арматуру. Трубопроводы систем горячего водоснабжения, кроме подводок к приборам, следует изолировать для защиты от потерь тепла. Наиболее прогрессивным решением в настоящее время является проектирование секционных узлов повышенного сопротивления. В жилых и общественных зданиях высотой свыше 4 этажей следует объединять группы водоразборных стояков кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого секционного узла одним циркуляционным трубопроводом к сборному циркуляционному трубопроводу системы. Такое решение не только сокращает число циркуляционных колец, но и позволяет увеличить сопротивление отдельного узла и тем самым повысить гидравлическую устойчивость системы. В секционные узлы следует объединять от трех до семи водоразборных стояков [5]. Допускается не закольцовывать водоразборные стояки, если протяженность кольцующей перемычки превышает суммарную протяженность циркуляционных стояков. Кольцующие перемычки прокладывают: по теплым и холодным чердакам с устройством теплоизоляции труб; под потолком нежилых помещений при подаче воды в водоразборные стояки снизу; по подвалу (также с изоляцией) при подаче воды в стояки сверху. При объединении стояков в зданиях высотой до 54 м целесообразна нижняя подводка труб к узлам и верхнее кольцевание стояков (рис. 3.1). 8

9 Рис Схема трубопроводов секционного узла горячего водоснабжения с нижней разводкой и верхним кольцеванием стояков: 1, 2 подающий и циркуляционный магистральные трубопроводы горячего водоснабжения в здании; 3 распределительный трубопровод секционного узла; 4 водоразборный стояк с полотенцесушителями; 5 кольцующая перемычка; 6 циркуляционный стояк В зданиях свыше 10 этажей для уменьшения давления перед водоразборными приборами применяют верхнюю разводку и нижнее кольцевание стояков (рис. 3.2). Рис Схема трубопроводов секционного узла горячего водоснабжения с верхней разводкой и нижним кольцеванием стояков: 7 подающий главный стояк горячего водоснабжения; 8 трубопровод, подключающий нижнюю кольцующую перемычку к циркуляционной магистрали; остальные обозначения показаны на рис

10 При отсутствии кольцевания водоразборные узлы проектируют, как правило, с парными стояками, но объединяют несколько циркуляционных стояков в один общий трубопровод, с помощью которого присоединяют их к циркуляционным магистральным трубопроводам в одной точке (рис. 3.3). В этом случае допускается установка полотенцесушителей на циркуляционных стояках. Рис Схема трубопроводов горячего водоснабжения с парными стояками и с объединением циркуляционных стояков: 5 трубопровод, объединяющий циркуляционные стояки; остальные обозначения показаны на рис. 3.1 В зданиях высотой более 54 м систему горячего водоснабжения делят по вертикали на отдельные зоны с самостоятельными стояками для каждой зоны (рис. 3.4). Это связано с ограничением допускаемого давления в системе горячего водоснабжения у санитарных приборов не более 0,45 МПа (4,5 кгс/см 2 ) [5]. В зданиях и помещениях лечебно-профилактических, дошкольных учреждений и жилых зданиях в ванных комнатах и душевых предусматривается установка полотенцесушителей. В последнее время наибольшее распространение получила схема с полотенцесушителями на водоразборных стояках, что дало возмож- 10

11 ность объединить водоразборные стояки в группы (секционные узлы) и обеспечить постоянный обогрев их горячей водой. Рис Схема трубопроводов горячего водоснабжения с нижней разводкой в зданиях повышенной этажности: 1 кольцующая перемычка для верхних этажей; 2, 7 водоразборный стояк; 3 распределительный трубопровод верхней зоны секционного узла; 4, 5 циркуляционный и подающий стояки для верхней зоны; 6, 8 кольцующая перемычка, водоразборный стояк и циркуляционный стояк нижней зоны; 9 регулятор давления; 10 повышающий насос для верхней зоны; 11 распределительный трубопровод нижней зоны; 12, 13 подающий и циркуляционный магистральные трубопроводы горячего водоснабжения; 14 тройник с пробкой; 15 подводка к смесительным устройствам 11

12 Устройство для выпуска воздуха следует предусматривать в верхних точках трубопроводов горячего водоснабжения. Выпуск воздуха из системы трубопроводов возможен также через водоразборную арматуру, расположенную в верхних точках системы (верхних этажей). Для обеспечения свободного выпуска воздуха и спуска воды из системы трубопроводы прокладываются с уклоном не менее 0,002. Квартирная подводка верхних этажей при этом присоединяется к кольцующей перемычке или к верхним разводящим трубопроводам, иначе в результате накопления воздуха будет наблюдаться нарушение циркуляции, особенно в ночное время, и сильный шум (его нередко называют гидроударами) от перемещения воздуха при включении водоразборных приборов. При верхней разводке и при прокладке кольцующей перемычки на чердаке или в техническом этаже здания устанавливаются автоматические воздухоотводчики или воздухосборники. В узлах присоединения секционных узлов горячего водоснабжения к магистральным трубопроводам может быть установлена запорная арматура: шаровые, пробковые краны, вентили, тройники с пробками (рис. 3.5). При авариях и ремонтах арматура закрывается, пробки вывинчиваются, обеспечивая слив воды. После ремонта пробки устанавливаются на место. Рис Узел присоединения секционного узла к магистральным трубопроводам горячего водоснабжения: 1 магистральный трубопровод (подающий или циркуляционный); 2 проходной пробковый кран; 3 сгон; 4 разъемное соединение труб; 5 тройник с пробкой 12

13 При закольцованных по вертикали стояках допускается устанавливать в верхней части и на перемычках пробковые сальниковые краны. У основания стояка следует предусматривать вентиль и спускную пробку. В верхних и нижних точках отдельных стояков также могут устанавливаться запорная арматура и тройники с пробками для спуска воды. Тройники с пробками могут иногда отсутствовать, если вверху и внизу стояка имеются подводки к водоразборным приборам, обеспечивающие слив воды в достаточной степени [5]. Горизонтальные магистрали внутридомовой сети ГВС располагают в подпольях, подвалах или технических этажах или чердаках зданий, обычно под потолком подвальных помещений, на кронштейнах вдоль внутренних стен. При этом ввод трубопроводов в здание может располагаться как в середине (центре) здания, так и с торца здания. В случае отсутствия чердаков на первом этаже в подпольных каналах совместно с трубопроводной системой отопления. Кольцующие перемычки следует прокладывать по теплому или холодному чердаку (в теплоизоляции) или под потолком нежилых помещений. Стояки и кольцующие перемычки прокладываются по вспомогательным помещениям. Стояки горячего водоснабжения обычно монтируют справа по отношению к стоякам холодного водоснабжения, а циркуляционный стояк прокладывают справа от горячего стояка. Расстояние между осями стояков рекомендуется принимать 80 мм. Трубопроводы горячего водоснабжения укладывают выше трубопроводов холодного водоснабжения. В жилых зданиях, как правило, в туалетах устраивают специальные закрытые шахты, в которых вместе со стояками канализации располагают стояки горячего и холодного водопроводов. Для помещений, к отделке которых предъявляются повышенные требования, и для всех сетей с трубопроводами из полимерных материалов (кроме трубопроводов в санитарных узлах) следует применять скрытую прокладку. Квартирную разводку труб от стояков к водоразборным приборам прокладывают обычно на уровне мм от пола, на 100 мм ниже располагают разводку холодного водопровода. Подводка горячей и холодной воды к водоразборным приборам обычно выполняется из труб условным диаметром не менее 15 мм. 13

14 Смеситель ванны устанавливается на высоте 1 м от пола, а смеситель мойки на уровне 0,8 или 1,1 м в зависимости от вида смесителя (настольного или настенного) (до верха борта 0,6). В ванных комнатах и в душевых предусматривается установка постоянно обогреваемых полотенцесушителей, выполняющих также функцию отопления ванной комнаты. Полотенцесушители следует подключать к подающим трубопроводам системы горячего водоснабжения. При обосновании полотенцесушители допускается присоединять к циркуляционным трубам системы ГВС. Полотенцесушители изготавливают из стальных оцинкованных труб, изогнутых в виде змеевика или выполненных в виде регистра (рис. 3.6). Промышленность также выпускает латунные, никелированные или хромированные полотенцесушители (ПО 30, ПО 20). Полотенцесушитель устанавливают на высоте около 1,5 м от пола. Обычно условный диаметр его составляет мм, а длина в развертке 2 2,5 м. а б в Рис Виды полотенцесушителей, применяемых в системах горячего водоснабжения: а змеевик из труб повышенного диаметра; б петлевидный полотенцесушитель; в регистр из хромированных, бронзовых, латунных или стальных труб В секционных узлах полотенцесушители присоединяют к водоразборным стоякам по проточной схеме. С целью унификации и индустриализации строительства водоразборные стояки по всей высоте здания выполняются из труб одного диаметра. 14

15 3.2. Конструирование квартальных сетей горячего водоснабжения Для проектирования квартальных сетей горячего водопровода следует выбирать вариант плана и состав застройки квартала согласно приложениям 6 и 7. Водяные магистральные тепловые сети проектируются двухтрубными, подающими одновременно теплоту на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение [6]. При закрытых системах квартальные сети от ЦТП выполняются четырёхтрубными. В населённых пунктах для тепловых сетей предусматривается, как правило, подземная прокладка (бесканальная, в непроходных каналах или во внутриквартальных тоннелях совместно с другими коммуникациями). Для хозяйственно-питьевого и горячего водопроводов следует применять трубы, разрешённые для применения Госкомсанэпидемнадзором России. Для наружных сетей горячего водоснабжения в закрытых системах теплоснабжения рекомендуется применять трубы из коррозионностойких материалов или покрытий. Трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ), из полимерных материалов и неметаллические трубы допускается применять как для закрытых, так и для открытых систем теплоснабжения [11]. При проектировании и выборе конструкций для подземных бесканальных прокладок рекомендуются две группы конструкций теплопроводов: конструкции заводского изготовления в пенополиуретановой теплоизоляции с полиэтиленовой оболочкой; трубопроводы заводского изготовления в полимерминеральной или армопенобетонной теплоизоляции. Для горячего и холодного водоснабжения рекомендованы предварительно изолированные теплопроводы бесканальной прокладки с пенополиуретановой теплоизоляцией в полиэтиленовой оболочке. Теплопроводы рассчитаны на температуру до 80 С, давление 1 МПа (10 атм.), выпускаются диаметром от 32 до 125 мм при длине трубы до 12 м. Наиболее перспективными для России являются теплопроводы, выпускаемые ЗАО «Завод АНД Газтрубпласт» (г. Москва). Это гибкие полимерные теплоизолированные теплопроводы «Профлекс». Рабочие параметры теплопроводов: температура до 95 С, давление 1 МПа (10 атм.), 15

16 диаметр трубы от 32 до 110 мм, максимальная длина трубы м. Трубы «Профлекс» поставляются в бухтах, длина которых определяется заказчиком. Холдинг «Евротрубпласт» начал выпуск труб «Изопрофлекс» с диаметром 140 и 160 мм. Для внутренних трубопроводов горячей воды согласно [5] следует применять пластмассовые трубы и фасонные изделия из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутилена, металлополимерные, из стеклопластика и других пластмассовых материалов. Допускается применять медные, бронзовые, латунные трубы и фасонные изделия, а также стальные с внутренним и наружным защитными покрытиями от коррозии. При проектировании и монтаже систем горячего водоснабжения из металлополимерных труб необходимо использовать рекомендации СП [17]. При выборе трассы допускается пересечение жилых и общественных зданий транзитными водяными тепловыми сетями с диаметром теплопроводов до 300 мм включительно при условии прокладки сетей в технических подпольях и тоннелях (высотой не менее 1,8 м) с устройством дренирующего колодца в нижней точке на выходе из здания. Для прокладки горячего водопровода следует максимально использовать подвалы и технические подполья зданий. При прокладке теплопроводов в подвалах и технических подпольях необходимо сокращать количество изгибов труб, не загромождать трубами помещения, по возможности меньше пробивать строительные конструкции, максимально использовать различные имеющиеся в них отверстия. При трассировании тепловых сетей подающий трубопровод прокладывается справа по ходу теплоносителя, а обратный (циркуляционный) слева. Пересечение транзитными тепловыми сетями зданий и сооружений детских дошкольных, школьных, лечебно-профилактических учреждений не допускается. Прокладка тепловых сетей на территории перечисленных учреждений допускается только подземная в монолитных железобетонных каналах с гидроизоляцией. Трасса тепловых сетей горячего водопровода изображается на плане в однолинейном изображении. От квартального теплового пункта тепловая энергия распределяется по отдельным корпусам, в которых оборудуются индивидуальные тепловые пункты. 16

17 4. РАСЧЕТ ВНУТРИДОМОВЫХ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 4.1. Определение расчётных расходов воды для внутренних систем горячего водоснабжения в режиме водоразбора Нормы расхода потребителями горячей воды с температурой t = 55 С приведены в прил. 3 СНиП * [5]. Потребление горячей воды не остается постоянным как по часам суток, так и по дням недели. В связи с этим различают: расход горячей воды в средние сутки на одного потребителя q, л/сут; um, расход горячей воды в сутки наибольшего водопотребления q u, л/сут; расход горячей воды в час наибольшего водопотребления q r, u, л/ч; расход воды диктующим прибором q 0, л/с ( q 0, r, л/ч). Расход воды в системах горячего или холодного водоснабжения в каждый момент времени или за конкретный период, например за 1 час, является случайной величиной, поэтому расчетные расходы находят в соответствии с теорией вероятностей. Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети, л/с, определяют по формуле q 5q 0, (4.1) где q 0 секундный расход горячей воды водоразборной арматурой (прибором), определяемый по прил. 2 [5], для каждой группы водопотребителей: для отдельного прибора согласно [5, прил. 2] q q 0 ; в жилых и общественных зданиях и сооружениях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических приборов, допускается принимать: tot q q0 0,2 л/с; q0 0,3 л/c; tot здесь 0 q общий (холодной и горячей) расход воды, л/с; для различных приборов, обслуживающих одинаковых потребителей на участке тупиковой сети, согласно [5, прил. 3]; коэффициент, зависящий от числа водоразборных приборов N на расчётном участке сети и вероятности их действия Р, вычисляемой по [5, прил. 4]. 17

18 При этом в зависимости от вероятности действия Р и количества приборов на расчётном участке коэффициент принимается: при Р > 0,1 и N 200 по табл. 1 [5, прил. 4]; при Р 0,1 и любом числе N по табл. 2 [5, прил. 4]; при Р > 0,1 и N 200 по табл. 2 [5, прил. 4]. Вероятность действия санитарно-технических приборов P на участках сети определяется по формулам (4.2) (4.5). При одинаковых водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) без учета изменения отношения числа водопотребителей U к числу водоразборных приборов N qr, u U P 3600q N, (4.2) где q r, u расход воды в час наибольшего водопотребления, л/ч; U количество потребителей в здании, чел.; q расход воды диктующим прибором, л/с; 0 N количество приборов, шт. В жилых зданиях в каждой квартире должны устанавливаться, как минимум, три водоразборных прибора: смеситель ванны, смеситель умывальника и смеситель мойки в кухне. В современных жилых зданиях обычно устанавливают смеситель ванны, имеющий поворотную трубку излива, что позволяет использовать его попеременно для ванны и для умывальника. В качестве диктующего прибора в жилых зданиях высотой до 12 этажей принимается ванна (смеситель ванны). Норма расхода горячей воды для жилого дома, оборудованного ванной длиной 1500 мм, согласно прил. 3 [5]: в сутки наибольшего водопотребления 0 q u = 120 л/сут; в час наибольшего водопотребления q r, u = 13 л/ч; расход воды диктующим прибором q 0 = 0,2 л/с ( q 0, r = 200 л/ч). Общее количество потребителей в здании U при среднем числе жителей в одной квартире U 0 и при числе квартир в здании n определяется как U u n; (4.3) общее число водоразборных приборов 0 N 3n. (4.4) 18

19 Подставляя известные теперь значения в формулу (4.2), после преобразований получим вероятность в виде выражения u0 P. (4.5) 216 Среднее число жителей в квартире обычно составляет 3,5 4 человека. Поэтому при u 0 = 3,5 чел. Р = 0,0162, а при u 0 = 4 чел. Р = 0,0185. Если значение u 0 не задано, его следует принять. Пример 1. Определение расчётных расходов воды для внутренних систем горячего водоснабжения в режиме водоразбора Чтобы определить расчетный секундный расход, например, на участке, подводящем воду к секционному узлу восьмиэтажного жилого дома с 32 квартирами в секции, зададимся средним числом жителей в квартире u 0 = 3,5. Общее число водоразборных приборов будет равно 332 = 96. Вычислим произведение NP 960,0162 1,555. По полученному численному значению NP, согласно [5, прил. 4, табл. 2] находим = 1,24. По формуле (4.1) определяем расчетный секундный расход воды q 50,21,24 1,24 л/с Определение циркуляционных расходов воды секционного узла Циркуляция горячей воды в системе необходима для предотвращения остывания её у точек водоразбора в период отсутствия или незначительного расхода горячей воды. Наиболее неблагоприятным в этом смысле является режим работы системы при отсутствии водоразбора. В закрытых системах теплоснабжения температура горячей воды на выходе из теплообменника поддерживается на уровне 60 С [5], т.е. расчетная величина остывания воды при движении ее к самому удаленному прибору составляет 10 С. При этом считается, что в квартальных сетях остывание равно примерно 1,5 C, а в секционных узлах 8,5 С. 19

20 Величина циркуляционного расхода q,cir, л/с, определяется по формуле q cir, Q 4,2t, (4.6) где Q t теплопотери трубопроводами секционного узла ГВС, квт (с учётом теплопотерь в полотенцесушителях); Дt разность температур в подающих трубопроводах системы от водонагревателя до наиболее удалённой водоразборной точки, С; коэффициент разрегулировки циркуляции. Согласно [5, п. 8.2], для водоразборных стояков или секционных t узлов теплопотери Q следует определять по подающим трубопроводам, включая кольцующую перемычку, принимая следующие значения: Дt = 8,5 С; = 1,0. Таким образом, равенство (4.6) для секционного узла принимает вид где n количество подающих стояков в секционном узле, шт. С целью обеспечения необходимого циркуляционного расхода воды в самом удаленном узле при вычислении циркуляционных 20 t t cir, Q q. (4.7) 35,7 Теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения Q t определяются по всем участкам подающих трубопроводов секционного узла вместе с кольцующей перемычкой, за исключением подводок к водоразборным приборам, по формуле где Q i t Q Q l, (4.8) i удельные потери теплоты одним погонным метром трубы, квт/м, определяемые в зависимости от расположения и диаметра трубопровода по табл. 1 прил. 2 (для трубопроводов секционного узла). Считается, что циркуляционный расход q, л/с, равномерно распределяется по всем стоякам. Тогда расход воды через один стояк, л/с, равен q cir st cir, i cir, q n, (4.9)

21 расходов для всей системы в формуле (4.6) коэффициент принимают равным 1,3 [5]. Пример 2. Определение циркуляционных расходов воды секционного узла Определим циркуляционный расход воды в секционном узле 8-этажного жилого дома. Секционный узел включает в себя 4 водоразборных стояка с полотенцесушителями (рис. 1 прил. 3). Зная длину и удельные потери теплоты одним погонным метром трубы, в зависимости от расположения и диаметра трубопровода, согласно табл. 1 прил. 2 (для трубопроводов секционного узла) по формуле (4.8) рассчитывают суммарные теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения Q t = 8299,12 Вт. Результаты расчёта теплопотерь участками трубопроводов представлены в табл. 3 прил. 3. Если водоразборный стояк имеет полотенцесушители, то к его основной длине следует добавить 1 м на каждый полотенцесушитель (длина подводки). Итак, длина участка трубопровода в виде водоразборного стояка с полотенцесушителями для секционного узла составит: l уч 22, ,2 м. Участки трубопроводов в виде полотенцесушителей выполняются диаметром 32 мм и имеют длину 2,5 м. Тогда общая длина полотенцесушителей в количестве 32 штук составит l 322,5 80 м. п Согласно формуле (4.7) определяется циркуляционный расход воды на весь секционный узел: 3 cir, 8299,1210 q 0,232 л/с. 35,7 Согласно формуле (4.8) расход воды через один стояк составит cir 0,232 q st 0,058 л/с. 4 Результаты расчёта циркуляционных расходов секционного узла сводятся в табличную форму (прил. 3, табл. 4). 21

22 4.3. Гидравлический расчёт внутридомовых систем горячего водоснабжения Расчёт систем горячего водоснабжения условно можно разделить на основные этапы: 1. Определение потерь давления и диаметров трубопроводов квартирной подводки в месте установки диктующего прибора. 2. Гидравлический и тепловой расчёты трубопроводов секционного узла. 3. Расчёт и подбор оборудования для учёта, приготовления и подачи горячей воды. В задачу гидравлического расчёта входят выбор диаметров трубопроводов и определение потерь давления в них при расчётных значениях расходов воды по участкам. Сеть разбивается на расчётные участки с определением диктующего прибора. В качестве диктующего прибора в жилых зданиях принимается смеситель ванной комнаты. Нумеруются все стояки и расчётные участки. Для каждого участка определяются секундные расходы воды в зависимости от количества приборов и вероятности их действия. Для проведения гидравлического расчёта составляется расчётная схема сети, на которой указываются расходы и длины всех участков сети, а также количество водоразборных приборов, снабжаемых горячей водой по соответствующему участку Гидравлический расчёт квартирной подводки Жилой дом оборудован централизованной системой горячего водоснабжения. В квартирах на кухнях установлены мойки со смесителями, в ванных комнатах полотенцесушители, ванны, оборудованные смесителями с душевой сеткой на гибком шланге и с поворотной трубкой к умывальнику. Норма расхода воды для смесителя мойки q 0 = 0,14 л/с, для диктующего прибора q 0 = 0,2 л/с. Расчёт квартирной подводки выполняется от диктующего прибора (т. 1) до точки подключения к водоразборному стояку (т. 3) на расчётной схеме (прил. 3, рис. 4). Участки квартирной подводки принимаются диаметром мм. Допустимая скорость движения воды в поквартирных подводках принимается до 2,5 м/с. Вероятность действия приборов определяется по формуле (4.3). 22

23 Результаты расчётов сводятся в табл. 1 прил. 3. В результате расчёта определяются суммарные потери напора в квартирной подводке H f, м Гидравлический расчёт секционного узла в режиме водоразбора Водоразборный стояк принимается за один участок. При последовательном расположении полотенцесушителей на подающем стояке в общую длину стояка входят длина полотенцесушителей и подводки к ним от вертикальной части стояка. Выбирается расчётное направление движения воды (от верха самого удалённого и нагруженного водоразборного стояка до точки подключения секционного узла к распределительному трубопроводу квартальной сети). Потери напора, м, на участках трубопроводов систем горячего водоснабжения определяются по формуле H il k, (4.10) 1 l где i удельные потери напора, м/м, для систем горячего водоснабжения с учётом зарастания труб; i следует принимать по рекомендуемому прил. 6 [5]; l длина, м, расчетного участка; k l коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, принимаемый равным: 0,2 для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов; 0,5 для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также для водоразборных стояков с полотенцесушителями; 0,1 для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков. Диаметр стояков, закольцованных в секционный узел, выбирается при расчетном расходе воды в стояке с коэффициентом 0,7 и скорости не более 1,5 м/с [5]. Расчетный расход воды по отдельному подающему стояку, л/с, составляет st уч q 0,7 q, (4.11) где q уч расход воды на участке, примыкающем к стояку, л/с. 23

24 Если в формуле (4.10) заменить удельные потери напора i на удельные потери давления на трение R, кпа/м, то получим формулу для определения потерь давления на участке, кпа: Известно, что 24 P Rl k. (4.12) 3 1 l R10 i g, (4.13) где плотность воды, кг/м 3, равная 986,73 кг/м 3 при температуре t = 55 С; g ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с. Удельные потери на трение можно определять по формуле 2 2 w RS q 2000d, (4.14) где S характеристика гидравлического сопротивления трубопровода, вычисляемая по формуле S p р d ; (4.15) здесь коэффициент трения, определяемый по формуле Прандтля; w скорость воды, м/с, определяемая по формуле q w ; (4.16) f здесь f площадь поперечного сечения трубопровода, м 2, принимаемая по прил. 2; d p расчетный внутренний диаметр трубы с учетом зарастания d, принимаемый по прил. 1. Потери напора, м, на участках трубопроводов систем горячего водоснабжения можно получить, преобразовав формулу (4.10): 3 10 P P H. (4.17) g 9,67 Приведенные формулы позволяют вести вычисления сети с помощью ЭВМ. При обычном ручном расчете удобнее пользоваться номограммами для гидравлического расчета [5, прил. 6]. В прил. 1 пособия приведены значения гидравлических характеристик стального трубопровода f, Δd и S, в зависимости от условных

25 диаметров трубопроводов. Следует обратить внимание на размерность поперечного сечения f трубопровода, равную 10 3 м 2. Эта величина численно равна значению секундного расхода, при котором скорость течения составляет 1 м/с. При гидравлическом расчете диаметры трубопроводов в системах ГВС выбираются в зависимости от расхода воды и рекомендуемой экономически выгодной скорости течения воды в расчетном контуре, в стояках, распределительных трубопроводах (0,9 1,5 м/с). Максимальная скорость движения воды в распределительных трубах и стояках внутреннего водопровода не должна превышать 1,5 м/с [5]. Диаметр стояка, не закольцованного в секционный узел, выбирается при расходе на водоразбор в нем и скорости движения воды в стояке не более 1,5 м/с. Результаты гидравлического расчёта подающих трубопроводов секционного узла сводятся в табл. 1 прил. 3. Пример 3. Гидравлический расчёт квартирной подводки Согласно аксонометрической схеме наиболее удалённым от узла ввода является стояк Т3 2. Нумерация участков квартирной подводки данного стояка приведена на рис. 4 прил. 3. Согласно формуле (4.3) получим следующие величины расходов воды: q ,205 0,14 0,144 л/с; q 22* 50,2420,2 0,242 л/с; q ,271 0,2 0,271 л/с. Рассмотрим последовательность расчёта участка 1 2 квартирной подводки к мойке на кухне длиной 3,2 м. Задаёмся диаметром 15 мм. Согласно формуле (4.16) скорость потока на данном участке составит q 0,144 w 1, 25 м/с. f 0,1149 Определяем удельные потери давления на участке по формуле (4.14): 2 2 RS q 282,9 0,144 5,833 кпа/ м. 25

26 Согласно формуле (4.12) вычисляем потери давления на участке: P Rl 1k 5,8333,21,2 22,397 кпа. l Согласно формуле (4.17) рассчитываем потери напора на участке: P 22,397 H 2,32 м. 9,67 9,67 Остальные участки квартирной подводки рассчитываются аналогично рассмотренному участку 1 2. Итак, потери напора на участках квартирной подводки следующие: H 12 2,32 м подводка к мойке на кухне; H 22* 2,46 м подводка к диктующему прибору; H 23 1, 26 м общая подводка в квартиру. Суммарные потери напора в квартирной подводке составят: H f H2 2* H 2 3 2,46 1,26 3,71 м. Результаты расчёта квартирной подводки сведены в табл. 1 прил. 3. Пример 4. Гидравлический расчёт секционного узла в режиме водоразбора Составляется расчётная схема секционного узла с нумерацией расчётных участков трубопроводов (рис. 4 прил. 3) от верха водоразборного стояка (т. 3, 9, 11, 13) до точки подключения секционного узла к распределительному трубопроводу квартальной сети (т. 8). Рассмотрим последовательность гидравлического расчёта секционного узла в режиме водоразбора. Согласно аксонометрической схеме (прил. 3, рис. 3) принимается главная ветвь от водоразборного стояка Т3 2 от точки т. 3 до т. 8. Остальные ветви будут считаться второстепенными. Расчётные расходы воды на участках кроме самого водоразборного стояка (участок 3 4) рассчитываются по формуле (4.3). Результаты расчёта представлены в гр. 7 табл. 2 прил. 3. Расчетный расход воды по отдельному подающему стояку (участок 3 4) согласно формуле (4.11) составляет: st уч q 0,7q 0,70,601 0,421 л/с. Рассмотрим последовательность расчёта участка 3 4 длиной 22,7 м. Задаёмся диаметром участка 25 мм. 26

27 Согласно формуле (4.16) скорость потока на данном участке составит q 0,421 w 1,01 м/с. f 0,4189 Определяем удельные потери давления на участке по формуле (4.14) 2 2 RS q 8,146 0,421 1,445 кпа/ м. Согласно формуле (4.12) вычисляем потери давления на участке P Rl 1k 1,44522,7 1,5 49,192 кпа. l Согласно формуле (4.17) рассчитываем потери напора на участке P 49,192 H 5,09 м. 9,67 9,67 Остальные участки выбранного направления рассчитываются аналогично рассмотренному участку 3 4. Суммарные потери напора на участках в направлении от водоразборного стояка Т3 2 до узла ввода составят: H Т 32 H 34 H 45 H 56 H 67 H 78 5,09 0,79 0,07 0,24 0,18 6,35 м. Расчёт участков трубопроводов от других водоразборных стояков производятся аналогично. Результаты гидравлического расчёта секционного узла в режиме водоразбора сведены в табл. 2 прил Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов секционного узла В режиме циркуляции потери напора в подающих трубопроводах секционного узла определяются по расчётным циркуляционным cir, расходам q, л/с (формулы (4.6) (4.8)). Потери напора определяют по всем ветвям (через все стояки), начиная от точки присоединения секционного узла к распределительному трубопроводу в подвале здания до точки подключения к циркуляционному стояку. 27

28 pc uz По найденным значениям потерь для каждой ветви находят среднюю арифметическую величину, которая и является расчетным значением потерь напора H (или давления P pc ) в подающих трубопроводах секционного узла в режиме циркуляции. СНиП * [5] рекомендует принимать в системах потери давления в секционных узлах H при расчётном циркуляционном cir uz cir расходе в пределах 3 6 м (0,03 0,06 МПа). Задавшись величиной H uz, можно определить располагаемый напор для циркуляционного стояка по формуле cir cir st uz uz uz H H H pc. (4.18) Затем определяют ориентировочные удельные потери напора в циркуляционном стояке и подключенном к циркуляционной магистрали участке, м/м: i oz cir Hst l k, (4.19) cir 1 где l cir сумма длин циркуляционного стояка и подключенного участка, м. По найденному уклону и циркуляционному расходу в секционном узле подбирается диаметр циркуляционного стояка, который на один или два калибра меньше диаметра подающего стояка. Для увязки давлений контуров циркуляционный стояк допускается выполнять составным, причём участок меньшего диаметра должен примыкать к кольцующей перемычке. Диаметры трубопроводов циркуляционных стояков определяют при условии, чтобы при циркуляционных расходах в стояках или секционных узлах потери давления между точками присоединения их к распределительному подающему и сборному циркуляционному трубопроводам не отличались более чем на 10 %. При невозможности гидравлической увязки давлений в сети трубопроводов горячего водоснабжения путём подбора соответствующих диаметров прибегают к установке диафрагм на циркуляционном трубопроводе систем. Диаметр диафрагмы не следует принимать менее 10 мм. Если по расчёту диаметр диафрагмы необходимо принимать менее 10 мм, то допускается вместо диафрагмы предусматривать установку кранов для l 28

29 регулирования давлений. Диаметр отверстий регулирующих диафрагм d, м, рекомендуется определять по формуле g d q 20 q, (4.20) q 0,0316 Hep d где q расход воды, проходящей через диафрагму, м 3 /ч; H ep избыточный напор, м, который следует погасить диафрагмой; d диаметр трубопровода, м, на котором устанавливается диафрагма. Диаметр диафрагмы можно определить по номограмме 6 прил. 4 [5]. Пример 5. Гидравлический расчёт циркуляционных трубопроводов секционного узла На расчётной схеме (рис. 4 прил. 3) нумеруются участки кольцующих перемычек. Образуются 4 контура движения воды в направлении от узла ввода до верха циркуляционного стояка (т. 11) через стояки Т3 1, Т3 2, Т3 3, Т3 4. Рассмотрим порядок расчёта циркуляционного контура через водоразборный стояк Т3 2, т.е. от точки 1 до точки 11. Определение циркуляционных расходов воды в секционном узле выполняется согласно примеру 2. Известно, что величина циркуляционного расхода через водоразборный стояк составляет q cir st 0,058 л/с. Исходя из этого, распределяется циркуляционный расход воды по участкам расчётного контура (гр. 3 табл. 4 прил. 3). Диаметры кольцующих перемычек принимаются равными наибольшему диаметру водоразборного стояка. Так как все водоразборные стояки в секционном узле выполнены диаметром 25 мм, то диаметры труб кольцующих перемычек выполняются диаметром 25 мм. Скорость течения w (гр. 5), удельная потеря давления R (гр. 6), потеря давления на участке P (гр. 8), потери напора H (гр. 9) рассчитываются аналогично режиму водоразбора, и результаты расчёта сводятся в табл. 4 прил. 3. Суммарные потери напора в расчётном контуре через водоразборный стояк Т3 2 в режиме циркуляции составят: H cir cir cir cir cir cir cir cir cir Т 32 H87 H76 H65 H54 H43 H3 15 H15 16 H ,006 0,006 0,0010,007 0,129 0,0410,007 0,187 0,385 м. 29

30 Суммарные потери напора в расчётном контуре через водоразборный стояк Т3 1 составят: H cir cir cir cir cir cir cir Т 31 H87 H76 H6 14 H14 13 H13 16 H ,006 0,006 0,0410,129 0,0410,187 0,224 м. Суммарные потери напора в расчётном контуре через водоразборный стояк Т3 3 составят: H cir cir cir cir cir cir cir cir cir Т 33 H87 H76 H65 H5 10 H109 H9 15 H15 16 H ,006 0,006 0,0010,014 0,129 0,014 0,007 0,187 0,366 м. Суммарные потери напора в расчётном контуре через водоразборный стояк Т3 4 составят: H cir cir cir cir Т 34 H87 H7 12 H ,006 0,129 0,041 0,176 м. Расчётные потери напора в подающей части узла в режиме циркуляции определяются как среднее арифметическое из полученных значений: H Puz cir cir cir cir T31 T32 T33 T34 H H H H 4 0,385 0,224 0,366 0,176 0,288 4 м = 2,782 кпа. Потери давления P uz, кпа, в секционном узле в режиме циркуляции находятся в пределах 3 6 м (30 60 кпа) (потери напора в подающей части в режиме циркуляции и в циркуляционном стояке). В примере значение P uz принято: P 30 кпа. uz Требуемые потери давления в циркуляционном стояке составляют: cir st uz Puz P P P 30 2,782 27,218 кпа. 30

31 При длине циркуляционного стояка (от т. 11 до т. 17) l cir st удельные потери давления составляют: = 24,2 м cir Pst 27,218 i 1,022 cir l st 10,1 24,210,1 кпа/ м. Согласно рис. 3 и 4 прил. 3 при расходе по циркуляционному cir стояку q st 0,232 л/с и диаметре 20 мм действительные потери давления в нём составят cir uz st Puz P P P 55,127 2,782 57,905 м. Полученное значение действительных потерь давления превышает располагаемое давление в циркуляционном стояке величиной в 30 кпа, поэтому циркуляционный стояк следует выполнять составным, т.е. d 1 = 20 мм длиной l 1 = 7,5 м, d 2 = 25 мм длиной l 2 = 16,7 м. Действительные потери давления в стояке составляют cir st 1 0,1 2,071 7,5 1,1 0,44 16,7 1,1 25,172 P Rl кпа. Действительные потери давления в узле при циркуляционном режиме: cir cir uz st Puz P P P 25,172 2,782 27,953 кпа. Разница между располагаемым давлением и действительными потерями давления в секционном узле в режиме циркуляции составляют 30 27, % 7% 32 Основные результаты расчётов секционного узла и квартирной подводки следующие: Этажность здания : 8 этажей Число квартир N: 32 Расчётные расходы, л/с: на водоразбор q : 1,24 cir циркуляционный q uz : 0,232 Теплопотери в подающей части узла Q t, Вт: 8299,12 cir То же, в циркуляционном стояке Q st, Вт: 314,022 Расчётные потери давления, Па: cir при циркуляции H uz : 27,953 Потери напора в квартирной подводке H f, м: 3,71 Свободный напор у диктующего прибора H f, м: 3 uz 32

33 5. РАСЧЁТ КВАРТАЛЬНЫХ СЕТЕЙ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 5.1. Определение расчётных расходов воды квартальных сетей ГВС в режиме водоразбора Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети, л/с, определяют по формуле (4.1). Секундный расход горячей воды q 0, л/с, на участке квартальной сети, обслуживающем различающихся водопотребителей в зданиях, определяется по формуле q 0 j 1 P N q j 1 j j 0 j P N j j, (5.1) где q 0 j расход воды диктующим прибором q 0, л/с ( q 0, r, л/ч), принимаемый согласно прил. 3 [5]. Вероятность действия санитарно-технических приборов P в зданиях различного назначения при различающихся группах водопотребителей, например при наличии в жилом доме встроенного кафе или магазина, определяется по формуле P i m 1 m 33 1 i N i Pi. (5.2) N При отсутствии данных о количестве приборов, присоединяемых к проектируемой системе в целом, расчётный секундный расход воды допускается определять в зависимости от величины PN: qur, U PN q (5.3) При этом в зависимости от вероятности действия и количества приборов на расчётном участке коэффициент принимается: при Р > 0,1 и N 200 по табл. 1 [5, прил. 4]; при Р 0,1 и любом числе N по табл. 2 [5, прил. 4]; при Р > 0,1 и N 200 по табл. 2 [5, прил. 4].

34 Например, участок сети снабжает горячей водой группу жилых зданий с общим количеством квартир n = 600 и детский сад на 320 детей. Норма расхода воды в час наибольшего водопотребления в детских садах со столовыми, работающими на полуфабрикатах, q r, u = = 4,5 л/ч чел., а расхода воды прибором q 0 = 0,1 л/с [5]. По формуле (5.3) определяется произведение NP 4,5320 / 36000,1 4. Принимается среднее число жителей в одной квартире 3,5 чел. Тогда Р = 0,0162, а N = = 1800, произведение PN = 29,16, сумма произведений PN = 33,16. Вычисляется среднее значение секундного расхода воды прибором по формуле (5.1): 40,129,160,2 q 0 0,188 л / с. 4 29,16 Определив по сумме PN значение = 10,24 [1], получаем расчётный расход воды на участке по формуле (4.1): q 50,18810,24 9,62 л / с. При расчете расходов горячей воды на предприятиях общественного питания норма расхода определяется на одно условное блюдо, а количество потребителей как число реализуемых блюд в час U по формуле [5] U u1mn1 2,2 nm, (5.4) где u 1 среднее количество условных блюд, потребляемых одним посетителем (обычно принимают u 1 = 2,2); n количество посадочных мест; m число посадок, принимаемое: для столовых отдельного типа и кафе равным 2; для столовой при промышленных предприятиях и студенческих столовых 3; для ресторанов 1,5. Например, для столовой на 200 посадочных мест число потребляемых блюд за один час составит 2,22200 = 880. В банях число потребителей принимается равным числу мест, а нормы расхода воды принимаются по прил. 3 [5]. 34

35 Число потребителей в прачечных приравнивается к её производительности в кг сухого белья в час. Секундный расход воды прибором в механизированных прачечных принимается согласно прил. 3 [5]. По известным значениям q и i подбирают диаметры трубопроводов таким образом, чтобы суммарные действительные потери давления главной ветви и ответвления максимально совпадали с расчётным. Выбор диаметров остальных ответвлений производят из условия гашения в подающем трубопроводе избыточного давления, возникающего в точке присоединения ответвления к главной магистрали. Результат гидравлического расчёта квартальной сети в режиме водоразбора приведён в табл. 2 прил. 4. Пример 6. Определение расчётных расходов воды квартальных сетей ГВС в режиме водоразбора Для квартальных сетей (рис. 1, прил. 4) расчётный расход воды на водоразбор каждого здания отдельно определяется аналогично внутридомовым сетям по формулам (4.1) (4.5). Результаты расчёта сводятся в табл. 1 прил. 4 (гр. 10). Зная расход воды для каждого отдельного здания (табл. 1 прил. 4), определяем суммарный расход воды на микрорайон. Проектируемая сеть снабжает горячей водой группу жилых зданий и поликлинику на 1600 посещений в смену. Норма расхода воды в час наибольшего водопотребления составляет: в поликлинике, согласно [5], q r, u = 1,2 л/ч чел., а расход воды прибором q 0 = 0,14 л/с; для всех жилых зданий q r, u = 10 л/ч чел., а расход воды прибором q 0 = 0,2 л/с [5]. PN = 49,143 всего по микрорайону (табл. 1, прил. 4, гр. 5); PN = 45,333 на жилые здания; PN = 3,810 на поликлинику. Вычисляется среднее значение секундного расхода воды прибором по формуле (5.1) 0,245,333 0,143,810 q 0 0,195 л / с. 49,143 35

36 Определив по сумме PN значение = 14,12, вычисляем расчётный расход воды на участке по формуле (4.1): q 50,19514,12 13,791 л / с. Результаты расчёта расходов воды на водоразбор квартальных сетей представлены в табл. 1 прил Определение расчётных циркуляционных расходов воды для квартальных сетей ГВС Для определения циркуляционных расходов воды по участкам квартальных сетей необходимо предварительно определить расходы для каждого здания, т.е. проектную проработку системы ГВС каждого здания. Для предварительных расчётов при отсутствии необходимой точной информации, как, например, в курсовой работе, можно воспользоваться приближёнными расчётами по укрупнённым показателям [4]. Тепловые потери трубопроводами горячего водоснабжения, квт, для зданий высотой до 12 этажей, можно рассчитать по формуле Q t 025, Uk t [квт] 900 Uk t [кдж/ч], (5.5) где k t коэффициент, принимаемый в зависимости от типа ГВС и степени изоляции стояков согласно табл. 1; U расчётное число жителей, чел.; При расчёте головных участков циркуляционного трубопровода определяются расчётные циркуляционные расходы на участках. Для их нахождения вычисляют циркуляционные расходы по всем секционным узлам проектируемых зданий. При определении расчётных циркуляционных расходов воды по участкам может оказаться удобным такой приём. Для общественного здания можно определить условное число потребителей, эквивалентное числу потребителей жилого здания, имеющего такой же средний часовой расход теплоты на горячее водоснабжение, а следовательно, и циркуляционный расход, как и рассчитываемое общественное здание, т.е. 36 Uq um, U ед sos. (5.6) 105