Курсовая работа: Водоснабжение и водоотведение жилого дома

«Водоснабжение и водоотведение жилого дома »

Введение

Цель : Разработка элитной системы водоснабжения и водоотведения комплекса зданий отвечающего перспективным требованиям граждан России.

В связи с быстрыми темпами развития и расширения сантехнического оборудования и способов его монтажа, перед современными специалистами, а также проектировщиками возникают большие перспективы и возможности по внедрению их в нашей стране и повышению комфорта жизни наших граждан и экономии водных ресурсов страны.

Выполняя гражданский долг свободного гражданина России при проектировании, я предлагаю свой способ по перспективе развития систем ВиВ в нашей стране для улучшения жилищных условий любого из наших граждан. Будущее нашей страны зависит от нас – построим его таким, каким хотим его видеть.

Современные системы обеспечивают подачу воды со значительными потерями, достигающими 50%, что неблагоприятно отражается на окружающей среде, истощая природные водные источники и загрязняя их избыточным количеством сточных вод. Большой расход воды и потери приводят к перегрузке очистных сооружений, ухудшение качество воды, что отрицательно сказывается на здоровье населения.

При разработке проекта мы должны применить современные ресурсосберегающие системные и схемные решения и оборудование, позволяющие рационально использовать питьевую воду.

Федеральная программа по обеспечению населения питьевой водой, направленная на восстановление и развитие систем водоснабжения до уровня, обеспечивающего соответствие воды новым, более жёстким требованиям СанПиН, требует повышение качества воды в местах водоразбора.

Учитывая деградацию окружающей среды, истощение природных водных источников и требование водного кодекса России к рациональному использованию водных ресурсов в проекте необходимо организовать рациональное использование воды и снижение среднего водопотребления, в настоящее время оно составляет 305 л/чел.*сут.

В связи с ухудшением здоровья нации и снижением численности населения нашей страны каждый патриотически настроенный специалист обязан внести свой вклад в исправление сложившейся ситуации.

1. Система водоснабжения и водоотведения объекта

В соответствии с составом потребителей и требованиями к качеству воды принимаю следующие системы водоснабжения:

1) В1-хозяйственно-питьевой водопровод , предназначен для подачи воды всем потребителям, должен обеспечивать:

– подачу расчетного количества воды, q В1 _сут =180·0,252 = 45,36 м 3 /сут

– подачу воды питьевого качества, отвечающей требованиям СанПиН

– поддержание требуемого давления перед всеми водоразборными точками на уровне, обеспечивающем заданный секундный расход

– бесперебойность подачи воды, исключающей нанесение ущерба здоровью человека и санитарно-техническому состоянию здания

– долговечность, соизмеримая с долговечностью возводимых зданий (100 лет)

– герметичность во всем диапазоне рабочих давлений

– прочность и стойкость к воздействию внутреннего давления, а также при случайном внешнем воздействии

– безопасность использования и эксплуатации

– минимальную строительную и эксплуатационную стоимость;

2) В11-поливочный водопровод , предназначен для подачи воды на поливку зеленых насаждений, твердых покрытий и на общедомовые нужды.

Учитывая небольшое количество воды для В11 и для снижения эксплуатационных и строительных затрат принимаю объединенную хозяйственно-питьевую поливочную систему холодного водоснабжения: (В1+В11).

Система холодного водоснабжения, согласно СНиП 2.04.01–85* (прил. 2 и 3) должна обеспечивать подачу на хозяйственно-питьевые нужды каждому проживающему (при заданной степени благоустройства: мойка, умывальник, ванна, унитаз) следующие расходы воды:

а) общей воды (холодной и горячей):

в час максимального водопотребления: q_{о.час. u} во = 15,6 л/ч*чел.;

в сутки максимального водопотребления: q_{о сут. u} во = 300 л/сут*чел.;

расход воды прибором: q_о во = 0,3 л/с;

б) холодной воды:

в час максимального водопотребления: q_{о.час. u} В1 = 5,6 л/ч*чел.;

в сутки максимального водопотребления: q_{о.сут. u} В1 = 180 л/сут*чел.

расход воды прибором: q_о В1 = 0,2 л/с;

Для обеспечения расчетных расходов рабочее давление перед водоразборной арматурой должно быть следующее:

для мойки, умывальника, унитаза: h_раб =2,0 м;

для ванны: h_раб =3,0 м;

3) Учитывая высокую степень благоустройства зданий, наличие централизованного теплоснабжения, принимаю централизованную систему горячего водоснабжения Т3 (в рамках данного курсового проекта не рассматривается).

4) Для удаления сточных вод от санитарно-гигиенических и хозяйственных процессов в квартире принимаю хозяйственно-бытовую канализацию К1 , которая должна обеспечивать бесперебойное водоотведение 75,6 м 3 /сут стоков от 252 потребителей в течение 100 лет эксплуатации здания при минимальном ущербе здоровью человека и окружающей среде, а также минимальных общественных затратах на строительство и эксплуатацию.

Принятые санитарно-технические системы изображены на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Санитарно–технические системы здания

2. Система холодного водоснабжения

2.1 Обоснование и выбор схемы

Для обеспечения бесперебойной подачи воды всем потребителям принимаю схему холодного водоснабжения, включающую:

1) Водоразборную арматуру

2) Водопроводную сеть: внутреннюю и микрорайонную

3) Трубопроводную арматуру

4) Водомерный узел

Для определения необходимости установки для повышения давления ориентировочно определим требуемое давление:

n_эт =9 эт-максимальная этажность проектируемых зданий

В связи с тем, что Н_треб больше, чем гарантированный напор в водопитателе Н_гар =21 м, то принимаю схему с установками для повышения давления.

Проверяю, можно ли подавать воду в здание в одну зону, для этого определяю давление перед нижней водоразборной точкой:

h_эт – высота этажа, м, h_эт =3 м

n_эт – мах этажность здания, n_эт =9 эт

h_раб – давление перед верхним водоразборным прибором, м, h_раб =3 м

Н_{нижн вод. точки} =3+3·(9–1)=27 м В1 =h_пром +0,5;

h_прол В1 = 1,5 +0,5= 2,0 м

При пересечении труб с фундаментом зданий предусматриваю отверстия, размеры которого на 200 мм больше диаметра трубы, что необходимо для предотвращения перелома трубы при осадке здания.

2.2.3 Трубопроводная арматура

Трубопроводная арматура предназначена для управления гидравлическими параметрами системы (напора и расхода), для отключения участков сети и оборудования (насосов, водомеров) во время ремонта или замены, а также для предохранения элементов сети от разрушения, когда параметры превосходят расчетные.

Устанавливаю запорную арматуру в следующих точках:

– перед смывным бачком;

– на каждом ответвлении от стояка;

– у основания водоразборного стояка;

– на вводе магистралей в дом;

– до и после насосов и счетчиков воды, а также на обводной линии;

– в колодце городского водопровода (КГВ) на ответвлении от наружной городской водопроводной сети.

В качестве запорной арматуры принимаю вентили (при Ду50 мм) и задвижки (при больших диаметрах), выполненные из стали.

В качестве предохранительной арматуры предусматриваю обратные клапаны, исключающие обратный ток воды, устанавливаю их после насосных установок.

2.2.4 Установки для повышения давления

В качестве установки для повышения давления принимаем насосные установки с центробежными насосами типа К.

Повысительные хозяйственные установки включают: рабочие агрегаты, обеспечивающие расчетное давление и расход, резервные агрегаты, необходимые для бесперебойной подачи воды потребителям, которые автоматически включаются при отказах рабочих агрегатов. Рабочие и резервные агрегаты объединяю всасывающими и напорными коллекторами между которыми устанавливают обводную линию с обратным клапаном и задвижкой.

В связи с высоким шумоизлучением насосных агрегатов: 70–90 ДБА их размещают в ЦТП. Агрегаты для снижения вибрации устанавливаем на массивных фундаментах, которые опираются на пол через пружинные амортизаторы, состоящие из пружин, которые через шайбу опираются на перфорированные резиновые прокладки, между насосами и трубопроводами монтируют гибкие резиновые вставки, снижающие вибрацию насосов. Для измерения давления до и после насосов устанавливают манометры технические класса 1,5.

Всасывающие и напорные коллекторы, а также обводные линии принимаем из стальных электросварных труб, соединяемых при помощи сварки. Присоединение трубопроводов к задвижкам и насосным агрегатам производим при помощи фланцев.

Для обеспечения возможности обслуживания насосов и последующего демонтажа и монтажа, расстояние между агрегатами принимаю 1 м. Высота должна обеспечивать возможность перемещения наиболее габаритных деталей над самой выступающей частью насосной установки с зазором не менее 0,3 м при использовании стандартного грузоподъемного оборудования.

Схема насосной установки приведена на рис. 3.2.4.1.

Рис. 3.2.4.1. Схема насосной установки

2.2.5 Водомерный узел

Для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям предусматриваем водомерный узел с обводной линией.

Обвязку счетчика выполняю из стальных трубопроводов, соединенных на сварке, соединение со счетчиком и арматурой фланцевое. Счетчик размещаю в ЦТП перед установками для повышения давления на высоте 1 м от пола. В здании устанавливаю водомерные узлы аналогичной конструкции. Для обеспечения учета подачи воды потребителям предусматриваю установку счетчиков воды в каждой квартире. Принимаю скоростные счетчики типа ВСХ-15, устанавливаемые на ответвлении от стояка.

Схема водомерного узла приведена на рис. 3.2.5.1.

Рис. 3.2.5.1. Схема водомерного узла

1-водосчетчик; 2-переходные муфты; 3-контрольно-спускной кран;

4-обводная линия; 5-манометр

Ввод прокладываю от наружной водопроводной сети (от КГВ) до ЦТП, выполняю из стальных водогазопроводных труб, присоединяемых к городской сети в отдельном колодце в тройник, предусмотренный на ответвлении от трубопровода. Трубы прокладываю в грунте на глубине 3 м. В колодце на наружной сети водопровода Ду250 мм, устанавливаю разделительные задвижки для обеспечения бесперебойной подачи воды в случае аварии на наружной сети до ввода или после.

Схема ввода приведена на рис. 3.2.6.1.

Рис. 3.2.6.1. Схема ввода

2.3 Расчет В1, В11

Расчет водопровода холодной воды произвожу на наихудшее сочетание нагрузок, т.е. на пропуск максимального секундного расхода в час максимального водопотребления суток максимального водопотребления до самого удаленного и высоко расположенного водоразборного прибора.

2.3.1 Определение расчетных расходов на объекте

Расчет расходов произвожу по вероятностной методике СНиП 2.04.01–85*.

Определяю максимальные суточные расходы :

=∙U, м 3 /сут

q_{о сут. u} – суточная норма потребления на одного человека в сутки максимального водопотребления, определяется по приложению 3 СНиП, л/сут*чел.,

q_{о сут. u} ВО = 300 л/сут*чел.-для общей воды,

q_{о.сут. u} В1 = 180 л/сут*чел.-для холодной воды,

U − общее число жителей на проектируемом объекте, чел., определяется по формуле:

U_кв – расчетная заселенность, чел./кв, U_кв =3,5

n_кв – число квартир на этаже, n_кв =4

n_секц – число секций в здании, n_секц =2

n_зд – число зданий на проектируемом объекте, n_зд =1

n_эт – этажность зданий, n_эт =9 эт

U=чел.

Максимально-суточный расход общей воды (холодной +горячей):

q В0 _сут =300·0,252= 75,6м 3 /сут

Максимально-суточный расход холодной воды:

q В1 _сут =180·0,252= 45,36м 3 /сут

Определяю максимальные секундные расходы :

, л/с

– секундный расход характерного водоразборного прибора, определяется по прил. 3 СНиП 2.04.01–85*, л/с

= 0,3 л/с,

= 0,2 л/с;

=¦(·N) – коэффициент, определяется по табл. 2 прил. 4 СНиП 2.04.01–85*, в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и секундной вероятности их действия .

N – количество водоразборных точек на объекте, находится по формуле:

N_кв – количество водоразборных точек в одной квартире, шт., N_кв =4

n_кв – число квартир на этаже, n_кв =….

n_секц – число секций в здании, n_секц =2

n_зд – число зданий на проектируемом объекте, n_зд =1

n_эт – этажность зданий, n_эт =9 эт

N = =288 шт.

– секундная вероятность одновременного открытия водоразборной арматуры, вычисляется по формуле:

,

– норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления, определяется по прил. 3 СНиП 2.04.01–85*, для жилых домов квартирного типа, оборудованные ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, мойками, умывальниками и унитазами:

= 15,6 л/ч*чел.;

= 5,6 л/ч*чел.;

Вычисляю секундную вероятность:

Вычисляю произведение (N·):

для ВО: (N ·)=3,64Þ=2,08

для В1: (N·)=1,961Þ=1,421

Секундные расходы составят:

=5·2,08·0,3=3,12 л/с

=5·1,421·0,2=1,421 л/с

Определяю максимальные часовые расходы по формуле:

, м 3 /ч

-часовой расход характерного водоразборного прибора, определяется по прил. 3 СНиП 2.04.01–85*.

=300 л/час,

=200 л/час.

=¦(·N) – коэффициент, определяется по табл. 2 прил. 4 СНиП 2.04.01–85*, в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и часовой вероятности их действия ;

– часовая вероятность одновременного открытия водоразборной арматуры, вычисляется по формуле:

Вычисляю часовую вероятность:

Вычисляю произведение (N·):

для ВО: (N·)=13,104Þ=5,02

для В1: (N·)=7,061Þ=3,23

Часовые расходы составят:

=0,005·5,02·300=7,53 м 3 /час

=0,005·3,23·200=3,23 м 3 /час

Расчетные расходы на объекте приведены в табл. 3.3.1.1.

2.3.2 Расчет элементов системы

Ввод рассчитываю на пропуск максимального секундного расхода общей воды: =3,12 л/с, диаметр условного прохода (Ду) подбираю из условия, что скорость течения воды в трубах лежит в интервале от 0,9 м/с до 1,2 м/с.

По таблице А.Ф. Шевелева для стальных водогазопроводных труб:

По генплану длина ввода L=92,5 м, потери на вводе составят:

Водосчетчик рассчитываю на пропуск максимального секундного расхода общей воды: =3,12 л/с. Диаметр условного прохода (Ду) водосчетчика подбирается по табл. 4 СНиП 2.04.01–85* по среднечасовому расходу () всего объекта так, чтобы его эксплуатационный расход () был больше или равен этому расходу, т.е. .

В крыльчатых водосчетчиках (с диаметром условного прохода Ду 3 /час

q_экспл. = 3,63 м 3 /ч

S= 0,011 м/(м 3 /ч) 2 -гидравлическое сопротивление водосчётчика.

Потери напора в водосчетчике:

h_{водосч.} = 1,39 м 3 /ч.

В ЦТП устанавливаю 2 насоса (1 рабочий + 1 резервный)

марки АЦМС15–40, обеспечивающий напор = 34 м при подаче

= 15 м 3 /ч, мощностью электродвигателя N= 3,0 кВт.

3. Система бытовой канализации

городской водоснабжение бытовой канализация

3.1 Обоснование и выбор схемы

Система внутренней хозяйственно-бытовой канализации принята централизованной.

Схема хозяйственно-бытовой канализации включает: санитарно-технические приборы, гидрозатворы, внутреннюю канализационную сеть, вытяжную часть, устройства для прочистки сети, выпуск, дворовую канализационную сеть и уличную наружную канализационную сеть.

Принятая схема хозяйственно-бытовой канализации приведена на рис. 4.1.1.

Рис. 3.1.1. Схема бытовой канализации:

1-приемники сточных вод (санитарные приборы); 2 – гидрозатворы; 3 – внутренняя канализационная сеть; 4 – вентиляционная часть; 5 – устройства для прочистки (ревизии и прочистки); 6-выпуски; 7-дворовая канализационная сеть; 8 – контрольный колодец; 9 – наружная сеть централизованной городской канализации.

3.2 Конструирование системы К1

Размещение элементов системы в строительных конструкциях здания и на территории произвожу с учетом возможности прокладки трубопроводов, размещения оборудования и труб, возможности их обслуживания, монтажа и демонтажа во время ремонта, с учетом расположения сопутствующих инженерных коммуникаций (отопления и вентиляции, электроснабжения), сохранения целостности несущих конструкций здания (балок, несущих перекрытий и стен, ригелей, колонн), а также минимальных затрат на материалы и монтаж.

3.2.1 Приемники сточных вод

В качестве приемников сточных вод устанавливаю санитарные приборы, которые собирают загрязненные стоки образующиеся в результате хозяйственных и санитарно-гигиенических процедур.

На кухне принимаю мойку для удаления загрязнений с продуктов и посуды. Принимаю мойку изготовленную из нержавеющей стали размером 600х600 мм, врезную, т.е. встраиваемую в отверстие в столешнице.

В ванной комнате устанавливаем улучшенную ванну из полимерных материалов, размером 750х1700 мм. Для исключения затопления помещения ванну оборудую переливом, который соединяется с выпуском. В ванной комнате также размещаю умывальник с переливом размером 500х450 мм.

В санузлах устанавливаем тарельчатый унитаз из керамики в комплекте со смывным бачком.

Гидрозатвор предназначен для предотвращения проникновения токсичных и опасных газов из канализационной сети в помещение, путем создания слоя воды величиной 60 мм.

На мойке предусматриваю двухоборотный гидрозатвор, на ванной – двухоборотный с горизонтальным выпуском, на умывальнике – бутылочный, унитаз со встроенным гидрозатвором. Гидрозатворы изготовлены из полипропиленовой пластмассы, в виду ее повышенной термостойкости.

3.2.3 Канализационная сеть

Канализационная сеть состоит:

1. отводные трубы от приемников сточных вод к стояку.

2. стояки, транспортирующие стоки в нижнюю часть здания

3. сборный коллектор, собирает воду от отдельных стояков и транспортирует ее за пределы здания.

Канализационная сеть прокладывается так, чтобы кратчайшим путем в самотечном режиме удалить воду за пределы здания (см план этажа и подвала). Диаметр отводных труб принимаю конструктивно равным максимальному диаметру выпуска присоединенного к этому трубопроводу, диаметр стояка должен быть больше, либо равен максимальному диаметру отводного трубопровода присоединенного к нему, диаметр отводного коллектора больше либо равен максимальному диаметру присоединенного к нему стояка.

Уклон отводных труб диаметром 50 мм принимаю не менее 0,03, при Ду=100 мм i³0,02, стояки прокладываю вертикально, допустимое отклонение от вертикали не более 10 мм на 1 м.

Внутреннюю сеть монтирую из безнапорных полипропиленовых труб.

Диаметр условного прохода (Ду) канализационных стояков принимаем 50 мм (для моек) и 100 мм (для санузлов). Канализационные стояки прокладываются вертикально. Присоединение боковых отводящих трубопроводов производим в косой тройник (под углом 45 град.). Присоединение стояка к горизонтальным трубопроводам производим плавно в два отвода по 45 о для уменьшения вероятности засорения.

Горизонтальные трубопроводы, объединяющие стояки, прокладываем с уклоном в сторону выпуска. Боковые присоединения осуществляем плавно в косой тройник.

3.2.4 Устройства для прочистки

Устройства для прочистки предназначены для ликвидации засоров, выполняются в виде ревизий, предназначенных для прочистки трубопровода в 2 стороны, или прочисток, обеспечивающих прочистку в 1 сторону по ходу движения жидкости. Ревизии устанавливаю на первом и последнем этаже и через два этажа на третий на расстоянии 1 м от пола, на горизонтальных участках ревизии размещаю через 8–15 м в зависимости от диаметра трубопроводов, а также перед выпуском из здания.

Прочистки устанавливаем на горизонтальных участках сети на расстоянии 10 м друг от друга и на поворотах сети при изменении направления движения сточных вод.

Выпуски прокладываю в земле от стены здания до первого колодца дворовой сети, диаметр выпуска больше либо равен диаметру коллектора. Расстояние до колодца должно обеспечить возможность прочистки выпуска из здания (подвала), минимальное расстояние – 3 м, максимальное –12 м в зависимости от диаметра выпуска. Принимаю выпуск Ду 100 мм, длиной L=5 м, с уклоном i=0,02.

Выпуск прокладываю на глубине меньшей глубины промерзания, так как стоки имеют t» 20–30°С.

h_прол К1 = 1,5 -0,3=1,2 м

3.2.6 Дворовая сеть

Дворовая сеть объединяет все выпуски так, чтобы по кратчайшему расстоянию отвести стоки в городскую сеть, для уменьшения глубины заложения желательно, чтобы уклон трубопровода совпадал с уклоном местности, минимальный диаметр условного прохода дворовой сети Ду=150 мм. Для контроля работы дворовой сети в местах присоединения выпусков, на поворотах, в местах изменения уклона и диаметра, на участках длиной свыше 35 м предусматриваю смотровые колодцы.

Дворовую канализационную сеть принимаем из керамических раструбных труб по ГОСТ 286–82.

3.2.7 Контрольный колодец

Контрольный колодец является административной границей между дворовой и наружной сетью, размещается на расстоянии 1–1,5 м от красной линии внутрь квартала. Если сеть подходит выше отметки шелыги наружной сети, то в контрольном колодце предусматривается перепад, так чтобы присоединение к наружной сети производилось по верхнему своду трубы или по уровню воды.

3.2.8 Вытяжная (вентиляционная) часть

Предназначена для удаления токсичных и взрывоопасных газов из наружной и внутренней канализационной сети. Стояки канализации выводятся выше кровли здания, в связи с тем, что температура паров и воды внутри стояка выше, чем наружного воздуха, то за счет естественного температурного напора воздух из полости стояков поднимается и рассеивается в атмосфере, на его место подсасывается холодный воздух через неплотности в колодцах.

При сужении сечения вентстояка при обмерзании нарушается вентиляция и резко увеличивается вакуум в стояке, что приводит при залповым сбросе в стояк к срыве гидрозатворов, поэтому стояк выводится на высоту 0,3–0,5 м выше неэксплуатируемой кровли, при большей высоте необходимо утепление стояка, чтобы снизить обмерзание. Вытяжные части, проложенные в отапливаемых помещениях прокладывают в основном из пластмассовых труб, стояки, выходящие на кровлю – из асбестоцемента или морозоустойчивой пластмассы.

Произвожу на пропуск максимальных секундных расходов в час максимального водопотребления.

3.3.1 Определение расчетных расходов на объекте

Максимальный секундный расход сточных вод на объекте рассчитывается по формуле:

= + , если =2,5681 л/с Þ диаметр условного прохода стояка подобран верно.

Гидравлический расчет дворовой канализационной сети

Расчет произвожу от самого удаленного выпуска (Выпуск К1–1 Ду100, i=0,02) от колодца городской канализации (КГК) по ходу движения воды.

При подборе диаметров условного прохода расчетных участков сети должны выполняться гидравлические условия незасоряемости канализации:

скорость движения воды v ≥0,7 м/с,

Список использованной литературы

1) СНиП 2.04.01–85*. Внутренний водопровод и канализация зданий, Госстрой СССР, 1986 г.

2) Пальгунов П.П., Исаев. В.Н. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий. Москва Стройиздат 1991 г.

3) Калицун В.И., Кедров В.С., Ласков Ю.М. Гидравлика, водоснабжение и водоотведение. Москва Стройиздат.

3) Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. М. Стройиздат, 1986 г.

4) Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле Павловского Н.Н.М. Строииздат, 1987 г.