Расчет водоснабжения с примером

Система водоснабжения — это совокупность трубопроводов и устройств, которые обеспечивают бесперебойную подачу воды к различным санитарно-техническим приборам и другим устройствам, для работы которых она требуется. В свою очередь расчет водоснабжения — это комплекс мероприятий, в результате которого изначально определяется максимальный секундный, часовой и суточный расход воды. Причем, рассчитывается не только общий расход жидкости, но и расход холодной и горячей воды в отдельности. Остальные же параметры, описанные в СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» [1], а также диаметр трубопровода, находятся уже в зависимости от показателей расхода воды. Например, одним из таких параметров является диаметр условного прохода счетчика.

В настоящей статье представлен пример расчета водоснабжения на внутренний водопровод для частного 2-х этажного дома. В результате данного расчета найдены общий секундный расход воды и диаметры трубопроводов для сантехприборов, расположенных в ванной комнате, в туалете и на кухне. Также здесь определено минимальное сечение для входной трубы в дом. То есть имеется в виду труба, которая берет свое начало у источника водоснабжения и заканчивается в месте разветвления ее по потребителям.

Что касается других параметров, приведенных в упомянутом нормативном документе, то практика показывает, что их рассчитывать для частного дома не обязательно.

Пример расчета водоснабжения

Исходные данные

Количество проживающих людей в доме — 4 человека.

В доме имеются следующие санитарно-технические приборы.

Ванная комната:

Ванная со смесителем — 1 шт.

Сан. узел:

Унитаз со смывным бачком — 1 шт.

Кухня:

Умывальник со смесителем — 1 шт.

Расчет

Формула максимального секундного расхода воды:

Где: q₀ tot — общий расход жидкости, одного потребляемого прибора, определяемый согласно п. 3.2 [1]. Принимаем по прил. 2 [1] для ванной комнаты — 0,25 л/с, сан. узла — 0,1 л/с, кухни — 0,12 л/с.

α — коэффициент, определяемый согласно прил. 4 [1] в зависимости от вероятности Р и количества сантехприборов N.

Определение вероятности действия санитарно-технических приборов:

P = (U·q_hr,u tot ) / (q₀ tot ·N·3600) = (4·10,5) / (0,25·3·3600) = 0,0155 ,

Где: U = 4 чел. — количество водопотребителей.

q_hr,u tot = 10,5 л — общая норма расхода воды в литрах, потребителем в час наибольшего водопотребления. Принимаем согласно прил. 3 [1] для жилого дома квартирного типа с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми водонагревателями.

N = 3 шт. — количество сантехприборов.

Определение расхода воды для ванной комнаты:

α = 0,2035 — принимаем по табл. 2 прил. 4 [1] в зависимости от NP = 1·0,0155 = 0,0155.

q _с = 5·0,25 ·0,2035 = 0,254 л/с.

Определение расхода воды для сан. узла:

α = 0,2035 — ровно столько же, что и в предыдущем случае, так как количество приборов одинаково.

q _с = 5·0,1 ·0,2035 = 0,102 л/с.

Определение расхода воды для кухни:

α = 0,2035 — как и в предыдущем случае.

q _с = 5·0,12 ·0,2035 = 0,122 л/с.

Определение общего расхода воды на частный дом:

α = 0,267 — так как NP = 3·0,0155 = 0,0465.

q _с = 5·0,25 ·0,267 = 0,334 л/с.

Формула определения диаметра водопровода на расчетном участке:

Где: d — внутренний диаметр трубопровода на рассчитываемом участке, м.

V — скорость потока воды, м/с. Принимаем равной 2,5 м/с согласно п. 7.6 [1], в котором сказано, что скорость жидкости во внутреннем водопроводе не может превышать 3 м/с.

q_c — расход жидкости на участке, м 3 /с.

Определение внутреннего сечения трубы для ванной комнаты:

d = √((4·0, 000254) /(3,14·2,5)) = 0,0114 м = 11,4 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для сан. узла :

d = √((4·0, 000102) /(3,14·2,5)) = 0,0072 м = 7,2 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для кухни:

d = √((4·0, 000122) /(3,14·2,5)) = 0,0079 м = 7,9 мм.

Определение внутреннего сечения входной трубы в дом:

d = √((4·0, 000334) /(3,14·2,5)) = 0,0131 м = 13,1 мм.

Вывод: для снабжения водой ванну со смесителем требуется труба с внутренним диаметром не менее 11,4 мм, унитаза в сан. узле — 7,2 мм, умывальника на кухне — 7,9 мм. Что касается входного диаметра водопровода в дом (для снабжения 3-х приборов), то он должен составлять не менее 13,1 мм.

Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей

Гидравлический расчет водопровода – совокупность вычислений, производимых на этапе проектирования здания (многоэтажного дома, коттеджа). Роль данного вида работ очень важна – неправильно спроектированная система водоснабжения не будет нормально функционировать. Выражаться это может в слабом напоре воды на верхних этажах высоток и в частых прорывах подвальных коммуникаций из-за высокого давления ввода.

Цели выполнения гидравлического расчета водопроводных сетей

Основными целями гидравлического расчета системы водоснабжения здания являются:

• вычисление максимального расхода воды на отдельных участках системы водоснабжения;
• определение скорости перемещения воды в трубах;
• расчет внутреннего диаметра труб для монтажа различных участков водопроводной сети;
• вычисление потери напора воды при подаче ее из магистрального трубопровода на определенную высоту;
• определение мощности насосного оборудования и целесообразности его использования с учетом произведенных расчетов.

Выполняются расчеты на основании данных и методик СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей

В зависимости от целей различают два вида гидравлического расчета водопроводных сетей — проектный и поверочный (наладочный).

Проектный

Данный вид гидравлического расчета производится при проектировании системы водоснабжения здания. С его помощью определяют вид трубопроводов для различных участков сети, скорость потока в них.

Кроме вычислений данный вид расчета включает в себя схематическое расположение элементов внутреннего водопровода — узла ввода, подвальных коммуникаций, стояков, узлов водоразбора.

Поверочный

Основными целями данного вида гидравлического расчета является определение распределения потоков в системе водоснабжения, вычисление напора источников при заранее вычисленных внутренних диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.

Результатами поверочного расчета являются:

• водопотребление и потери напора на всех участках системы водоснабжения;
• объем подачи воды от источника (магистрального водопровода, водонапорной башни или контррезервуара);
• пьезометрические напоры в различных точках водоразбора.

Все полученные в результате данного расчета значения используют для проектирования расположения точек водоразбора – сантехнических приборов – внутри проектируемого здания.

Точный и достаточно быстрый наладочный расчет водопроводных сетей различной конфигурации (от простой тупикового водопровода до более сложной кольцевой системы) можно производить при помощи программ: «ГидроМодель», «Умная Вода», «WaterSupply», «Гидравлический расчет трубопровода».

Порядок проведения гидравлического расчета

Гидравлический расчет системы водоснабжения включает в себя следующие этапы:

• Определение количества точек водоразбора – для этого по типовому плану здания определяют количество умывальников, ванн, унитазов в здании.
• Составление схематического изображения (аксонометрической схемы) внутренней водопроводной сети – вручную или при помощи специального программного обеспечения составляется схема расположения стояков водоснабжения и подключаемых к ним сантехнических приборов. При этом для удобства дальнейшей работы каждый горячий и холодный водоснабжающий трубопровод отмечают различными цветами (красным и синим соответственно).
• Разбиение водопроводной сети на отдельные расчетные горизонтальные и вертикальные участки, состоящие из трубопроводов и водоразборных узлов. Границами каждого участка является запорная арматура и сантехнические приборы.
• Вычисление вероятности одновременного включения всех водоразборных узлов расчетного участка(P) – расчет значения данной величины производится по следующей формуле:

P=Q макс.вод ×U/Qприб.×N×3600;

где Q макс.вод –расход воды в часы с максимальным водопотреблением, л/ч на 1 жителя;

U – количество жителей, которых обеспечивают водой коммуникации и водоразборные узлы расчетного участка, чел;

Qприб. – нормативный расход через узел водоразбора в среднем составляющий 0,18 л/с;

N – количество входящих в расчетный участок узлов водоразбора (сантехнических приборов), шт;

3600 — коэффициент используемый для перевода литров в час в литры в секунду.

• Определение максимального секундного расхода воды трубопроводом и водозаборными узлами расчетного участка по формуле:

Q макс.расх.вод= 5× Q в.приб×a; л/с

где Q в.приб – суммарный нормативный расход через узлы водоразбора участка;

a – величина безразмерная. Ее значение находят по специальным таблицам в СНиП 2.04.01-85.

• Подбор оптимального внутреннего диаметра трубопровода — подбирается с учетом рекомендаций по использованию и экономической целесообразности применения в данных условиях.
• Расчет скорости воды — вычисляют по специальным методическим пособиям, исходя из внутреннего диаметра выбранного трубопровода.
• Вычисление потерь напора (Нl) по формуле:

где L – длина расчетного участка, м;

i – удельные потери напора при трении воды о внутренние стенки трубопровода, измеряется данная величина в миллиметрах водяного столба/метр трубопровода;

Kl – поправочный коэффициент, при проектировании жилых многоквартирных домов и коттеджей его значение равно 0,3.

• Для зданий имеющих 2 и более этажей гидравлический расчет требуемого напора(Hтр) водопроводного ввода в месте его подключения к наружному магистральному трубопроводу производится по следующей формуле:

где n – количество этажей;

4 -напор необходимый для поднятия воды для каждого этажа, расположенного выше первого, м.

• Фактический требуемый напор в точке ввода (Нф) находят, суммируя расчетный напор ввода (Hтр) с потерями напора на расчетных участках (Нl):

Нф= Hтр+ Нl расч.уч.1+ Нl расч.уч.2+ Нl расч.уч.3+ Нl расч.уч.4+ Нl расч.уч.n

Результаты такого расчета записывают в сводную таблицу.

Напор в 10 метров водного столба равен давлению в водопроводной магистрали равном 1 атмосфере (1 Bar).

Пример расчета холодного водоснабжения

Здание – 2-х этажный дом с цокольным этажом, одним вертикальным стояком высотой от подвала до верха -6 м, 5 точками водоразбора (кухонной мойкой, смесителем ванны и умывальника, унитаза,– на первом этаже; унитазом и смесителем душевой кабины — на втором этаже). В доме живет семья из 6 человек.

• Проектируемая внутренняя система водоснабжения разбивается на 2 расчетных участка – первого и второго этажа. Длина коммуникаций первого участка равна 5 м, вертикального стояка и горизонтальных коммуникаций второго участка – 5,5 м.
• Используя табличные данные СНиП, рассчитывается вероятность одновременного включения всех водоразборных узлов для первого и второго расчетных участков:

• Максимальный расход данных участков с учетом найденных по таблицам соответствующих значений коэффициента a будет равен:

Q макс.расх.вод1= 5× Q в.приб×a = 5×0,18×0,265=0,24л/с;

Qмакс.расх.вод2= 5×Qв.приб×a =5×0,18×0,241=0,22 л/с

• С учетом полученных значений расхода воды внутренний водопровод проектируют из простой полипропиленовой трубы диаметром 25мм (горизонтальные отводы от стояка) и 32 мм (вертикальный стояк).
• На основании значений длины первого и второго расчетного участка, величины коэффициента i и Kl (для таких условий они равны 0,083 и 0,3 соответственно) потеря напора на первом и втором расчетном участке будет равна:

Нl уч.1= L1×i×(1+Kl) = 5×0,083×1,3=0,54 м.вод. столба;

Нl уч.2= L1×i×(1+Kl) = 5,5×0,083×1,3=0,59 м.вод. столба.

Суммарная потеря напора на двух расчетных участках будет равна 1,14 водного столба или 0,114 атмосферы.

• Требуемый напор в точке ввода для такого здания будет равен:

Hтр=10+(2-1)×4=14 метров водяного столба или 1,4 атмосферы

• Фактический требуемый напор в точке ввода для данного коттеджа будет равен:

Нф= Hтр+ Нl расч.уч.1+ Нl расч.уч.2=14+1,14=15,14 метров водного столба или 1,5 атмосферы

Благодаря произведенному расчету, хозяин дома на этапе проектирования с учетом давления магистрального водопроводного трубопровода своего населенного пункта может планировать определенную схему внутренней водопроводной сети.

Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта

Определение водопотребителей, расчёт потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и промышленного предприятия. Определение высоты водонапорной башни. Расчет резервуаров чистой воды, подбор насосов.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	25.03.2013
Размер файла	2,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Противопожарное водоснабжение — это совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей для тушения пожара. Проблема противопожарного водоснабжения одна из основных в области пожарного дела. Современные системы водоснабжения представляют собой сложные инженерные сооружения и устройства, обеспечивающие надежную подачу воды потребителям. С развитием водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий улучшается их противопожарная защита, так как при проектировании, строительстве, реконструкции водопроводов учитывается обеспечение не только хозяйственных, производственных, но и противопожарных нужд. Основные противопожарные требования предусматривают необходимость поступления нормативных объемов воды под определенным напором в течение расчетного времени тушения пожаров.

По назначению водопроводы разделяются на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные. В зависимости от напора различают противопожарные водопроводы высокого и низкого давления. В противопожарном водопроводе высокого давления в течение 5 мин после сообщения о пожаре создают напор, необходимый для тушения пожара в самом высоком здании без применения пожарных машин. Для этого в зданиях насосных станций или в других отдельных помещениях устанавливают стационарные пожарные насосы.

В водопроводах низкого давления во время пожара для создания требуемого напора используют пожарные насосы, которые подключают к пожарным гидрантам с помощью всасывающих рукавов.

В водопроводах высокого давления вода к месту пожара подается по рукавным линиям непосредственно от гидрантов под напором от стационарных пожарных насосов, установленных в насосной станции.

Все сооружения водопровода проектируют так, чтобы во время эксплуатации они пропускали расчетный расход воды для пожарных нужд при максимальном расходе воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Кроме того, в резервуарах чистой воды и водонапорных башнях предусматривают неприкосновенный запас воды для тушения пожаров, а в насосных станциях второго подъема устанавливают пожарные насосы.

Насосно-рукавные системы, которые собирают при тушении пожаров, также являются элементарными противопожарными водопроводами высокого давления, состоящими из источника водоснабжения, водоприемника (всасывающей сетки), всасывающей линии, объединенной насосной станции первого и второго подъема (пожарного насоса), водопроводов (магистральных рукавных линий), водопроводной сети (рабочих рукавных линий).

Водонапорные башни предназначены для регулирования напора и расхода в водопроводной сети. Их устанавливают в начале, середине и в конце водопроводной сети. Водонапорная башня состоит из опоры (ствола), бака и шатра-устройства, предохраняющего бак от охлаждения и замерзания в нем воды. Высоту башни определяют гидравлическим расчетом с учетом рельефа местности. Обычно высота башни 15. 40 м.

Вместимость бака зависит от размера водопровода, его назначения и может колебаться в широких пределах: от нескольких кубометров на маломощных водопроводах до десятков тысяч кубометров на крупных городских и промышленных водопроводах. Размер регулирующей емкости определяют в зависимости от графиков водопотребления и работы насосных станций. Кроме того, включают неприкосновенный пожарный запас для тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров в течение 10 мин. Бак оборудуют нагнетательной, разборной, переливной и грязевой трубами. Часто нагнетательную и разборную трубы объединяют.

Разновидностью водонапорных башен являются водонапорные резервуары, которые предназначены не только для регулирования напора и расхода в водопроводной сети, но и для хранения противопожарного запаса воды для тушения пожаров в течение 3 ч. Резервуары располагают на возвышенных местах.

Водонапорные резервуары и башни включают в водопроводную сеть последовательно и параллельно. При последовательном включении через них проходит вся вода от насосных станций. В этом случае нагнетательную и разборную трубы не объединяют, и они работают раздельно. При минимальном водопотреблении излишки воды накапливают в резервуаре или в баке, а при максимальном этот запас направляют в водопроводную сеть.

При параллельном включении в водопроводную сеть в резервуары и баки поступает излишек воды (при минимальном водопотреблении), а при максимальном водопотреблении его направляют в сеть. В данном случае нагнетательный и разводящий трубопроводы могут быть объединенными. Для контроля уровня воды в баках и резервуарах предусматривают измерительные устройства.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения подразделяются на городские, поселковые, а также промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

По виду используемых природных источников различают водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников (рек, водохранилищ, озер, морей) и подземных (артезианских, родниковых). Имеются также водопроводы смешанного питания.

По способу подачи воды водопроводы бывают напорные с механической подачей воды насосами и самотечные (гравитационные), которые устраивают в горных районах при расположении водоисточника на высоте, обеспечивающей естественную подачу воды потребителям.

По назначению системы водоснабжения делят на хозяйственно-питьевые, удовлетворяющие нужды населения; производственные, снабжающие водой технологические процессы производства; противопожарные и объединенные. Последние устраивают, как правило, в населенных пунктах. Из этих же водопроводов вода подается и на промышленные предприятия, если они потребляют незначительное количество воды или по условиям технологического процесса производства требуется вода питьевого качества.

При больших расходах воды предприятия могут иметь самостоятельные системы водоснабжения, обеспечивающие их хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды. В этом случае обычно сооружают хозяйственно-противопожарный и производственный водопроводы. Совмещение пожарного водопровода с хозяйственным, а не с производственным объясняется тем, что производственная водопроводная сеть обычно бывает менее разветвленной и не охватывает всех объемов предприятия. А это может привести либо к увеличению расхода воды, что экономически нецелесообразно, либо к аварии производственных аппаратов. Самостоятельный противопожарный водопровод устраивают обычно на наиболее пожароопасных объектах-предприятиях нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, складах нефти и нефтепродуктов, лесобиржах, хранилищах сжиженных газов и др.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми. Если система водоснабжения обслуживает одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, то ее называют местной системой. Система водоснабжения, обслуживающая несколько крупных водопотребителей, расположенных на определенной территории, называется районной.

В соответствии с двумя категориями природных источников воды водоприемные сооружения также разделяются на две группы: сооружения для приема воды из поверхностных источников и сооружения для приема подземных вод. Выбор того или иного источника водоснабжения определяется местными природными условиями, санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к качеству воды, и технико-экономическими соображениями. По возможности предпочтение должно отдаваться подземным источникам водоснабжения.

Число жителей в населенном пункте — 28000 человек.

Здания оборудованы внутренним водопроводом, канализацией без ванн.

Застройка зданий в 2 этажа.

В населенном пункте имеется прачечная на 1200 кг сухого белья, объемом 10000 м3 .Здание прачечной 2-х этажное.

Магистральная водопроводная сеть и водоводы проложены из пластмассовых труб. Длина водоводов от НС-II до водонапорной башни lвод=500 м.

Промышленное предприятие по пожарной опасности относится к категории Б, два производственных корпуса II степени огнестойкости: один объемом 200тыс. м3, другой объемом 180 тыс. м3, ширина здания 61 м.,

Площадь территории предприятия 158 га. Предприятие работает в две смены, количество рабочих в каждой смене Ncm = 300 человек. Расход воды на производственные нужды . Душ принимают 50 % рабочих в смену.

Генплан водопроводной сети приведен на рис. 1.1.

Рис. 1.1 — Схема объединенного хозяйственно — противопожарного водопровода населенного пункта и предприятия: 1 — санитарная зона артезианских скважин; 2 — резервуары чистой воды; 3 — камера переключения; 4 — насосная станция; 5 — водоводы; 6 — водонапорная башня; 7 — водопроводная сеть посёлка; 8 — предприятие

водонапорный башня насос предприятие

Задание на курсовой проект

Требуется определить хозяйственно-питьевое и производственное водопотребление в системе водоснабжения, обслуживающего населенный пункт (поселок) и предприятие.

1. Обоснование принятой схемы водоснабжения

На территории большинства населенных пунктов (городов, поселков) существуют различные категории водопотребителей, предъявляющих, разнообразные требования к качеству и количеству потребляемой воды. В современных городских водопроводах расход воды на технологические нужды промышленности составляет в среднем около 40% всего объема, подаваемого в водопроводную сеть. Причем около 84% воды берется из поверхностных источников и 16%-из подземных.

Так как в районе проектирования города протекает река, а подземные водоносные пласты содержащие воду нужного питьевого качества залегают на больших глубинах и их содержится небольшое количество (явно не достаточное для обеспечения потребностей города), то водоснабжение города водой питьевого качества из подземных источников является не целесообразным, поэтому принимаем схему системы водоснабжения города из поверхностного источника с водозабором руслового типа.

2. Определение водопотребителей и расчет потребляемого расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и предприятия

2.1 Определение водопотребителей

Объединенный хозяйственно-питьевой, производственный и противопожарный водопровод должен обеспечить расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.

2.2 Расчет требуемых расходов воды для поселка и предприятия

Определение водопотребление начинаем с поселка, поскольку он является основным потребителем.

В соответствии с п.2.1, табл.1 [4] норму водопотребления на одного человека принимаем 150 л /сут.

Суточный расход с учетом примечания 4 , п.2.1 [4]

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления

Согласно п.2.2 [4], принимаем Ксут.мах=1.2

Расчетный часовой максимальный расход воды:

Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления

Принимаем по п.2.2. и табл.2[4] мах = 1.4, мах = 1.15,

По приложению 3 данных указаний принимаем Кч.мах = 1.7

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды прачечной

где: q = 75 кг сухого белья (приложение 3 [5])

Суммарный расход воды по населенному пункту:

В соответствии п.2.4 [4], приложения 3 [5] и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем

Водопотребление в смену:

Расход воды на душевые в смену

Кол-во душевых сеток:

Расход воды на производственные нужды в смену:

Суточное водопотребление на производственные нужды:

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит:

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен:

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (табл. 2.1)

Таблица 2.1 — Водопотребление по часам суток в посёлке и на промышленном предприятии