Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения

3. Определение расчетных расходов воды в системах водоснабжения и канализации и теплоты на нужды горячего водоснабжения

3.1. Системы холодного, горячего водоснабжения и канализации должны обеспечивать подачу воды и отведение сточных вод (расход), соответствующие расчетному числу водопотребителей или установленных санитарно-технических приборов.

3.2. Секундный расход воды , л/с, водоразборной арматурой (прибором),

отнесенный к одному прибору, следует определять:

отдельным прибором — согласно обязательному приложению 2;

различными приборами, обслуживающими одинаковых водопотребителей на участке тупиковой сети, — согласно обязательному приложению 3;

различными приборами, обслуживающими разных водопотребителей, — по формуле

(1)

— вероятность действия санитарно-технических приборов, определенная для каждой группы водопотребителей согласно п. 3.4;

— секундный расход воды (общий, горячей, холодной), л/с, водоразборной арматурой (прибором), принимаемый согласно обязательному приложению 3, для каждой группы водопотребителей.

Примечания: 1. При устройстве кольцевой сети расход воды следует определять для сети в целом и принимать одинаковым для всех.

2. В жилых и общественных зданиях и сооружениях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать:

3.3. Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети л/с, следует определять по формуле

— секундный расход воды, величину которого следует определять согласно п.3.2;

Расчёт водопотребления

При проектировании раздела «Водоснабжение и Канализация» необходимо выполнить расчёт водопотребления и водоотведения воды.

В этом нам поможет СНиП 2.04.01-85* «ВНУТРЕННИЙ ВОДОПРОВОД И КАНАЛИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ».

Документ СНиП 2.04.01-85* устарел, и необходимо использовать актуализированную редакцию СНиП 2.04.01-85 — СП 31.13330.2012.

Но в новой редакции никак не объясняется как считать водопотребление.

После расчёта водопотребления мы получим такие расходы воды всего и горячей воды отдельно: Секундный расход воды, Часовой расход воды, Суточный расход воды. А также отвод сточных вод в канализацию: Секундный расход воды, Часовой расход воды, Суточный расход воды.

Приступаем к расчёту:

Обратимся к первому документу:

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ И ТЕПЛОТЫ НА НУЖДЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

3.1. Системы холодного, горячего водоснабжения и канализации должны обеспечивать подачу воды и отведение сточных вод (расход), соответствующие расчетному числу водопотребителей или установленных санитарно-технических приборов.

3.2. Секундный расход воды л/с, водоразборной арматурой (прибором), отнесенный к одному прибору, следует определять:

отдельным прибором — согласно обязательному приложению 2;

различными приборами, обслуживающими одинаковых водопотребителей на участка тупиковой сети, — согласно обязательному приложению 3;

различными приборами, обслуживающими разных водопотребителей, — по формуле (1)

где Pi — вероятность действия санитарно-технических приборов, определенная для каждой группы водопотребителей согласно п. 3.4.

q0i — секундный расход воды (общий, горячей, холодной), л/с, водоразборной арматурой (прибором), принимаемый согласно обязательному приложению 3, для каждой группы водопотребителей.

1. При устройстве кольцевой сети расход воды q0 следует определять для сети в целом и принимать одинаковым для всех участков.

2. В жилых и общественных зданиях и сооружениях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать:

Определение Секундного расхода

Для определения Секундного расхода воды как правило достаточно воспользоваться приложениями 2 и/или 3 СНиП 2.04.01-85*. Реже формулой (1).

В этих приложения содержат таблицы данных.

Приложение 2: РАСХОДЫ ВОДЫ И СТОКОВ САНИТАРНЫМИ ПРИБОРАМИ

Т.е. сколько воды потребляет 1 санитарный прибор, установленный в помещении.

Либо используем приложение 3: НОРМЫ РАСХОДА ВОДЫ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ

Если в здании живёт 10 жителей, 5 работников или в ресторане готовят 300 блюд в день. То используем Приложение 3.

3.3. Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети q (qtot, qh, qc), л/с, следует определять по формуле

(2)

где — секундный расход воды, величину которого следует определять согласно п. 3.2;

альфа — коэффициент, определяемый согласно рекомендуемому приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р, вычисляемой согласно п. 3.4. При этом табл. 1 рекомендуемого приложения 4 надлежит руководствоваться при Р > 0,1 и N Примечания: 1. Расход воды на концевых участках сети следует принимать по расчету, но не менее максимального секундного расхода воды одним из установленных санитарно-технических приборов.

2. Расход воды на технологические нужды промышленных предприятий следует определять как сумму расхода воды технологическим оборудованием при условии совпадения работы оборудования по времени.

3. Для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение q допускается определять как сумму расхода воды на бытовые нужды по формуле (2) и душевые нужды — по числу установленных душевых сеток по обязательному приложению 2.

3.4. Вероятность действия санитарно-технических приборов Р (Ptot, Ph, Рc) на участках сети надлежит определять по формулам:

а) при одинаковых водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) без учета изменения соотношения U/N

(3)

б) при отличающихся группах водопотребителей в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) различного назначения

(4)

1. При отсутствии данных о числе санитарно-технических приборов в зданиях или сооружениях значение Р допускается определять по формулам (3) и (4), принимая N = 0.

2. При нескольких группах водопотребителей, для которых периоды наибольшего потребления воды не будут совпадать по времени суток, вероятность действия приборов для системы в целом допускается вычислять по формулам (3) и (4) с учетом понижающих коэффициентов, определяемых при эксплуатации аналогичных систем.

3.5. Максимальный секундный расход сточных вод qs, л/с, следует определять:

а) при общем максимальном секундном расходе воды qtot = Примечание. В жилых и общественных зданиях (сооружениях), по которым отсутствуют сведения о числе и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать:

Но санитарные приборы не используются все одновременно. Хотя при рекламе в популяряном сериале возможно срабатывание всех унитазов в доме одновременно. Вообщем поэтому расчитывается коэффициент Вероятности использования санитарно-технических приборов

3.7. Вероятность использования санитарно-технических приборов Phr для системы в целом следует определять по формуле

(7)

3.8. Максимальный часовой расход воды м3/ч, следует определять по формуле:

(8)

где — коэффициент, определяемый согласно рекомендуемому приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N, обслуживаемых проектируемой системой, и вероятности их использования Phr, вычисляемой согласно п. 3.7. При этом табл. 1 рекомендуемого приложения 4 надлежит руководствоваться при Phr > 0,1 и N Примечание. Для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение qhr допускается определять как сумму расходов воды на пользование душами и хозяйственно-питьевые нужды, принимаемых по обязательному приложению 3 по числу водопотребителей в наиболее многочисленной смене.

3.9. Средний часовой расход воды м3/ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления Т, ч, надлежит определять по формуле:

(9)

3.10. При проектировании непосредственного водоразбора из трубопроводов тепловой сети на нужды горячего водоснабжения среднюю температуру горячей воды в водоразборных стояках надлежит поддерживать равной 65 °С, а нормы расхода горячей воды принимать согласно обязательному приложению 3 с коэффициентом 0,85, при этом общее количество потребляемой воды не изменять.

3.11. Максимальный часовой расход сточных вод следует принимать равным расчетным расходам, определяемым согласно п. 3.8.

3.12. Суточный расход воды следует определять суммированием расхода воды всеми потребителями с учетом расхода воды на поливку. Суточный расход стоков необходимо принимать равным водопотреблению без учета расхода воды на поливку.

3.13. Тепловой поток кВт, за период (сутки, смена) максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения (с учетом теплопотерь) следует вычислять по формулам:

а) в течение среднего часа

(10)

б) в течение часа максимального потребления

(11)

Посмотрел свежим взглядом и понял, что на первый взгляд всё это кажется очень сложным и непонятным. Но стоит сделать расчёт 1 раз и всё становится на свои места.

Думаю для наглядности надо сделать пример расчёта.

Также при расчёте очень удобно пользоваться программами для расчёта водопотребления.

Расчет суточных расходов водоснабжения

Расчет расходов водопотребления и водоотведения выполняется в соответствии с СП 30.13330.2016 Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».
Результатом расчета, будут расходы воды: секундный, максимальный часовой и суточный со средним за год водопотреблением, для холодного, горячего водоснабжения и канализации.

Если требуются расчеты воды и стоков для конкретных санитарно-технических приборов, то их можно помотреть в таблице А.1 приложение А «Расчетные расходы воды и стоков для санитарно-технических приборов».

В качестве примера, расчет расходов водопотребления и водоотведения выполнен для индивидуального жилого дома, оборудованного водопроводом, канализацией и ванной с водонагревателем проточного типа (газовый котел) (в соответствии с таблицей А.2 приложение А «Нормы расхода воды в зданиях жилых, общественного и промышленного назначения». СП 30.13330.2016 Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»).

Количество жителей – 4 чел.

Количество приборов с подводкой холодной воды:

— кухня — мойка — 1 шт.;
— ванная — ванна, раковина, стиральная машина — 3 шт.;
— туалет — унитаз — 1 шт.

Итого: 5 шт.

Количество приборов с подводкой горячей воды:

— кухня — мойка — 1 шт.;
— ванная — ванна, раковина — 2 шт.;

Итого: 3 шт.

Количество приборов с подводкой холодной и горячей воды (всего):

— кухня — мойка — 1 шт.;
— ванная — ванна, раковина, стиральная машина — 3 шт.;
— туалет — унитаз — 1 шт.

Итого: 5 шт.

На основании таблицы А.2 приложение А «Нормы расхода воды в зданиях жилых, общественного и промышленного назначения», для индивидуального жилого дома, оборудованного водопроводом, канализацией и ванной с проточным водонагревателем (газовый котел), расход воды будет следующим:

Определение расчетных суточных расходов воды

Введение

В данном курсовом проекте рассчитана и запроектирована наружная водопроводная сеть населенного пункта и железнодорожной станции.

В основу проекта положены следующие исходные данные: план населенного пункта и железнодорожной станции в горизонталях, общие сведения о водопотребителях, расчетная плотность жителей в населенном пункте, характеристика санитарно-технического оборудования зданий, этажность застройки, потребители воды на железнодорожной станции и промышленных предприятиях, глубины промерзания грунта и залегания грунтовых вод.

Грунты на территории населенного пункта, железнодорожной станции и на трассе водоводов представлены суглинками. Грунтовые воды залегают на глубине 2,9 м. Глубина промерзания грунта 1,4 м.

Населенный пункт имеет пятиэтажную застройку. Все здания оборудованы водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением. В населенном пункте основными потребителями воды являются население (численность 29110 человек), баня, прачечная, промышленное предприятие, а также большой объем воды расходуется на поливку улиц, тротуаров, зеленых насаждений и проездов.

На железнодорожной станции основными потребителями воды являются локомотивное депо, компрессорная, котельная, дом локомотивных бригад, пассажирское здание (вокзал). Вода расходуется так же на заправку и обмывку вагонов (пассажирских и грузовых), а также на обмывку локомотивов.

Проектируемая система водоснабжения относится к первой категории надежности подачи воды, т.к. обеспечивает пожаротушение. В проекте принята объединенная система водоснабжения.

Водопроводная сеть населенного пункта и станции запроектирована по кольцевой схеме, устроена из пластмассовых труб в пределах населенного пункта, чугунных труб на железнодорожной станции, стальных труб при укладке под путями. Она состоит из магистральных и распределительных линий. В проекте рассчитана только магистральная сеть. В результате гидравлического расчета сети устанавливается действительное потокораспределение воды по всем ее участкам, и определяются потери напора на них при принятых диаметрах труб. Гидравлический расчет водопроводной сети на час максимального водопотребления, совпадающего с пожаром, произведен на ЭВМ. В результате этого расчета используются расчётные диаметры труб. Также, с помощью гидравлического расчета сети на ЭВМ, определяются пьезометрические отметки во всех узлах сети применительно к каждому расчетному случаю. По этим данным строится продольный профиль основной магистральной линии, проходящей через диктующую точку сети.

Минимальный диаметр труб в населённом пункте – 140 мм, а на ж.-д. станции – 150 мм.

Максимальный суточный расход в населенном пункте и на железнодорожной станции составляет 19519,02 м 3 . Расход воды на пожаротушение принят: 2 пожара в населённом пункте по 25 л/с и 15 л/с в депо. Дополнительно принят расход воды на внутреннее пожаротушение в депо в размере 5 л/с. Общий расход воды на пожаротушение равен 62,5 л/с. В проекте так же найден максимальный часовой расход 1206,51 м 3 , соответствующий времени с 8 до 9 часов.

Водопроводная сеть рассчитана на два случая работы:

1) работа водопроводной сети в час максимального водопотребления суток максимальных расходов воды.

2) работа водопроводной сети в час максимального водопотребления суток максимальных расходов воды с учетом противопожарного расхода.

Секундный расход воды в час максимального водопотребления равен 353,8 л/с, а подача противопожарного расхода в час максимального водопотребления равна 407,2 л/с.

По данным расчетов построен график водопотребления по часам суток (рис.1). На этот же график нанесен график подачи воды ВНС II и запроектирована ступенчатая работа насосной станции. Принято: К_I =5,36 %Q_сут, t₁ =9 ч в период с 6 до 13, с 15 до 17 ; К_II =3,45 %Q_сут, t₂ = 15 ч в период с 0 до 6, с 13 до 15, с 17 до 24. При этом регулирующий объем водонапорной башни составляет: W_рег= 482 м 3 .

Водонапорная башня установлена в самой высокой точке населенного пункта. Высота водонапорной башни Н_ВБ = 32,56 м. К установке принят типовой бак для водонапорной башни емкостью W_ВБ= 500 м 3 . Диаметр бака: D_б= 10 м. Высота бака: h_б= 7 м.

В проекте выполнен гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети по методу В. Г. Лобачева – Х. Кросса на час максимального водопотребления и гидравлический расчет сети на час максимального водопотребления с учетом подачи противопожарного расхода с использованием программы WS2 (Водопроводная сеть, 2-я версия).

Определение расчетных суточных расходов воды

Водопроводную сеть рассчитываем на подачу требуемого количества воды в сутки наибольшего водопотребления. Для населенного пункта и железнодорожной станции этот расход включает суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения; наибольший расчетный расход воды на производственные нужды промышленных предприятий и железнодорожной станции; расход на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве; расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений.

Все вычисления по определению расчетного суточного расхода воды сведим в таблице 1.

Для заполнения таблицы 1 используем следующие расчетные формулы и нормативные данные [1], [6].

1) Средний суточный расход воды Q_{cyт ср} на хозяйственно-питьевые нужды населения определен по формуле, м 3 /сут:

Q_{cyт ср} = ,

где q_ж – удельное водопотребление, принимаем по [1], q_ж = 0,6*290 = 174 л/сут (застройка здания, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с централизованным горячим водоснабжением); q_ж принимается по СНиП 2.04.02-84 (прил. 1 методич.ук.), в зависимости от степени благоустроенности населенного пункта, климатических условий и санитарно–технического оборудования. Для зданий оборудованных внутренним водопроводом с централизованным горячим водоснабжением составляет 230 — 350 л/с, в проекте принимается равным 290.

При централизованной системе горячего водоснабжения с непосредственным отбором воды из тепловых сетей до 40% общего расхода воды подается из сети теплоснабжения. Поэтому норму водопотребления принимаем с коэффициентом 0,6

N_ж — расчетное число жителей в районах жилой застройки, чел.

Вычисление расчетного числа жителей в районах жилой застройки производим по следующей формуле:

где ρ – заданная плотность населения, чел./га; по заданию ρ = 201 чел/га;

F — площадь жилой застройки населенного пункта, га, (без учета площади дорог, проездов, зеленых насаждений, территории предприятий). Определяем по плану населенного пункта.

Q_{cyт ср} = 0,174 *29110 = 5065,14 м 3 /сут.

Максимальный суточный расход Q_сут.max на хозяйственно – питьевые нужды населения определяем с учетом коэффициента суточной неравномерности водопотребления К_сут.max по формуле, м 3 /сут:

Q_{сут мах}= К_{сут мах}*Q_сут.ср= 1,2*5065,14= 6078,17; м 3 /сут

где К_сут.max –коэффициент, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели, принимаем равным 1,2 (по заданию).

2)Количество воды на нужды местной промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы принимаем дополнительно в размере 10% расхода воды на хозяйственно – питьевые нужды населения.

Расходы воды банями и прачечными являются сосредоточенными и характеризуются значительными величинами, поэтому выделяем их в отдельных узлах на сети. Суточные расходы этими водопотребителями определяем по формулам, м 3 /сут:

где 5 — число мест в бане на 1000 жителей в час;

100 — количество белья, подлежащего стирке в смену на 1000 жителей, кг;

t_б — продолжительность работы бани в сутки, t_б = 16 ч, т.к. баня работает с 7 до 23 ч.;

q_б— норма расхода воды на 1 посетителя; принимается по СНиП 2.04.01-85 [2] (для мытья в мыльной с тазами на скамьях и с ополаскива­нием в душе q₆ = 0,18 м 3 );

Q_б =

где n_cm — число смен работы прачечной в сутки, n_cm = 2;

q_n — норма расхода воды на 1 кг белья; принимается по [2] (для меха­низированных прачечных q_n — 0,075 м 3 ).

Q_п .

3)Средний и максимальный суточные расходы воды для ТЭЦ определяем по той же методике, что и для населения, приняв норму удельного водопотребления с коэффициентом 0,4.

Q_{сут. ср} = q_ж*N_ж/1000= 116*29110/1000=3376,76 м 3 /сут.

Q_{сут мах}= К_{сут мах}*Q_сут.ср= 1,2*3376,76 = 4052,11 м 3 /сут.

4) Суточный расход воды железнодорожной станции определяем отдельно по всем водопотребителям, заданным в курсовом проекте. В таблице 1 приведены основные потребители воды на железнодорожной станции и указаны нормы водопотребления для них.

Нормы водопотребления на технические нужды других потребителей железнодорожной станции принимаем по прил.2.

При разработке курсового проекта расходы воды на технологические нужды котельной, компрессорной, локомотивного и вагонного депо приведены в задании.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих депо и на прием душа во время их пребывания на производстве учитываем дополнительно к хозяйственно-питьевому водопотреблению населения поселка. Эти дополнительные расходы составляют 0,045 м 3 на 1 человека в смену в горячих цехах и 0,025 м 3 на 1 человека — в холодных цехах.

Часовой расход воды на 1 душевую сетку принят 500 л при продолжительности пользования душем 45 мин (за это время расход составляет 0,375 м 3 /сут) после окончания каждой смены.

Количество душевых сеток определяем по расчетному количеству человек на одну душевую сетку, работающих в смене, в зависимости от групп санитарной характеристики производственных процессов. Для группы санитарной характеристики производственных процессов I_в расчетное количество человек на 1 душевую сетку равно 5, а для группы IIб – 3 (т.е. для холодных цехов принимаем 5 человек на 1 душевую сетку, а для горячих – 3 , согласно характеристики).

По максимальному количеству душевых сеток m определяем расход воды на душевые нужды работающих в первую смену по формуле, м 3 /смену:

Q_душΙ = 0,375*m (m – количество сеток)

Расходы воды на душевые нужды других смен определяем по соотношению работающих по сменам, м 3 /смену:

Q_душΙΙ = Q_душΙ Q_душΙΙΙ = Q_душΙ

где n_Ι, n_ΙΙ, n_ΙΙΙ – число работающих по сменам.

Количество душевых сеток в доме локомотивных бригад определяем по среднечасовому количеству (за сутки) локомотивных поездных бригад, прибывающих в депо, с коэффициентом 1,2 неравномерности подхода поездов. В доме локомотивных бригад установлены две душевые сетки, суточный расход воды через которые составляет 0,5∙2∙24 = 24 м 3 (0,5 м 3 — часовой расход на 1 душевую сетку; 24 ч — число часов работы душевых кабин в сутки).

5) Суточный расход воды промышленным предприятием определяем по той же методике, что и для локомотивного или вагонного депо. Группа санитарной характеристики производственного процесса предприятия приведена в задании и относится к группе I_в (т.к. по заданию на предприятии имеются только холодные цеха).

6)Максимальный суточный расход воды на поливку определяется по числу жителей и удельному среднесуточному потреблению воды на поливку в расчете 50 – 90 л/сут на 1 жителя.

Принимаем в проекте 70 л/сут на 1 человека.

Q_{полив.мах} = 70*N_ж*n_п/1000 = 70*29110*2/1000 = 4075,4 м 3 /сут

Q_{полив.ср} = Q_{полив.мах}*n_полив/12 = 4075,4*6/12 = 2037,7 м 3 /сут,

где n_п – количество поливок в сутки в зависимости от климатических условий, принимаем 2 раза/сут;

n_полив – число месяцев полива в году, принимаем 6 месяцев.