РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА на тему: “Водоснабжение и канализация жилого дома”
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Водоснабжения и водоотведения
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА на тему: “Водоснабжение и канализация жилого дома”
Казань 2017
Наименование Показатели
Количество этажей 4
Высота этажа от пола до пола, толщина перекрытия 0,3 м 3,2
Гарантийный напор, м 25
Приготовление горячей воды ЦГВ
Расстояние от красной линии до здания, м 15
Расстояние от здания до городского канализационного колодца, м 25
Глубина промерзания грунта, м 1,4
Диаметр трубы городского водопровода, мм 150
Диаметр трубы городской канализации, мм 250
Планировочная отметка вокруг здания 40,5
Отметка пола 1 этажа 41,3
Высота подвала, м 2,5
Номер варианта генплана участка 2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Исходные данные 4
2. Внутренний водопровод 5
2.1 Выбор и обоснование схемы и системы холодного водопровода 5
2.2 Проверка обеспеченности здания гарантийным напором 6
2.3 Ввод. Расположение водомерного узла 7
2.4 Определение расчетных расходов воды 8
2.5 Определение потерь напора в водомере 11
2.6 Гидравлический расчет систем внутреннего водопровода 12
2.7 Определение требуемого напора на вводе 14
3. Внутренняя канализация 16
3.1 Основные элементы внутренней канализации 16
3.2 Расчет внутренних канализационных сетей 17
3.3 Гидравлический расчет внутренней канализации 18
4. Дворовая канализация 20
Список использованной литературы 21
Спецификация 22
Приложение 25
Состав: План первого этажа, план фундаментов, план перекрытия,разрез, фасады, узлы 
Расчетно-графическая работа по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение» «Проектирование водопровода и канализации жилого здания» (стр. 1 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
Федеральное государственное образовательное
«Калининградский государственный технический университет»
Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции
по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение»
канализации жилого здания
Исходные данные для проектирования……………………
Проектирование системы холодного водоснабжения……
Определение расчётных расходов…………………………
Гидравлический расчёт системы холодного водоснабжения…………………………………………………
Определение требуемого напора на вводе, подбор насоса…
Расчёт системы бытовой канализации……………………….
Гидравлический расчёт внутриквартальной хозяйственно-бытовой канализации………………………………………….
Построение профиля сети…………………………………….
Расчёт системы ливневой канализации………………………
Гидравлический расчёт внутриквартальной ливневой канализации……………………………………………………
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проектируемый объект расположен в г. Калининграде. Грунты на площадке (её генплан представлен на рис. 1) строительства непросадочные, грунтовые воды отсутствуют.
Жилой пятиэтажный дом состоит из двух однотипных секций. План типового этажа секции приведён на рис. 2. Каждая секция рассчитана на 15 квартир, всего в здании n = 30 квартир. Расчётная заселённость квартиры V0 = 3,5 чел/кв. Количество потребителей составит U = n∙V0 = 30∙3,5 = 105 чел.
В здании предусмотрен эксплуатируемый подвал высотой 2 м (рис. 3) и технический этаж (чердак) высотой 2 м (рис. 4). Высота жилого этажа (в свету) – 2,7 м, толщина междуэтажного перекрытия 0,3 м, кровля плоская.
Здание оборудовано системой централизованного внутреннего холодного и горячего хозяйственно-питьевого водопровода, бытовой канализацией и внутренним водостоком.
В квартирах на кухнях установлены мойки со смесителями, в санузлах – унитазы со смывными бачками, в ванных комнатах – полотенцесушители, умывальники со смесителями, ванны длиной 1700 мм, оборудованные смесителями с душевой сеткой на гибком шланге; автоматические стиральные машины.
Согласно техническим условиям проектируемое здание снабжается холодной водой от городской сети диаметром 300 мм, наименьший (гарантийный) напор в точке подключения к городскому водопроводу Hg=20 м вод. ст. (или 20∙9,81=294,3 кПа).
Бытовые сточные воды отводятся во внутриквартальную канализационную сеть, диаметром 150 мм, внутренние водостоки – во внутриквартальную дождевую сеть, диаметром 200 мм.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ХОЛОДНОГО
Проектирование системы водопровода здания включает:
— трассировку (расположение) внутриквартальных сетей;
— выбор системы внутреннего водопровода;
— определение места (мест) подключения ввода (вводов) к наружному водопроводу;
— рациональную трассировку магистральных трубопроводов, стояков и подводок внутренней водопроводной сети;
— определение расчётных расходов водопотребления объекта;
— гидравлический расчёт водопроводной сети;
— расчёт и подбор специального оборудования, необходимого для эксплуатации системы;
— составление спецификации оборудования;
Согласно табл. 1 [1] противопожарный водопровод в проектируемом жилом доме не требуется. В здании предусматривается устройство только системы хозяйственно-питьевого водопровода. В проекте принята тупиковая схема развязки магистральной сети.
С учётом трассировки микрорайонной сети и плана подвальных помещений ввод холодного водопровода устраивается с торца жилого дома.
Согласно п. 10.1*[1] для устройства холодного водопровода применяем трубы Фузиотерм® фирмы Акватерм (Германия, www. aquatherm. de), изготовленные из полипропилена PP-R.
Магистральные трубопроводы прокладываются открыто под потолком подвала с уклоном 0,002 (п. 9.11 [1]) к местам опорожнения системы.
Трубы крепятся хомутами Фузиотерм с резиновыми прокладками, исключающими механическое повреждение поверхности труб. Как правило, при монтаже трубопроводов различают точки жёсткого, неподвижного крепления или точки подвижного крепления, т. е. направляющей или скользящей опоры.
Расширение трубопроводов зависит от нагрева материала трубы.
С помощью точек жёсткого крепления трубопроводы разделяются на отдельные участки. Таким образом, предотвращается неконтролируемое перемещение трубопроводов и гарантируется их надёжная прокладка. Точки жёсткого крепления рассчитываются и выполняются с учётом восприятия сил, возникающих при расширении трубопроводов, включая возможную дополнительную нагрузку.
Скользящие крепления должны допускать перемещение трубопровода в осевом направлении без помех, перекосов и повреждения трубы.
При проектировании холодного водопровода, в силу незначительного перепада температур, трубопровод изменяет свою длину весьма незначительно. Согласно инструкции производителя, температурные деформации холодного водопровода не рассчитывают, однако оптимальное расположение стояков и ответвлений учитывают с целью обеспечения упругого изгиба.
В данной работе используем открытую прокладку трубопроводов.
Трассировка трубопроводов на планах типового этажа, подвала и чердака приведена на рис. 2, 3, 4.
Для полива прилегающей территории в нишах наружных стен здания устраиваются 2 поливочных крана, диаметром 25 мм (п. 10.7 [1]).
На основании планов этажей вычерчиваем аксонометрическую схему внутреннего холодного водопровода, представляющую собой пространственную масштабную схему трубопроводов (рис. 5). По схеме определяем диктующий прибор, т. е. прибор наиболее удалённый (по длине трубопровода) и самый высокорасположенный. Гидравлические условия работы диктующего прибора будут наиболее неблагоприятные по сравнению с остальными.
Рис. 1. Генеральный план инженерных сетей объекта.
| |
| |
| |
| |
В нашем случае в качестве диктующего прибора принят смеситель кухонной мойки, размещённый на 5 этаже, стояк Ст. В1-1. Далее разбиваем внутреннюю водопроводную сеть здания на расчётные участки, принимая за расчётный участок трубопровод постоянного диаметра с постоянным расходом. Точки подключений ответвлений обозначаем цифрами.
Главным направлением будет направление от диктующего прибора до ввода в здание. (1-12).
2.1. Определение расчётных расходов.
В каждой квартире установлены следующие санитарно-технические приборы: ванны, длиной 1700 мм, оборудованные душами, умывальник, унитаз, кухонная мойка.
1. Устанавливаем число водоразборных приборов в здании
2. В соответствии с прил. 3 [1] нормы расхода воды на одного потребителя в час наибольшего водопотребления составляет:
qchr,u = 15,6 – 10 = 5,6 л/ч. — холодной воды
3. По той же таблице норма расхода воды санитарно-техническим прибором:
4. Определяем секундную вероятность действия приборов по формуле:
5. Находим значение произведения NP и по приложению 4 [1] значения коэффициентов α. Промежуточные значения α находить точной интерполяцией.
6. Определяем расчётные секундные расходы:
7. Определим часовую вероятность действия приборов по формулам:
8. Находим значение произведения NPhr и по приложению 4 [1] значения коэффициентов αhr. Промежуточные значения αhr находить точной интерполяцией.
9. Определяем расчётные часовые расходы.
10. Определяем расход сточных вод согласно п. 3.5 [1].
где qso определяется по прил. 2 [1].
2.2. Гидравлический расчёт системы холодного водоснабжения.
Определив расходы на вводе в здание, переходим к гидравлическому расчёту системы внутреннего трубопровода холодной воды, т. е. к нахождению секундного расхода на каждом расчётном участке, подбору диаметра трубы на этом же участке и определению потерь напора на нём. Результаты расчёта представим в табличной форме (табл. 1).
Гидравлический расчёт начинаем с определения параметров сети по главному направлению, последовательно от диктующего прибора ко вводу в здание. Для монтажа системы внутреннего хозяйственно-питьевого водопровода приняты трубы Фузиотерм® SDR 11 (PN 10), изготовленные из полипропилена (PP-R).
Имея расчётный расход на участке qc, задаёмся скоростью воды на нём. Согласно п. 7.6. [1], скорость движения воды в трубопроводах внутренних водопроводных сетей, в том числе при пожаротушении, не должна превышать 3 м/с. Согласно документации производителя труб – 2 м/с. Принимаем 1,5…2 м/с. Однако максимальные скорости движения воды приводят к значительному увеличению потерь напора, особенно на длинных участках сети. Это приводит к увеличению требуемого напора повысительной установки, как следствие – её удорожание и увеличение эксплуатационных расходов на электроэнергию. При выполнении студенческих работ рекомендуем принимать максимальную скорость движения воды – 1,2 м/с.
Согласно п. 6.1* [1], внутренний противопожарный водопровод можно не предусматривать.
По Приложению 2 находим значения диаметров, скорости и удельных потерь. Потери напора на расчётном участке с учётом местных сопротивлений определяем по формуле (12) [1]:
где i – гидравлический уклон или удельные потери давления на метр длины трубопровода (в Приложении 2 обозначен как R, в другой литературе встречается обозначение 1000i и т. п.).
Значения kl следует принимать:
0,3 — в сетях хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий;
0,2 — в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов жилых и общественных зданий, а также в сетях производственных водопроводов;
0,15 — в сетях объединенных производственных противопожарных водопроводов;
0,1 — в сетях противопожарных водопроводов.
Для рассматриваемого случая (хозяйственно-питьевой водопровод жилых зданий) — kl = 0,3.
Расчёт начинаем с первого участка 1-2 (рис. 5, 6). Длина участка l=1,5 м. По участку вода поступает к одному прибору: N=1. Произведение числа приборов на секундную вероятность их действия: N∙Pc=1∙0,0068=0,0068. Коэффициент αc=0,2. Секундный расход холодной воды: qc=5∙qco× αc =5×0,2∙0,2=0,2 л/с. Диаметр подводки принят dc1-2=20 мм
Рис. 6. Фрагмент аксонометрической схемы.
Начальные расчётные участки.
как минимально возможный. По таблицам Приложения 2 находим, что V=0,97 м/с. Полученная скорость не превысила максимально допустимую 2 м/с, следовательно, увеличение диаметра не требуется. Удельные потери напора на участке 1-2 составят R=8,23 мбар/м=8,23∙10,2=83,95 мм в. ст./м. Потери напора на всём участке (2 м) с учётом местных сопротивлений составят Н1‑2=83,95/1000∙2∙(1+0,3)=0,22 м.
Гидравлический расчёт внутридомового холодного водоснабжения
Поскольку ввод холодного водопровода осуществляется с торца здания, то главное расчётное направление «диктующий прибор – ввод» охватывает все участки внутридомовой магистрали, расположенной в подвале. Если же ввод будет выполнен по центру здания, то необходимо будет рассчитать боковое ответвление с целью определения диаметров на всей магистрали В1.
Аналогично выполняем гидравлический расчёт внутриквартальной сети. Для этого разбиваем внутриквартальную сеть на участки.
Гидравлический расчёт внутриквартальных сетей холодного водоснабжения
Участок сети ЦТП-ГВ1 (городской водопровод) рассчитан на общий секундный расход qtot для объекта с учётом подачи на приготовление горячей воды.
Внутриквартальные сети прокладываем бесканально. Согласно п. 5.7.2 [2] с учётом защемления труб грунтом специальной компенсации температурных удлинений не требуется.
2.3. Подбор счётчика воды.
На вводе холодного водопровода от городской сети в ЦТП устанавливается счётчик воды, измеряющий общий расход воды по объекту.
Среднечасовой общий расход находим по формуле 9 [1].
,
где Т – период потребления, ч;
— норма расхода воды в сутки наибольшего водопотребления, которая определяется по прил. 3 [1].
Согласно п. 11.2-11.4 [1] подбираем водомер с диаметром условного прохода 32 мм и проверяем его на пропуск максимального секундного расхода воды (табл. 2), определяя потери напора в нём и сравнивая их с максимально допустимыми (п. 11.3*а [1]).
что больше допустимых 5 м для крыльчатых счётчиков.
Увеличиваем калибр счётчика.
что больше допустимых 5 м для крыльчатых счётчиков.
Увеличиваем калибр счётчика до 50 мм. С 50 мм промышленностью выпускаются турбинные счётчики. Максимально допустимые потери напора для них – 2,5 м.
Принимаем к установке турбинный счётчик с Dy = 50 мм.
В проектируемом здании устанавливаются свои счётчики для учета расхода холодной и горячей воды. Эти приборы образуют водомерный узел.
Подберём счётчик для холодной воды, расположенный внутри здания.
Устанавливаем среднечасовой расход холодной воды на всё здание:
,
Подбираем счётчик калибром 15 мм.
Проверяем на пропуск максимального секундного расхода:
что больше допустимых 5 м для крыльчатых счётчиков.
Увеличиваем калибр счётчика.
Принимаем к установке крыльчатый счётчик с Dy = 20 мм.
2.4. Определение требуемого напора на вводе, подбор насоса.
Определяем минимальный напор в точке подключения к городской водопроводной сети, который обеспечивал бы бесперебойную работу внутреннего хозяйственно-питьевого водопровода, как сумму всех потерь напора от диктующего прибора к точке подключения к городскому водопроводу.
где: Hgeod – разность геодезических отметок точек подключения к городскому водопроводу и ввода в здание;
Hgeom – геометрическая разность высот точки ввода и смесителя диктующего прибора;
∑Hl,tot, ∑Hl,totвн. кв — потери напора в трубопроводах внутренней и внутриквартальной сетях холодного водопровода;
Hf — свободный напор у диктующего прибора, м, определяемый по Прил. 2 [1];
Hсч – потери напора в счётчиках.
Требуемый расчётный напор больше гарантийного, следовательно, для обеспечения бесперебойной работы системы водоснабжения необходимо использовать насосы. Расчётный расход qtot=3,6 л/с·3,6=12,96 м3/ч. Требуемый напор насоса Нн=Hтр-Нg= 47,85-20=27,85 м.
Подбор насоса производим по сводному графику полей, приведённому в Прил. 3. «Рабочая точка» попадает в поле насоса К20/30. Если она не попадает в поле какого-либо насоса, то следует либо подобрать насос другого типа (производителя), либо прибегнуть к методике установки 2-х параллельно работающих насосов, описанную в соответствующей литературе. Сводные графики полей других типов насосов приводятся в каталогах или справочниках.
К установке принимаем два насоса марки К20/30 (один рабочий, один резервный).
Определяем общий расход воды в сутки максимального водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды всего объекта:
При расчёте внутреннего водопровода зданий расходы воды через поливочные краны не учитывают, так как эти расходы не совпадают по времени с максимальным водопотреблением в здании [3].
3. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ БЫТОВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ
3.1. Конструирование внутридомовой канализационной сети.
Для удаления сточных вод в проектируемом жилом доме устраивается система бытовой канализации, при помощи которой они отводятся в микрорайонную канализационную сеть. Количество выпусков от здания определяется в зависимости от расположения канализационных стояков на планах этажей, схемы микрорайонной сети. Принятая схема должна обеспечивать высокую надёжность эксплуатации и относительно небольшую стоимость строительства системы.
В проектируемом здании применена схема с двумя выпусками – по одному от каждой секции.
Трассировка трубопроводов приведена на планах соответствующих этажей. В подвале и на техническом этаже (чердаке) трубопроводы канализации прокладываются открыто возле капитальных стен. Канализационные стояки в санузлах также проложены открыто. Трубопроводы между собой соединяются с помощью фасонных частей. При соединении отводных трубопроводов под потолком помещений и в подвале, а также при подключении в горизонтальной плоскости используются только косые тройники и крестовины. Чистка сети осуществляется через ревизии, устанавливаемые на стояках и протяжённых горизонтальных участках, и прочистки, устанавливаемые на поворотах трубопроводов (п. 17.23, 17.24 [1]). Для вентиляции и повышения надёжности работы канализационной сети стояки выводятся выше плоской неэксплуатируемой кровли на 0,3 м (п. 17.18 [1]).
Все санитарно-технические приборы оборудуются гидравлическими затворами. Внутренняя канализационная сеть монтируется из пластмассовых канализационных труб и фасонных частей к ним диаметром 50 и 100 мм, ГОСТ 22689.0-89, 22689.1-89, 22689.2-89. Аксонометрическая схема канализации представлена на рис. 7.
Диаметры трубопроводов внутренней канализации задаются исходя из расхода сточных вод, а также руководствуясь правилом о том, что по ходу движения сточной жидкости не допускается уменьшение диаметра. Диаметр выпуска от мойки и раковины составляет 63 мм, от унитаза – 90 или 100 мм. Принимаем диаметр выпусков унитазов 90 мм. Таким образом, диаметр каждого последующего участка не должен быть меньшего диаметра предыдущего.
Расчётный расход сточных вод, определённый ранее, составляет qs=3,44 л/с. На одну секцию – 3,44/2=1,72 л/с. Из табл. 3 [5] видно, что труба диаметром 90 мм вполне справляется с этим расходом. Таким образом, принимаем к установке ответвления от моек, раковин и ванн диаметром 63 мм, от унитазов – 90 мм, диаметр стояков, магистралей и выпусков – 90 мм.
Рис. 7. Аксонометрическая схема внутренней хозяйственно-бытовой канализации.
3.2. Гидравлический расчёт внутриквартальной хозяйственно-бытовой канализации.
Расчёт канализационной сети состоит в определении способности трубопроводов на пропуск расчётных расходов сточных вод, диаметров трубопроводов на расчётных участках основного направления, уклонов, скоростей движения сточных вод и наполнения в трубах. В результате расчёта определяют отметки лотков труб и глубины заложения.
Требования к конструированию сети приведены в СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» [6]. Особенно важными для выполнения данной расчётно-графической работы являются пункты: 2.33, 2.34, 2.36, 2.40, 2.41, 4.5, 4.7, 4.8, 4.14 [6].
Гидравлический расчёт сводим в таблицу.
Длина по генплану – 5 м. Расход сточных вод от одной секции составляет 1,72 л/с. Диаметр выпуска из здания – 90 мм. Поскольку выпуск из здания относится к внутренней сети, то должно выполняться условие п. 18.2 [1]. Уклон определяем по таблице 3.
При обеспечении требуемых скоростей и наполнений в таблице возможно найти несколько решений. Так для нашего случая можно использовать вариацию уклоном или наполнением. Области этих решений выделены рамками. При этом необходимо помнить, что скорость движения воды на последующем участке должна быть не меньше, чем на предыдущем. Диаметры на последующих участках должны быть не меньше, чем на предыдущих. Уклоны помимо необходимых скоростей должны обеспечивать прохождение трубопровода на глубине не меньшей, чем глубина минимального заложения (определяется по п. 4.8 [6]). Следует минимизировать глубину заложения (при обеспечении вышеуказанных требований) с целью сокращения объёма земляных работ, а значит сокращения стоимости сети. По достижению глубины заложения 7-8 м обычно устраивают шнековый подъёмник для поднятия стоков на глубину минимального заложения и отправки их самотёком далее.
Используем табличные значения, обведённые пунктирной рамкой, подставляя значение нашего расхода (1,72) и интерполируем значения скорости и уклона. Уклон получился 0,01, скорость – 0,83, наполнение – 0,44.
Проверяем выполнение условия п. 18.2 [1]. 
, что больше 0,5 – условие выполняется.
Определяем минимальную глубину заложения (п. 4.8 [6]). Глубину промерзания принимаем по рис. 8: Нmin=Нпр-0,3=0,7-0,3=0,4 м. Однако она не должна быть меньше, чем 0,7 м до верха трубы. Таким образом, Нmin=0,7+0,09=0,79 м.
Отметки поверхности земли в начале и конце участка берём с генплана (рис. 1).
Для наглядности расчёта отметок приведен рис. 9.
Отметка лотка трубы в начале первого участка вычисляется как разность отметки поверхности земли и глубины начального заложения: 36,4-0,79=35,61.
Отметка лотка трубы в конце первого участка определится как отметка в начале минус уклон, умноженный на длину участка: 35,61-0,01∙5=35,56.
Рис. 9. Вспомогательная расчётная схема К1.
