1.2. Элементы и схемы систем внутреннего водоснабжения
1.3. Водопроводные вводы
1.4. Водомерные узлы
1.5. Установки для повышения давления
1.6. Водопроводные сети зданий
1.7. Определение расчетных расходов воды
1.8. Последовательность расчета водопроводной сети
1.9. Пример расчета холодного водопровода
2. Внутренняя канализация
2.1. Системы внутренней канализации
2.2. Канализационная сеть
2.3. Определение расчетных расходов внутренней канализации
2.4. Гидравлический расчет внутренней канализационной сети
3. Дворовая канализационная сеть
1. ВНУТРЕННИЙ ВОДОПРОВОД
1.1. Системы внутреннего водоснабжения
Системы внутреннего водоснабжения предназначены для подачи воды из наружной водопроводной сети и распределения ее между потребителями внутри здания.
Потребителями считаются человек, установка, объект и т.д., которые используют воду (житель, посетитель бассейна, бани, технологическое оборудование, столовая и т.д.).
Границей между наружной сетью и системой внутреннего водоснабжения является линия, проходящая через устройство для измерения расхода воды в здании (водомер).
В зависимости от температуры транспортируемой воды различают системы холодного и системы горячего водоснабжения.
Системы внутреннего водоснабжения можно разделить на хозяйственно-питьевые, противопожарные, производственные и поливочные.
Система хозяйственно-питьевого водоснабжения подает воду для питья, приготовления пищи и проведения санитарно-гигиенических процедур (умывания, мойки, стирки и т.д.). Вода в данной системе должна быть питьевого качества и удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-82.
Система противопожарного водоснабжения служит для локализации огня, предупреждения распространения его в здании и тушения.
Система производственного водоснабжения подает воду для технологических целей.
Система поливочного водопровода подает воду для поливки зеленых насаждений вокруг здания, мойки тротуаров, полов и оборудования внутри здания.
С целью уменьшения строительных и эксплуатационных затрат устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-питьевые и противопожарные; хозяйственно-питьевые и поливочные; хозяйственно-питьевые, противопожарные и поливочные и т.д.
Выбор системы водоснабжения в здании зависит от ее назначения. Например, в зданиях высотой до 12 этажей устраивают только хозяйственно-питьевой и поливочный водопровод) от 12 до 16 этажей - объединенный хозяйственно-питьевой, противопожарный и поливочный водопровод.
2.2. Элементы и схемы систем внутреннего водоснабжения
Системы внутреннего холодного водоснабжения состоят из следующих основных элементов: ввода, водомерного узла, установки для повышения давления (если требуются), запасных и регулирующих емкостей (если требуются), внутренней водопроводной сети, запорной и водоразборной арматуры.
Вводом называется трубопровод, соединяющий наружную водопроводную сеть с водомерным узлом, установленным в здании или специальном помещении (центральном тепловом пункте, бойлерной, насосной и т.д.).
Водомерный узел служит для измерения количества воды, подаваемой в здание, и состоит из водомера и арматуры, необходимой для его отключения.
Установки для повышения давления увеличивают давление во внутренней сети, когда гарантированное давление (минимальное давление в городской водопроводной сети в точке присоединения ввода) в городской сети недостаточно для подачи воды всем высокорасположенным потребителям системы внутреннего водоснабжения.
Запасные и регулирующие емкости создают запас воды в системе, необходимый для бесперебойного снабжения потребителей, при аварии или в случае несоответствия режима подачи воды наружной сетью режиму водопотребления в здании.
Водопроводная сеть распределяет воду между потребителями. Трубопроводная арматура управляет потоком воды. Водоразборная арматура обеспечивает подачу воды потребителям.
Простая схема (ввод - водомер - сеть) применяется, если давление в наружной сети всегда больше давления, требуемого для подъема воды к самому высокорасположенному и удаленному потребителю в здании.
Схема с регулирующей емкостью применяется, когда давление в наружной сети меньше требуемого в течение нескольких часов в сутки.
Схема с установкой для повышения; давления (насосная установка) используется при постоянном или длительном недостатке давления в наружной водопроводной сети.
Схему внутреннего водопровода выбирают на основании требований к бесперебойности подачи воды, режима работы наружной сети, необходимости экономного и рационального использования воды в здании и технико-экономических показателей.
2.3. Водопроводные вводы
Труба ввода присоединяется к наружной сети в колодце к имеющейся или вновь устанавливаемой фасонной части (тройник, крестовина). При диаметре ввода менее 1/3 диаметра трубы наружной сети присоединение может осуществляться с помощью муфт-седелок.
Трубопровод ввода прокладывают в земле из чугунных или асбестоцементных труб. При диаметре ввода менее 50 мм допускается применять стальные трубы, покрытые битумной изоляцией, а для хозяйственно-питьевого водопровода - оцинкованные трубы.
Для предохранения трубопровода от повреждения при осадке здания между трубой и фундаментом здания должен быть зазор не менее 0,2 м. В этот зазор устанавливают сальник, который предотвращает попадение грунтовых вод в подвальные помещения зданий.
Системы водоснабжения, допускающие перерыв в подаче воды, обычно присоединяются к наружному водопроводу одним вводом. В зданиях с повышенными требованиями к бесперебойности подачи воды прокладывают два и более вводов, которые присоединяются к различным участкам наружной кольцевой сети.
Чтобы исключить возможность загрязнения воды, расстояние по горизонтали в свету между вводом хозяйственно-питьевого водопровода и выпуском канализации должно быть не менее 1,5 м при диаметре ввода до 200 мм и не менее 3 м при диаметре ввода более 200 мм.
Глубина заложения водопроводного ввода hВ.В, м, считая до низа трубы, назначается из условия промерзания грунта
hB.B=hПР + 0,5, (1)
где hПР-глубина промерзания грунта, м.
2.4. Водомерные узлы
Водомерный узел обычно устанавливают внутри здания после первой капитальной стены. Он состоит из счетчика воды (водомера), устройства для его проверки (контрольно-спускной кран) и задвижек или вентелей (рис.2). Для точности показаний до и после счетчика должны быть прямые участки трубопровода длиной не менее 0,2 м при диаметре счетчика 15- 40 мм и длиной 0,7-1 м при большем диаметре. После счетчика предусматривается штуцер для подключения манометра.
Водомерные узлы с обводной линией проектируют при одном вводе в здание, а также в объединенном хозяйственно-противопожарном водопроводе, когда счетчик не рассчитан на пропуск пожарного расхода.
На обводной линии устанавливают задвижку, опломбированную в закрытом состоянии.
Для удобства снятия показаний ось счетчика воды устанавливают на высоте 0,3 - 1 м от пола. Водомерный узел жестко крепится к полу или стенам.
По конструкции водомеры (счетчики воды) делятся на крыльчатые (dУ 15-50 мм) и турбинные (dУ 65 - 250 мм). Параметры водомеров представлены в табл.1.
Диаметр условного прохода водомера выбирают исходя из среднечасового расхода воды за период потребления (сутки, смену), который не должен превышать эксплуатационной, принимаемой по табл.1.
Водомер с принятым диаметром условного прохода проверяют:
а) на пропуск максимального (расчетного) секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды, при котором потери в крыльчатых водомерах холодной воды не должны превышать 2,5 м, турбинных - 1 м;
б) на пропуск максимального (расчетного) секундного расхода воды с учетом подачи расчетного расхода поды на внутреннее пожаротушение, при этом потери напора и водомере не должны превышать 10 м.
Потери напора в водомере hВ, м при расчетном секундном расходе воды следует определять по формуле
hB=S'*q2 , (2)
где S'- гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое по
табл.1;
q- расчетный секундный расход воды, л/с.
Крыльчатые счетчики воды устанавливают только горизонтально, турбинные - можно монтировать в любом положении.
2.5. Установки для повышения давления
Установки для повышения давления (рис.3) создают добавочное к гарантированному давлению в наружной сети и обеспечивают требуемое давление в системе водоснабжения при расчетном расходе.
Обычно для повышения давления в сети внутреннего водопровода применяют центробежные насосы. Для обеспечения бесперебойной работы устанавливают рабочие и резервные насосы.
Марку и количество рабочих агрегатов определяют расчетом в зависимости от количества подаваемой воды и величины недостающего напора в сети внутреннего водопровода. Наименьшее число агрегатов в насосной установке должно быть не менее двух - один рабочий и один резервный.
Подачу насосной установки принимают по расчетному расходу в сети внутреннего водопровода.
Напор, Нр, м, развиваемый повысительной установкой, следу-ет определять по формуле
HР = Hgeom + ?Hi+Hf - Hg (3)
где Hgeom- геометрическая высота подъема от оси насоса до требуемого (диктующего) санитарно-технического прибора, м;
?Hi - потери напора на расчетном участке трубопровода, м;
Hf - свободный напор, м, санитарно-технического прибора, принимаемый по приложению 2;
Hg - наименьший гарантированный напор в наружной водопроводной сети.
Наибольшее распространение в системе водоснабжения зданий получили центробежные консольные и моноблочные насосы типа К и КМ. Насосы и двигатели устанавливают на металлическую фундаментную плиту или раму, которая закрепляется на бетонном фундаменте.
Насосные установки располагают в сухих отапливаемых помещениях
(t ? 4№C) с естественным или искусственным освещением и вентиляцией. Их устанавливают в помещениях котельных, бойлерных и тепловых пунктах. В связи со значительным шумом при работе насосных установок их нельзя размещать под жилыми квартирами, больничными помещениями, аудиториями и классами учебных заведений и т.д.
2.6. Водопроводные сети зданий
Водопроводные сети зданий распределяют воду между потребителями. Они должны быть минимальной длины и подавать воду к основным потребителям кратчайшим путем.
Водопроводные сети могут быть самыми разнообразными по конфигурации. Несмотря на разнообразие водопроводных сетей, в них можно выделить следующие основные элементы: разводки-ответвления, подающие воду к водоразборной арматуре на каждом этаже; стояки, распределяющие воду по этажам зданий; магистрали, подающие воду к стоякам.
В зависимости от расположения и формы элементов водопроводной сети различают следующие схемы сети:
- водопроводная сеть с нижней разводкой - магистраль проложена внизу или под полом первого этажа, в подвале, техническом подполье и т.д.
- водопроводная сеть с верхней разводкой - магистраль проложена сверху по чердаку или под потолком верхнего этажа.
Водопроводные сети зданий в основном проектируют тупиковыми. В зданиях, где недопустим перерыв в подаче воды, уст раивают кольцевые сети.
Основным элементом водопроводной сети являются трубы, выполненные из стали, пластмассы или чугуна. Стальные трубы получили наибольшее распространение для монтажа систем внутреннего водопровода.
Водопроводную сеть здания прокладывают параллельно стенам здания, по возможности прямолинейно,так, чтобы длина труб была минимальной.
Трубопроводы прокладывают открыто по стенам, фермам, колоннам и под перекрытием. Горизонтальные трубы крепят к стенам, потолку или прокладывают по полу на опорах. Скрытая прокладка в бороздах допускается для помещений с повышенными требованиями к отделке.
Трассировку внутренней сети начинают от водоразборных приборов: на планах этажей и разрезах зданий намечают места прокладки труб, подающих воду к приборам (разводки), а также стояков.
Разводки прокладывают, как правило, открыто по стенам душевых, кухонь и других помещений на высоте 0,15- 0,3 м над полом.
Стояки прокладывают по возможности в местах расположения наибольшего количества водоразборных приборов так, чтобы их количество и длина разводок к водоразборным приборам были минимальными. При размещении стояков необходимо учитывать планировку помещений на всех этажах здания. Стояки не должны проходить в середине помещения, пересекать несущие конструкции (балки, ригели, фермы и т.д.). Они должны располагаться около стен и перегородок, допускающих крепление трубопроводов.
Магистрали прокладывают так, чтобы объединить все стояки и трубопровод, подающие воду в здание. На сетях с нижней разводкой их размещают в подпольях, подвалах и технических этажах или на первом этаже в подпольных каналах с устройством съемного фризе.
При верхней разведке магистрали монтируют на чердаке здания или под потолком верхнего этажа.
Для спуска воды магистрали должны прокладываться с уклоном 0,002-0,005 в сторону ввода или водоразборных точек.
На основе проведенной трассировки строится аксонометрическая схема, на которой намечают места установки арматуры.
2.7. Определение расчетных расходов воды
Для обеспечения бесперебойной работы сети необходимо ее рассчитывать на наиболее неблагоприятный режим работы. Таким режимом является подача системой максимального расхода.
Водопроводная сеть здания рассчитывается на пропуск максимального,
секундного расхода воды q (qtot , qc ,qh ), л/с, который можно определить по формулам
qtot = 5*qtot 0 *? , (4)
qc = 5*qc 0*? , (5)
qh = 5*qh0 *? , (6)
где qtot - общий максимальный расчетный расход воды, л/с;
qtot0 - общий расход воды, л/с, санитарно-техническим прибором (арматурой), принимаемый согласно п.3.2 [1];
qc - максимальный расчетный расход холодной воды, л/с;
qc0 - расход холодной воды, л/с, санитарно-техническим прибором (арматурой), принимаемый согласно п.3.2 [1];
qh - максимальный расчетный расход горячей воды, л/с;
qh0 - расход горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором (арматурой), принимаемый согласно п.3.2 [1];
? - коэффициент, зависящий от произведения общего числа санитарно-технических приборов N, обслуживаемых расчетным участком сети, на значение вероятности действия этих приборов.
Если вероятность действия приборов Р>0,1 и число приборов N < 200, то коэффициент ? принимают по прил.4 табл. 1, при других значениях N и Р коэффициент ? принимают по прил.4 табл.2.
Вероятность действия санитарно-технических приборов Р (Рtot, Рc, Рh) на участках сети определяют по формулам:
а) При одинаковых водопотребителях в здании
Ptot = qtothч.u - U/qtot0 *N*3600, (7)
PС = qCh,u*U/qC0 *N*3600 , (8)
Рh = qhhч.u *U/qh0 *N*3600, (9)
где Ptot - вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети при общем расходе воды в час наибольшего водопотребления;
qtothч.u - общая норма расхода воды, л, потребителем в час наибольшего водопотребления, принимаемая согласно приложению 3;
РC - вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети при норме расхода холодной воды потребителем в час наибольшего потребления;
qChч.u - норма расхода холодной воды, л, потребителем в час наибольшего потребления, принимаемая согласно приложения 3
(qtothч.u - qhhч.u );
Ph - вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети при норме расхода горячей воды потребителем в час наибольшего потребления;
qtothч.u - норма расхода горячей воды, л, потребителем в час наибольшего потребления, принимаемая согласно приложения 3;
U - число водопотребителей (для жилых зданий - число жителей), чел.;
N - число санитарно-технических приборов (арматуры) на участке сети.
б) При отличающихся группах водопотребителей в здании
P ?i = ?Ni *Pi / ? Pi, (10)
где Pi - вероятность действия санитарно-технических приборов,
определенная для каждой группы водопотребителей;
Ni - число санитарно-технических приборов в каждой группе водопотребителей.
При отсутствии данных о числе санитарно-технических приборов в зданиях значение Р можно определять по формулам 9-12, принимая N=U.
Расчетные часовые расходы воды qhч, м3/ч, в системе внутреннего водопровода определяют по формулам
qtothч = 0,005*qtot0.hч *? hч, (11)
qСhч = 0,005*qC0.hч *? hч, (12)
qhhч = 0,005*qh0.hч *? hч, (13)
где qtothч - общий максимальный часовой расход воды, м3/ч;
qtot0.hч - общий расход воды, л/ч, санитарно-техническим прибором, принимаемый по приложению 3;
qСhч - максимальный часовой расход холодной воды, м3/ч;
qС0.hч - расход холодной воды, л/ч, санитарно-техническим прибором, принимаемый по приложению 3;
qhhч - максимальный часовой расход горячей воды, м3/ч;
qh0.hч - расход горячей воды, л/ч, санитарно-техническим прибором, принимаемый по приложению 3;
аhч - коэффициент, зависящий от общего числа приборов N, обслуживаемых проектируемой системой, и вероятности их использования Рhч. При этом табл.1 приложения 4 надлежит руководствоваться при Phч >0,1 и N ?200, при других значениях Рhч и N коэффициент ?hч следует принимать по табл.2 приложения 4.
Вероятность использования санитарно-технических приборов Рhч для системы в целом определяют по формулам