Основным назначением гидравлического расчета водопроводной сети является определение наиболее экономичных диаметров трубопровода для пропуска расчетных расходов воды, а также условий, обеспечивающих подачу воды ко всем потребителям в необходимом количестве и с наименьшими потерями напора. Расчет выполняют в следующей последовательности:
1) Подсчитывается жилая площадь всего дома
Fжил =Fэт·n,
где Fэт – сумма площадей жилых комнат одного этажа (подсчитывается по плану типового этажа);
n – количество этажей.
2) Количество людей, проживающих в данном доме,
U= Fжил /f,
где U – количество человек;
f – санитарная норма площади на одного человека, f=12 м2
3) Определяется количество санитарно-технических приборов в доме, (по плану типового этажа).
4) Подсчитывается вероятность одновременного открытия приборов в доме по формуле
где Qч – норма водопотребления холодной воды в часы наибольшего потребления, берется по СНиП в зависимости от способа приготовления горячей воды (таблица 3 приложения),
|
|
q0 – удельный расход воды водоразборных устройств, (таблица 3 приложения).
4) Далее расчет ведется по участкам. Для каждого участка вычисляются расчетные расходы на участках по формуле
Q=5 q0 α,
где α – безразмерная величина, берется по таблице 1 приложения в зависимости от произведения РN
5) Назначая скорость 1м/с (по данным проектных организаций скорости воды во внутреннем водопроводе в пределах 0,9-1,2 м/с), определяется диаметр трубы по формуле
d= ,
согласно сортаменту труб принимается стандартный диаметр.
6) По таблице 2 приложения в зависимости от значения стандартного диаметра и расхода воды на участке уточняются скорость и уклон
7) Определяются потери напора по длине рассматриваемого участка по зависимости
h=il,
где l - длина участка.
Расчет для исходных данных приведен ниже
1) Fжил =117,2·3=351,6 м2 (с плана типового этажа)
2) U=351,6/12=29 человек
3) N=24 (с плана типового этажа)
4) P=10,5·29/3600·0,3·24=0,01
Т.к. способ приготовления горячей воды задан газовый, принимаем
q0 =0,3л/с, Qч =10,5л/ч. Далее проводим гидравлический расчет трубопровода по участкам, показанным на аксонометрической схеме (рисунок 1.3),
В1
Рисунок 1.1. План типового этажа, М 1:100
В1
Рисунок 1.2. План подвала, М 1:100
Рисунок 1.3. Аксонометрическая схема внутреннего водопровода, М1:100
Участок 1-2
N=4
PN=0,01·4=0,04
α=0,256
Q=5 q0 ·α=5·0,3·0,256=0,384 л/с
d= = = =0,022 м
Принимаем d=20мм, тогда
V= ·8,4+0,93=1,190 м/с
1000i= ·8,4+153=245,4
Потери напора по длине участка:
h1-2 =i·l=0,245·3=0,735 м
Участок 2-3
N=8
PN=0,01·8=0,08
α=0,318
Q=5 q0 ·α=5·0,3·0,318=0,477 л/с
d= = = =0,0246 м
Принимаем d=25мм, тогда
V= ·7,7+0,75=0,896 м/с
1000i= ·7,7+74,8=104,21
Потери напора по длине участка:
|
|
h2-3 =i·l=0,104·3=0,312 м
Участок 3-4
N=12
PN=0,01·12=0,12
α=0,367
Q=5 q0 ·α=5·0,3·0,367=0,551 л/с
d= = = =0,0264 м
Принимаем d=25мм, тогда
V= ·5,1+0,94=1,037 м/с
1000i= ·5,1+113=136,46
Потери напора по длине участка:
h3-4 =i·l=0,136·6,8=0,925 м
Участок 4-вв
N=24
PN=0,01·24=0,24
α=0,485
Q=5 q0 ·α=5·0,3·0,485=0,726 л/с
d= = = =0,304 м
Принимаем d=32мм, тогда
V= ·2,6+0,73=0,759 м/с
1000i= ·2,6+49,5=53,1
Потери напора по длине участка:
h4-вв =i·l=0,0531·24,1=1,28 м
Участок ввод
N=24
PN=0,01·24=0,24
α=0,485
Q=5 q0 ·α=5·0,3·0,485=0,726 л/с
Принимаем диаметр трубы на один больше предыдущего участка d=40мм. тогда
V= ·2,6+0,56=0,759 м/с
1000i= ·2,6+24,6=26,4
Определяем потери напора по длине участка:
hвв=i·l=0,026·20=0,52 м
Таким образом, для устройства ввода применяются стальные трубы с противокоррозийной битумной изоляцией диаметром 40 мм.
Расчет сводим в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 – Гидравлический расчет внутреннего водопровода
№ уч-ка | Кол-во водоразборных приборов, N | РN | α | Расчетный расход на уч-кеQ, л/с | Диаметр трубопровода d, мм | Длина расчетного уч-ка l, м | Скорость движводыv, м/с | Уклон i | Потеринапора по длине hi , м |
1-2 | 4 | 0,04 | 0,256 | 0,384 | 20 | 3 | 1,190 | 0,245 | 0,735 |
2-3 | 8 | 0,08 | 0,318 | 0,477 | 25 | 3 | 0,896 | 0,104 | 0,312 |
3-4 | 12 | 0,12 | 0,367 | 0,551 | 25 | 6,8 | 1,037 | 0,136 | 0,925 |
4-вв | 24 | 0,24 | 0,485 | 0,726 | 32 | 3,8 | 0,759 | 0,0531 | 1,28 |
∑h1= 3,252 | |||||||||
ввод | 24 | 0,24 | 0,485 | 0,726 | 40 | 20 | 0,581 | 0,026 | 0,52 |
Вычисляется величина общего напора, требуемого для внутреннего водопровода с учетом геометрической высоты подачи воды до диктующего водоразборного устройства согласно формуле:
Hсв =Hг +∑ h+ h0
где Hг - геометрическая высота подачи воды от поверхности земли до самой высокой водоразборной точки:
Hг= hпл+(п-1) hэт+ hпр
hпл - планировочная высота (превышение пола первого этажа над поверхностью земли);
п - количество этажей;
hэт - высота этажа;
hпр - высота расположения диктующего прибора над полом;
∑ h - потери напора в сети, это сумма местных потерь напора, потерь по длине, потерь на вводе, потерь в водомерном узле:
∑ h= ∑h1 + hм + hвв +hвод
где ∑h1 – сумма потерь напора по длине расчетных участков (в таблице гидравлического расчета);
hм – местные потери напора, принимаются в размере 30% от потерь напора по длине, hм=0,3 ∑h1;
hвв – потери напора на вводе, hвв=ilвв (в таблице гидравлического расчета);
hвод – потери в водомерном узле, находятся по формуле
hвод=SQ2
где S – гидравлическое сопротивление водомера, выбирается из таблицы в зависимости от калибра водомера (таблица 5 приложения);
Q – расчетный (максимальный) расход воды в здании, л/с. При этом расчетный расход не должен превышать максимального кратковременного расхода для данного калибра водомера (таблица 4 приложения). Потери напора в водомерах, учитывающих расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, не должны превышать допустимых величин: для крыльчатых водомеров – 2,5 м, для турбинных - 1м;
h0 – свободный напор у прибора, зависит от вида прибора. Максимальный свободный напор для унитаза со смывным бачком принимается h0=5м.
Для рассматриваемого случая, подсчитывается геометрическая высота подачи воды от поверхности земли до самой высокой водоразборной точки:
Hг =hпл+(n-1)hэт+hпр = 0,8+2·3+0,3=7,1м
Для определения потерь напора в сети, из таблицы гидравлического расчета выписываются ∑h1= 3,252м и hвв= 0,52м, тогда местные потери hм=0,3∑h1= 0,3·3,252=0,9765м. По значению расхода Q= 0,726л/с подбираем водомер (таблица 4 приложения). Подошел водомер ВК30 (крыльчатый, калибр 30), для него сопротивление S= 1,3 (таблица 5 приложения). Тогда потери в водомере hвод=SQ2= 1,3·(0,726)2=0,6852м, что удовлетворяет условию 0,5м< hвод =0,6852м<2,5м, это означает, что водомер подобран верно.Необходимо отметить, что крыльчатые водомеры устанавливают только на горизонтальных участках трубопроводов с резьбовыми соединениями.
Тогда Σ h=h1 +hм +hвв +hвод= 3,252+0,9765+0,6852+0,52=5,4м.
|
|
Подсчитывается напор, требуемый для нормальной работы внутреннего водопровода
Hсв= Hг +Σ h+h0= 7,1+5,4+5=17,5м.
Переходим к проектированию внутренней канализации здания. Канализационный выпуск из дома необходимо запроектировать в сторону фасада здания для подключения к внутриквартальной канализационной сети.