Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
МНС Росії Санкт-Петербурзький університет державної протипожежної служби
Кафедра пожежної, аварійно-рятувальної техніки та автомобільного господарства
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
за курсом «Протипожежне водопостачання»
ТЕМА: Гідравлічний розрахунок зовнішнього водопроводу населеного пункту
Санкт-Петербург – 2012 р.
Потрібно визначити господарсько-питне та виробниче водоспоживання у системі водопостачання, що обслуговує населений пункт (селище) та підприємство.
Вихідні дані:
Число жителів у населеному пункті - 35000 осіб .
Будинки обладнані внутрішнім водопроводом, каналізацією та ванними кімнатами з місцевими водонагрівачами.
Забудова будівель на 3 поверхи.
У населеному пункті є пральня на механізована на 700 кг сухої білизни, об'ємом менше 10000 м3. Будинок лазні 3-х поверховий.
Магістральна водопровідна мережа та водоводи прокладені із сталевих труб із внутрішнім пластмасовим покриттям. Довжина водоводів від НС-ІІ до водонапірної башти lвод=600 м.
Промислове підприємство з пожежної небезпеки належить до категорії В, два виробничі корпуси І ступеня вогнестійкості: один об'ємом 400 тис. м3, інший об'ємом 570 тис. м3, ширина будівлі 74 м.
Площа території підприємства складає 178 га. Підприємство працює у три зміни, кількість робітників у кожній зміні Ncm = 500 осіб. Витрати води на виробничі потреби. Душ приймають 60% робітників за зміну.
Генплан водопровідної мережі наведено на рис. 1.1.
Рис.1 - Схема об'єднаного господарсько - протипожежного водопроводу населеного пункту та підприємства:
1 – санітарна зона артезіанських свердловин; 2 - резервуари чистої води; 3 – камера перемикання; 4 – насосна станція; 5 – водоводи; 6 – водонапірна вежа; 7 – водопровідна мережа селища; 8 – підприємство.
1. Визначення водоспоживачів
Об'єднаний господарсько-питний, виробничий та протипожежний водопровід повинен забезпечити витрату води на господарсько-питні потреби населеного пункту, господарсько-питні потреби підприємства, господарсько-побутові потреби громадських будівель, виробничі потреби підприємства, гасіння можливих пожеж у селищі та на підприємстві.
2. Розрахунок необхідних витрат води для селища та підприємства
Визначення водоспоживання починаємо з селища, оскільки воно є основним споживачем.
Село. Відповідно до п.2.1, табл.1 норму водоспоживання на одну людину приймаємо 200 л/добу.
Добова витрата:
Добова витрата з урахуванням примітки 4 , п.2.1
Розрахункова витрата води на добу найбільшого водоспоживання
Відповідно до п.2.2, приймаємо Ксут.мах=1.2
Розрахункова годинна максимальна витрата води:
Максимальний коефіцієнт годинної нерівномірності водоспоживання
Приймаємо за п.2.2. і табл.2 мах = 1.3, мах = 1.175,
Тоді Кч.мах = 1.3 * 1.175 = 1.5275
За даними вказівками приймаємо Кч.мах = 1.5
Витрати води на господарсько-питні потреби готелю
де: Q ліжок = 75 л/добу
Коефіцієнт годинної нерівномірності водоспоживання для лікарні
Сумарна витрата води по селищу:
Підприємство
Відповідно до п.2.4 , та відповідно до завдання, норму водоспоживання на господарсько-питні потреби на одну людину за зміну приймаємо
Водоспоживання за зміну:
Добове водоспоживання:
Витрата води на душові за зміну
Кількість душових сіток:
Витрата води на виробничі потреби у зміну:
(за завданням), за годину
Добове водоспоживання на виробничі потреби:
Таким чином, розрахункова добова витрата води по підприємству становитиме:
Сумарна витрата води за добу по селищу та підприємству дорівнює:
Складаємо таблицю сумарного водоспоживання по годині доби (табл. 1)
Пояснення до табл. 2.1:
У графі 1 наведено часові проміжки від 0 до 24 год.;
У графі 2 - витрата води селищем по годині доби у % від добового водоспоживання при Кч = 1.45;
У графі 3 – витрата води селищем на господарсько-питні потреби за кожну годину доби у м3
У графі 4 - витрата води на господарсько-питні потреби громадського будинку по годині доби в % від добової витрати. Розподіл витрат за годиною доби прийнято за додатком за Кч = 2.5;
У графі 5 - кількість води в м3, що витрачається лікарнею на господарсько-питні потреби за кожну годину доби
У графі 6 - Витрата на господарсько-питні потреби підприємства по годинах зміни у% від змінної витрати. Розподіл витрат за годинами зміни прийнято за Кч=3.
У табл. 1 дано розподіл витрат на господарсько-питні потреби підприємства для 3-х змінної роботи.
Таблиця 1 - Водоспоживання по годинах доби у селищі та на промисловому підприємстві.
|
Підприємство |
Усього за добу |
||||||||||
|
На господарсько-питні потреби |
Громадська будівля |
На господарсько-питне водоспоживання |
% від добового |
||||||||
|
(фабрика-кухня) |
водопотреб- |
||||||||||
|
% від Qсут. max |
% від Qоб. зд |
% від Qпрсм. с-хп |
|||||||||
У графі 7 - кількість води в м3, що витрачається підприємством на господарсько-питні потреби за кожну годину зміни
У графі 8 - витрата води працювати душа, який враховується протягом години після роботи кожної зміни
У графі 9 - витрата води на виробничі потреби, рівномірно розподілений за годиною зміни
У графі 10 - сума витрат усіх споживачів у визначену годину доби на м3
У графі 11 - сума витрат усіх споживачів у визначену годину доби у відсотках від сумарної добової витрати
При складанні таблиці необхідно для контролю підсумовувати графи, наприклад, сума графи 3 повинна дорівнювати і т.д.
З табл. 2.1 видно, що у селищі та на підприємстві найбільше водоспоживання відбувається з 8 до 9 год, у цей час на всі потреби витрачається 897,75 м3/год.
По підприємству розрахункова витрата:
Розрахункова витрата громадського будинку (фабрики-кухні):
Власне селище витрачає:
За даними графи 11 табл. 1 будуємо графік нерівномірності водоспоживання об'єднаного водопроводу щогодини.
3. Визначення розрахункових витрат води на пожежогасіння
Визначимо розрахункові витрати води для пожежогасіння за даними наведеного прикладу. Оскільки водогін у селищі проектується об'єднаним, то відповідно до СНиП 2.04.02-84, п. 2.23 за кількості жителів 35000 чол. приймаємо 2 одночасні пожежі. Відповідно до п. 2.12, табл. 5 при 3-поверховій забудові з витратою води 25 л/с на одну пожежу.
Витрата води на внутрішню пожежогасіння в селищі за наявності лікарні, будівля триповерхова об'ємом 10000 м3 згідно СНиП 2.04. 01 - 85, п. 6.1, табл. 1 приймаємо один струмінь, продуктивністю 2,5 л/с
Відповідно до БНіП 2.04. 02-84, п. 2.22 на підприємстві приймаємо 2 одночасні пожежі, т.к. площа підприємства понад 150 га.
Відповідно до п. 2.14, табл.8, примітка 1, розрахункова витрата води для будівлі об'ємом 570 тис. м3.
Таким чином, .
Відповідно до БНіП 2.04. 01-85, п.6.1, табл.2 розрахункова витрата води на внутрішню пожежогасіння у виробничих будинках підприємства приймаємо з розрахунку чотирьох струменів продуктивністю 5 л/с кожна, тоді.
Таким чином,
Тому, згідно з п. 2.23 СНиП 2.04.02-84 , витрата води на цілі пожежогасіння у селищі та на підприємстві визначаємо як суму витрати води на підприємстві та витрати у селищі:
4. Гідравліч ський розрахунок водопровідної мережі
Розглянемо гідравлічний розрахунок з прикладу водопровідної мережі, показаної на рис. 4.1. Загальна витрата води за годину максимального водоспоживання становить 215,42 л/с, у тому числі зосереджена витрата громадського будинку 0.081 л/с.
Рис.2 - Розрахункова схема водопровідної мережі
Визначимо витрати, що рівномірно розподіляються:
Визначимо питому витрату води:
Визначимо шляхові відбори:
Результати наведено у табл. 2.
Таблиця 2.
Визначимо вузлові витрати:
Аналогічно визначаємо витрати води кожного вузла. Результати наведено у таблиці 3.
Вузлові витрати
Таблиця 3.
Додамо до вузлових витрат зосереджені витрати. До вузлової витрати в точці 5 додається зосереджена витрата підприємства, а в точці 3 - зосереджена витрата громадського будинку (замість точки 3 можна взяти будь-яку іншу точку). Тоді q5 = 34,47 л / с, q3 = 28,725 л / с. Величини вузлових витрат показано на рис. 4.2. З урахуванням зосереджених витрат qузл = 229,8 л/с.
Рис.3 - Розрахункова схема водопровідної мережі із вузловими витратами
Виконаємо попереднє розподілення витрат води по ділянках мережі. Зробимо це спочатку для водопровідної мережі за максимального господарсько-виробничого водоспоживання (без пожежі). Виберемо точку, що диктує, тобто. точку зустрічі двох потоків (кінцеву точку подачі води). У даному прикладі за точку, що диктує, приймемо точку 5. Попередньо намітимо напрямки руху води від точки 1 до точки 5 (напрямки показані на рис. 4.2). Потоки води можуть підійти до точки 5 за трьома напрямками: перший 1-2-3-4-5, другий 1-7-4-5, третій 1-7-6-5. Для вузла 1 має виконуватися така умова: сума витрат на ділянках 1-2, 1-7 і вузлової витрати q1 має дорівнювати загальному витраті води, що надходить в мережу. Тобто співвідношення q1+q1-2+q1-7=Qпос.пр. Величини q1=22,98л/с і Qпос.пр=229,8л/с відомі, а q1-2 та q1-7 невідомі. Задаємося довільно однією з цих величин. Візьмемо, наприклад, q1-2 = 103,4 л/с. Тоді q1-7 = Qпос.пр-(q1+q1-2)=103,4 л/с. Для точки 7 має дотримуватися наступне співвідношення:
q1-7 = q7+ q7-4+ q7-6
Значення q1-7 = 103,4 л/c та q7=40,215 л/c відомі, а q7-4 та q7-6 невідомі. Задаємося довільно однією з цих величин і приймаємо, наприклад, q7-4 = 31,6 л/c. Тоді q7-6 = 31,6 л/с.
Витрати води по інших ділянках мережі можна визначити з наступних співвідношень:
q4-5 = q7-4+q3-4-q4,
В результаті вийде:
q2-3 = 76,675 л/с,
q3-4 = 45,95 л/с,
q4-5 = 26,345 л/с,
q6-5 = 8,62 л/с,
Починаємо заздалегідь розподіляти витрати води від диктуючої точки. Витрати води уточнюватимуть надалі при виконанні ув'язування водопровідної мережі. Схема водопровідної мережі із попередньо розподіленими витратами у звичайний час показано на рис.4.
Рис.4 - Розрахункова схема водопровідної мережі із попередньо розподіленими витратами при господарсько-виробничому водоспоживання
При пожежі водопровідна мережа повинна забезпечувати подачу води на пожежогасіння за максимальної годинної витрати води на господарсько-питні та виробничі потреби за винятком витрат води на душ, поливання території тощо. промислового підприємства. (п.2.21 СНиП 2.04.02 - 84), якщо ці витрати увійшли у витрату за годину максимального водоспоживання. Для водопровідної мережі показаної на рис. 4.1 витрату води для пожежогасіння слід додати до вузлової витрати в точці 5, де здійснюється відбір води на промислове підприємство і яка є найбільш віддаленою від місця введення (від точки 1), тобто. q"5=q5+Qпож. роз-qдуш.. водопровідна труба бак насос
При гідравлічному розрахунку мережі під час пожежі:
Т.к. ,то вузлові витрати під час пожежі будуть інші, ніж у годину максимального водоспоживання без пожежі. Визначимо вузлові витрати, як це робилося без пожежі.
Розрахункова схема водопровідної мережі з вузловими та попередньо розподіленими витратами під час пожежі показано на рис.4.4.
Рис.5 - Розрахункова схема водопровідної мережі із попередньо розподіленими витратами «при пожежі».
Визначимо діаметри труб учасників мережі. Для сталевих труб Е=1.
За економічним фактором та попередньо розподіленими витратами води по ділянках мережі під час пожежі за додатком визначаються діаметри труб ділянок водопровідної мережі.
Відповідні розрахункові внутрішні діаметри визначаються за ГОСТ 539-80 і дорівнюють (труби ВТ-9, тип I)
d1-2 = 0,516 м; d2-3 = 0,466 м; d3-4 = 0,412 м;
d4-5 = 0,466 м; d5-6 = 0,311 м; d6-7 = 0,311 м;
d4-7 = 0,311 м; d1-7 = 0,516 м;
Слід мати на увазі, що зазвичай рекомендують визначати діаметри за попередньо розподіленими витратами без урахування витрати води на пожежогасіння, а потім перевіряти водопровідну мережу зі знайденими таким чином діаметрами на можливість пропуску витрат води під час пожежі. При цьому відповідно до п. 2.30 максимальний вільний напір у мережі об'єднаного водопроводу не повинен перевищувати 60 м. Якщо в нашому прикладі визначати діаметри за попередніми витратами за максимального господарсько-виробничого водоспоживання (тобто без урахування витрати води на пожежогасіння), то виходять такі діаметри:
d1-2 = 0,363 м; d2-3 = 0,311 м; d3-4 = 0,26 м;
d1-7 = 0,363 м; d7-4 = 0,2 м; d7-6 = 0,2 м;
d4-5 = 0,17 м; d6-5 = 0,114 м;
Розрахунки показали, що при цих діаметрах втрати напору в мережі при пожежі понад 60 м. Це пояснюється тим, що для порівняно невеликих населених пунктів співвідношення витрат води по ділянках водопровідної мережі під час пожежі та за максимального господарсько-виробничого водоспоживання досить велике.
Тому діаметри труб деяких ділянок слід збільшити і заново виконати гідравлічний розрахунок мережі за максимального господарсько-виробничого водоспоживання і пожежі.
У зв'язку з вищевикладеним та для спрощення розрахунків у курсовому проекті допускається визначати діаметри ділянок мережі за попередніми витратами під час пожежі.
Ув'язування водопровідної мережі за максимального господарсько-виробничого водоспоживання.
При ув'язці втрати напору в чавунних трубах слід визначати за такою формулою:
Ув'язування мережі триває до того часу, поки величина нев'язки у кожному кільці нічого очікувати менше 1 м.
Слід пам'ятати, що з ділянки 4-7 (рис.4.3, 4.4), який є загальним обох кілець, вводиться дві поправки - з першого кільця і другого. Знак поправної витрати при перенесенні з одного кільця до іншого слід зберігати.
Потоки води від точки 1 до точки 5 (диктуючої точки), як видно за напрямками стрілок на рис. 4.3 можуть піти за трьома напрямками стрілок на рис. 2.4 можуть піти за трьома напрямками: перше - 1-2-3-4-5, друге - 1-7-4-5, третє - 1-7-6-5. Середні втрати напору в мережі можна визначити за такою формулою:
Втрати напору в мережі за максимального господарсько-виробничого водоспоживання:
де:1,1 - коефіцієнт, що враховує втрати напору у місцевих опорах (приймається 10% від лінійних втрат напору).
Ув'язування зручно виконувати у вигляді таблиці (табл. 4.3).
Таблиця 4 - Ув'язування мережі за максимального господарсько-виробничого водоспоживання.
|
Номер кільця |
Ділянка мережі |
Витрати води |
Довжина l, м |
Швидкість V, м/с |
Гідравлічний ухил i*10-3 |
||||
|
Втрати напору |
Перше виправлення |
||||||||
|
q"=q+Дq" , л/с |
|||||||||
Таблиця5 - Ув'язування мережі при витратах пожежогасіння.
|
Номер кільця |
Ділянка мережі |
Витрати води |
Розрахунковий внутрішній діаметр dр, м |
Довжина l, м |
Швидкість V, м/с |
Гідравлічний ухил i*10-3 |
|||
|
Втрати напору |
Перше виправлення |
||||||||
|
q"=q+Дq" , л/с |
|||||||||
Розрахункова схема водопровідної мережі з остаточно розподільними витратами за максимального господарсько-виробничого водоспоживання показана на рис.4.5.
Рис.6 - Розрахункова схема водопровідної мережі з остаточно розподільними витратами за максимального господарсько-виробничого водоспоживання.
5. Визначення режиму роботи НС- II
Приймемо двоступінчастий режим роботи НС-II із подачею води з кожним насосом 2,5% на годину від добового водоспоживання. Тоді один насос за добу подасть 2,5 * 24 = 60% добової витрати води. Другий насос повинен подати 100 – 60 = 40% добової витрати води та треба його включити на 40/2,5 = 16 год.
Рис.7 - Режим роботи НС -IIта графік водоспоживання
Відповідно до графіка водоспоживання (мал. 7) пропонується другий насос включити в 5 год. і вимикати в 21 год. Цей режим роботи НС-II нанесений на рис. 7 пунктирною лінією.
Для визначення регулюючої ємності бака водонапірної башти складемо табл.6.
Таблиця6 - Водоспоживання та режим роботи насосів.
|
Годинне водоспоживання (див. табл. 1, графа 11) |
I варіант |
II варіант |
||||||||
|
Подача насосів |
Надходження в бак |
Витрата з бака |
Залишок у баку |
Надходження в бак |
Витрата з бака |
Залишок у баку |
||||
У графі 1 проставлені годинні проміжки, у графі 2 - годинне водоспоживання у % від добового водоспоживання відповідно до графи 11 табл.2.1, у графі 3 подача насосів відповідно до запропонованого режиму роботи НС-II.
Якщо подача насосів вище, ніж водоспоживання селища, то різниця цих величин записується до графи 4 (надходження до бак), а якщо нижче - до графи 5 (витрата з бака).
Залишок води в баку (графа 6) до кінця деякого годинного проміжку визначається як сума алгебри даних граф 4 і 5 (позитивних при надходженні води в бак і негативних при витраті з нього). Наприклад, до кінця першої години в баку накопичилося 0,04% від добової витрати води, а до 4 годин 0,04 +0,023 + 0,45 +0,41 = 1,13%. О четвертій годині водоспоживання в селищі стало вищим за подачу насосів і до п'ятої години в баку залишилося 1,13-0,45=0,68% добової витрати води.
Регулююча ємність бака дорівнюватиме сумі абсолютних значень найбільшої позитивної та найменшої негативної величини графи 6. У розглянутому прикладі ємність бака вежі вийшла рівною
2,53 +-0,4 = 2,93% від добової витрати води.
За виконання курсового проекту рекомендується проаналізувати кілька режимів роботи НС-II. Так, для наведеного графіка водоспоживання визначимо регулювальну ємність бака для ступінчастого режиму роботи НС-II з подачею, наприклад, 3% добової витрати води кожним насосом. Один насос за 24 години подасть 3*24=72% добової витрати. На другий насос доведеться 100-72=28% і він повинен працювати 28/3=9,33ч. Другий насос пропонується включати з 8 до 17 год.20 хв. Цей режим роботи НС-II показаний на графіку штрихпунктирною лінією. Регулююча ємність бака (графи 7,8,9,10 табл.5.1) дорівнюватиме 5,17+-1,11=6,28%, тобто. при цьому режимі необхідно збільшення ємності бака водонапірної вежі та остаточно вибираємо режим роботи НС-II за першим варіантом.
6. Гідравлічний розрахунок водоводів
Методика визначення діаметра труб водоводів така сама, як і діаметрів труб водопровідної мережі, викладена в розділі 4 п.7.
За завданням водоводи прокладені з азбестоцементних труб та довжина водоводів від НС-II до водонапірної башти lвод=600м.
Враховуючи, що в прикладі прийнято нерівномірний режим роботи НС-II з максимальною подачею насосів Р=2,5+2,5=5% на годину від добового водоспоживання, витрата води, яка піде водоводами, буде дорівнює:
Оскільки водоводи слід прокладати не менше ніж у дві лінії, то витрата води по одному водоводу дорівнює:
При значенні Е = 1 визначаємо діаметр водоводів:
dвод = 0.3м; dвн. = 0.311м.
Швидкість води у водоводі...
Подібні документи
Визначення водоспоживачів. Розрахунок необхідних витрат води для селища та підприємства, і навіть на пожежогасіння. Ув'язування водопровідної мережі за максимального господарсько-виробничого водоспоживання та пожежі. Розрахунок резервуару чистої води.
курсова робота , доданий 30.11.2014
Визначення водоспоживачів, розрахунок необхідної витрати води на господарсько-питні, виробничі та пожежні потреби населеного пункту та промислового підприємства. Визначення висоти водонапірної башти. Розрахунок резервуарів чистої води, вибір насосів.
курсова робота , доданий 25.03.2013
Генеральний план текстильного комбінату. Визначення розрахункових витрат води. Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі на пропуск води (до пожежі). Втрати тиску на ділянках. Розрахунок запасних та запасно-регулюючих ємностей. Об'єм бака водонапірної башти.
курсова робота , доданий 17.01.2015
Розрахунок тупикової частини мережі водопроводу. Визначення діаметрів труб. Вибір магістрального спрямування. Обчислення добових витрат. Підготовка магістральної мережі до гідравлічного розрахунку. Визначення діаметрів водопроводу. Висота водонапірної башти.
курсова робота , доданий 01.02.2015
Розрахунок водопровідної насосної станції 2-го підйому, визначення категорії надійності станції. Розрахунок місткості бака водонапірної башти. Проектування станції, підбір та розміщення обладнання. Визначення техніко-економічних показників станції.
курсова робота , доданий 13.02.2016
коротка характеристикаміста. Розрахунок витрати води на господарсько-питні, виробничі потреби та на пожежогасіння. Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі. Розрахунок напірно-регулюючих ємностей та насосної станції другого підйому.
курсова робота , доданий 08.10.2010
Розрахунок максимальної подачі насосної станції. Визначення діаметра та висоти бака вежі, втрат напору у всмоктують та напірних водоводах, потрібного напору насосів у разі максимального водоспоживання, висоти всмоктування. Вибір дренажного насоса.
курсова робота , доданий 22.06.2015
Гідравлічний розрахунок та конструювання водопровідної мережі. Коротка характеристика об'єкта водопостачання, визначення розрахункових витрат води у місті. Вибір системи водопроводу та трасування водоводів, підбір насосів; випробування, промивання, дезінфекція.
курсова робота , доданий 27.09.2011
Вибір режиму роботи станції. Визначення об'єму та розмірів бака водонапірної вежі. Визначення ємності безнапірних резервуарів чистої води. Підбір насосів, побудова параметрів паралельної роботи насосів, трубопроводів. Електрична частина.
курсова робота , доданий 28.09.2015
Розрахунок продуктивності насосної станції другого підйому. Побудова ступінчастого та інтегрального графіків водоспоживання. Розрахунок регулюючої місткості водонапірної башти за рівномірної роботи станції. Вибір обладнання та трубопровідної арматури.
Розрахунково-графічна робота системи внутрішнього водопроводу та каналізації 5-ти поверхового житлового будинку виконані на підставі навчального завдання, що складається з плану типового поверху, генплану та вихідних даних.
У даному проекті запроектовано господарсько-питну систему водопостачання з центральним гарячим водопостачанням (ЦГВ), призначену для забезпечення споживачів водою питної якості.
Кількість квартир на поверсі: 2 квартири трикімнатні, 1 квартира двокімнатна.
Розрахункова кількість мешканців 45 осіб.
Кількість санітарно-технічних пристроїв 60.
Споживачами вода витрачається на питні, господарсько-побутові та санітарно-гігієнічні потреби. Система є забезпеченою натиском від мережі зовнішнього водопроводу, тобто у точці приєднання внутрішнього водопроводу до зовнішньої мережі водопостачання мінімальний (гарантований) напір достатній для нормального функціонування всіх водорозбірних пристроїв, встановлених на мережі внутрішнього водопроводу. Побутова система відводить забруднену воду після миття посуду та продуктів, прання білизни, санітарно-гігієнічних процедур (умивання, прийняття ванни тощо).
Внутрішній водопровід
. Вибір системи та схеми внутрішнього водопроводу
Внутрішній водопровід – це система трубопроводів та пристроїв, призначених для подачі води споживачу від водопровідної мережі міста, населеного пункту або промислового підприємства до санітарно – технічних приладів, технологічного обладнання та пожежних кранів, які обслуговують одну будівлю або групу будівель та споруд та мають загальний водовимірювальний пристрій.
Вибір системи внутрішнього водопроводу слід проводити залежно від техніко-економічної доцільності, санітарно-гігієнічних, протипожежних вимог, а також з урахуванням наявних систем зовнішнього водопроводу та вимог технології виробництва.
Керуючись нормами проектування, вибираємо систему та схему водопроводу будівлі та способи її прокладання. У даному проекті запроектована господарсько-питна система водопостачання, вибираємо тупикову схемуз нижньою розведенням магістралі, так як допустимо перерву у водопостачанні на випадок аварії, з одним введенням.
Тупикові схемизастосовуються у будинках, де допускається перерва у подачі води та при числі пожежних кранів до 12.
1.2. Перевірка забезпеченості будівлі гарантійним тиском
Для забезпечення нормальної роботи водорозбірних точок усередині будівель у зовнішній водопровідній мережі повинен бути створений необхідний напір, званий вільним натиском. Величина цього тиску залежить від населених пунктахвід висоти будівель, а виробничому водопостачанні – від вимог технологічного виробництва.
внутрішнього водопроводу натиском міської мережі перевіряємо порівнянням гарантійного тиску з нормативним вільним тиском для заданої поверховості, тим самим вирішуємо питання про підвищення установок в системі водопостачання будівлі.
Мінімальна (нормативна) висота вільного напору у зовнішній водопровідній мережі населених пунктів приймається така:
- Для одноповерхової забудови H св = 10 м (не менше);
– для більшої поверховості на кожний поверх слід додавати 4 метри.
Для попереднього судження про забезпеченість господарсько-питної системи внутрішнього водопроводу напором від зовнішньої мережі слід порівняти гарантований вільний тиск H q (за завданням) з мінімальним вільним тиском на введенні в будівлю.
Мінімальний вільний напір, м для заданої поверховості:
де n - Число поверхів в будівлі.
При> потрібне встановлення підвищувальних пристроїв
1.3 Проектування внутрішніх мереж водопроводу
Трасування водопровідних мереж проводять на планах поверхів, підвалу (технічного підпілля), горища (технічного поверху) у наступній послідовності:
вибір розташування стояків;
прокладання підводок від стояків до водорозбірної арматури санітарно-гігієнічних приладів та технологічного обладнання;
прокладання магістральних трубопроводів;
вибір розташування вводів та водомірного вузла
розміщення поливального крана та підводок до них.
Трубопроводи господарсько – питних систем на плані, на схемі позначаються буквально – цифровими індексами – В1.
Нумерація стояків господарсько - питних мереж на плані поверху, підвалу будівлі виробляються зліва направо: Ст В1-1 Ст В1-2 і т.д.
Водопровідні стояки розташовані поблизу груп сантехприладів та устаткування, тобто. у місцях найбільшого водорозбору та з урахуванням можливості встановлення одного запірного вентиля для відключення всієї підводки від кожного стояка. При проектуванні стояків необхідно враховувати планування приміщення на всіх поверхах будівлі, щоб стояки не проходили в середині приміщення, не перетинали несучі конструкції, розташовувалися біля стін.
Підводять трубопроводи відкритим способом над підлогою вздовж стін на висоті 0,3 м з вертикальним підйомом до водорозбірної арматури. Для спуску води підводки виконані з ухилом не менше 0,002 у бік водопровідного стояка.
Магістральний трубопровід слід прокладати по найкоротшій відстані, уникаючи перетину сходових кліток. Розміщений у підвалі на
відстані 300 мм від стелі вздовж несучої стіни з ухилом 0,002 у бік водомірного вузла для спорожнення мережі.
На магістральному трубопроводі необхідно передбачити приєднання поливальних кранів діаметром 25 мм, які розміщені в нішах зовнішніх стін на висоті 0,30 м від вимощення через 60...70 м по периметру будівлі. Під час розрахунку внутрішнього водопроводу будівель витрати через поливальні крани не враховуються, т.к. ці витрати не співпадають за часом із максимальним водоспоживанням у будівлі.
На мережі господарсько-питного водопроводу в кожній квартирі слід передбачати окремий кран для приєднання шланга (рукави), обладнаного розпилювачем, для використання його як первинний пристрій внутрішньоквартирного пожежогасіння при ліквідації вогнища загоряння на ранній стадії.
Вибір матеріалу труб слід проводити з урахуванням призначення та умови трубопроводів, тиску, температури води, що транспортується, якості води, а також терміну служби трубопроводів, керуючись окремими склепіннями правил на проектування та монтаж тих чи інших видів труб трубопровідних систем та техніко-економічних вимог.
1.4. Введення. Розташування водомірного вузла
Введеннямназивається трубопровід, що з'єднує зовнішню водопровідну мережу із внутрішньою мережею. Введення водопроводу доцільно прокладати під прямим кутом до зовнішньої мережі ближче до центру будівлі для забезпечення однакового гідравлічного навантаження в обох гілках внутрішньої водопровідної мережі з ухилом не менше 0,002 у бік зовнішньої мережі.
Глибина закладення введення , м приймається залежно від глибини закладення зовнішньої мережі та глибини промерзання ґрунту:
(2)
де h пр - Глибина промерзання залежить від кліматичних умов даної місцевості, м.
У місці приєднання введення до зовнішньої мережі передбачається водопровідний колодязь. Ухил введення у бік приєднання має бути не менше 0,002.
Відстань по горизонталі між введенням водопроводу та випусками каналізацію має бути не менше 1,5 м при діаметрі введення до 200 мм включно та не менше 3 м при діаметрі більше 200 мм.
Перетин введення зі стінами підвалу або технічних підпілля слід виконувати в сухих ґрунтах із зазором 0,2 м між трубопроводами та будівельними конструкціями для запобігання можливому осаду будівлі, проникненню атмосферних опадів та ґрунтових вод.
При виборі місця введення необхідно вирішувати це у зв'язку з генпланом будівлі.
Водомірний вузол слід розташовувати безпосередньо за зовнішньою стіною підвалу або технічного підпілля не далі 2 м, з температурою не нижче 5 про З, легко доступному для обслуговуючого персоналу місці.
Водомірний вузол складається з наступних елементів:
контрольно-вимірювального приладу (лічильника), призначеного для обліку кількості води в системі водопостачання будівель
контрольно - спускового крана, який служить для спуску води, перевірки правильності показання водолічильника, діаметр спускного крана для крильчатого водолічильника приймається d=15мм, для турбінного d=20 мм
запірної арматури, для можливого ремонту або заміни лічильника
фільтра грубої очистки (для видалення механічних забруднень)
манометра, для контролю тиску у водоживителі
трубопроводів обв'язування
переходів від діаметра трубопровід до діаметра лічильника
прямих ділянок для вирівнювання профілю швидкостей, необхідного для забезпечення точності показань лічильника
Перед лічильником передбачається встановлення механічних або магнітно-механічних фільтрів.
Проектування внутрішньоквартальних мереж водопроводу та каналізації
До мікрорайонних мереж відносяться внутрішньоквартальні мережі, трасування яких провадиться відповідно до вимог.
Прокладання зазначених мереж ведеться із ув'язкою із зовнішніми мережами електропостачання, телефону, газопроводу, теплотрасою.
Внутрішньоквартальні мережі трасують по найкоротших відстанях з пристроєм мінімальної кількості колодязів. Вони не повинні захаращувати підземний простір вулиць та проїздів, щоб не створювати перешкод при обслуговуванні та ремонті мереж.
Дворову каналізації прокладаємо паралельно фундаментам будівель з відривом 5 м, діаметром 160мм.
Режим роботи мережі – самопливний, за рахунок надання ухилу труб.
На дворовій каналізаційній мережі проектуємо колодязі у місцях випусків внутрішньої каналізації, у місцях поворотів, у місцях бічних приєднань та на прямих ділянках: при діаметрі 160 мм – через 39 м. Остання криниця дворової каналізації називається контрольною, її встановлюємо на відстані 2м від червоної лінії вглиб двору, і він розділяє сферу обслуговування каналізаційної мережі.
Оглядові каналізаційні колодязі та здебільшого проектують збірні із залізобетонних кілець діаметром 1000мм та горловиною 700мм.
На генплан ділянки М 1:500 наносять вищезгадані мережі у вигляді сполучної лінії з усіма оглядовими, поворотними колодязями.
Побудова аксонометричної схеми
Аксонометрична схема водопроводу є основним монтажним документом. Схема виконана в масштабі 1:100 під кутом 45° та розмірами 1:1 у всіх напрямках. Аксонометрична схема побудована на підставі планів поверхів та підвалу. На ній викреслено всі елементи внутрішнього водопроводу: введення, поливальні крани. На схемах систем водопроводу вказані: вводи із зазначенням діаметрів та позначок рівнів осей трубопроводів.
Так як планування санітарних вузлів на всіх поверхах однакове, то підведення до водорозбірної арматури показано тільки на верхніх поверхах стояків. На решті поверхів вказані відгалуження від стояків із запірною арматурою.
На схемі проставлено позначення стояків відповідно до виконаних планів типового поверху та плану підвалу. За відносну позначку 0.000 прийнято рівень підлоги 1-го поверху.
На схемі проставлені абсолютні та відносні позначки поверхні землі біля будівлі, введення, а також відносні позначки підлоги підвалу, водомірного вузла, підлоги всіх поверхів.
При кресленні аксонометрической схеми було використано
нормовані висоти розташування водорозбірних пристроїв:
1,1м - водорозбірні крани раковин, мийок;
1,0м – крани змішувачів єдиних у ванні та умивальнику, умивальників;
0,65м – підведення до низькорозташованих змивних бачків унітазів
Аксонометрическая схема внутрішнього водопроводу є основою для гідравлічного розрахунку мережі та складання специфікації обладнання та матеріалів.
Гідравлічний розрахунок систем внутрішнього водопроводу
Метою гідравлічного розрахунку є визначення діаметрів труб та необхідного напору у точці приєднання введення до міського водопроводу та зіставлення його з величиною гарантованого напору.
Гідравлічний розрахунок здійснено за максимальною секундною витратою води.
Для розрахунку вибираємо точку, що диктує, - найбільш високо розташований і віддалений від введення водорозбірний кран. Якщо буде забезпечена подача води до цієї точки, то подача до інших точок буде гарантована, оскільки вони знаходяться у більш сприятливих умовах. Для цього вибираємо розрахунковий стояк (найвіддаленіший від введення) та розрахункову точку на підведенні верхнього поверху цього стояка шляхом порівняння величин вільного напору (Н f)
На кожній ділянці підраховано число приладів N, яких подається вода через цю ділянку. При цьому на введенні N дорівнює загальному числу приладів будівлі.
Діаметри труб на розрахункових ділянках призначені, виходячи з допустимих швидкостей руху води, з урахуванням найбільшого використання гарантованого напору в міській мережі.
Визначення розрахункових витрат
Максимальна добова витрата водина господарсько – питні потреби у житлових будинках,/сут визначається за нормою витрати споживачами у зазначену добу:
де – загальна норма витрати води на добу найбільшого водоспоживання в літрах (=300, згідно зі СНиП 2.04.01-85*. Додаток 3) U – кількість споживачів (мешканців) у приміщенні
До розрахунку необхідно визначити:
U = (n+1) * кв * ет (4)
де n – кількість поверхів;
U = (2 +1) * 3 * 5 = 45 чол
13,5 м 3 /сут.
Максимальна секундна витрата q, л/c на розрахунковій ділянці мережі визначається за такою формулою:
де - секундна витрата води водорозбірною арматурою (приладом), віднесена до одного приладу, л/с, що визначається за додатком 3;
Величина, що залежить від добутку числа приладів на розрахунковій ділянці (N) та ймовірності одночасної дії (P) всіх приладів у будівлі
Визначення ймовірності дії приладів
Можливість дії сантехприладів P на ділянках мережі при однакових водоспоживачах у приміщенні без урахування зміни співвідношення N/N визначається за формулою:
(6)
де q h год, u - норма витрати води (л/год) споживачем за годину найбільшого водоспоживання;
U – кількість споживачів у всій будівлі;
N - Число приладів у всій будівлі, шт.
Якщо будівля з централізованим гарячим водопостачанням (ЦГВ)з безпосереднім приготуванням гарячої води у приміщенні, то Р підраховується двічі:
Де 
Норми витрати води споживачам за додатком 2:
Кількість встановлених приладівN=60 прим.
Тоді ,
Максимальна секундна витрата:
1.8. Пристрій для вимірювання витрати води
Водомір підбирається так, щоб забезпечити облік витрачається через систему внутрішнього водопроводу. Діаметр умовного проходу лічильника вибирають виходячи із середньогодинної витрати води за період споживання, який не повинен перевищувати експлуатаційний.
Діаметр лічильника зазвичай приймається менше за діаметр трубопроводу. Однак у випадках обґрунтованих гідравлічним розрахунком допускається встановлення лічильників одного діаметра з трубопроводом.
Вибираємо крильчатий водолічильник з гідравлічним опором 2,64 та діаметром 25 мм.
Втрати напору у підібраному водомірі визначаємо:
де S - гідравлічний опір лічильника, м/(л/с) 2;
q - розрахункова витрата води на введенні, л/с.
Необхідно, щоб виконувалася умова:
Де (допустимі втрати напору у водомірі згідно з п. 11.3)
Умови виконуються,отже, діаметр умовного проходу водолічильникаприйнято правильно d= 25 мм.
Визначення необхідного тиску на введенні
Необхідний (мінімальний) напір у точці приєднання введення до зовнішньої водопровідної мережі за максимального господарсько-питного водоспоживання визначено за формулою (6):
де H geom– геометрична висота подачі води від поверхні землі, у місці приєднання введення до диктуючої водорозбірної арматури, м.м.
-Втрати напору на розрахункових ділянках з урахуванням втрат напору на місцеві опори, м;
h w- Втрати напору в лічильнику м;
H f- Вільний натиск у диктуючої точки, м.
де – геодезична позначка підлоги 1-го поверху, м;
Геодезична позначка землі у точці приєднання введення до міської водопровідної мережі, м;
n – кількість поверхів будівлі;
Висота поверху, м;
Висота розташування диктуючої водорозбірної арматури над підлогою
де - сума лінійних втрат напору усім ділянках, м;
p align="justify"> Коефіцієнт, що враховує втрати напору на місцеві опори, що виникають в арматурі. Для систем господарсько-питного призначення житлових та громадських будівель К 1 = 0,3.
При, потрібні установки для підвищення тиску води. Розрахунок позначок на розрізі з введення
(Необхідна для розрахунків необхідного тиску на введенні )
де м – позначка землі біля будівлі.
де - ухил введення у бік приєднання;
l=25,00 м – довжина зовнішнього водопроводу від будівлі до ГВК;
2.Внутрішня каналізація
2.1. Системи внутрішньої каналізації
Залежно від призначення будівлі біля споруди та вимог до відведення стічних вод, необхідно передбачати такі системи внутрішньої каналізації:
Санітарно – побутову – для відведення стічних вод від санітарно-технічних приладів (унітазів, умивальників, ванн)
Виробничу – для відведення виробничих стічних вод
Об'єднану – для відведення побутових та виробничих стічних вод при суміщенні їх транспортування та очищення
Внутрішні водостоки – для відведення дощових та талих вод із покрівлі будівлі
За способом транспортування забруднень розрізняють трубопровідні та лоткові системи.
По влаштуванню вентиляції системи внутрішньої каналізації бувають з вентильованими та невентильованими стояками.
2.2. Проектування мереж внутрішньої каналізації
Система водовідведення будівлі складається з наступних елементів: приймачів стічних вод (санітарних приладів), гідрозатворів, відвідних трубопроводів, каналізаційних стояків, витяжних трубопроводів, горизонтальних збірних трубопроводів та випусків.
Керуючись архітектурно-планувальними рішеннями та технологічними проектними матеріалами, на поверхові плани наносять місця розташування стояків: поблизу групи санітарних приладів, ближче до приладу з найбільшою витратою та концентрацією забруднень стояків. Розміщують їх у монтажних шахтах, кабінах, блоках ближче до кута стін та перегородок. Діаметр каналізаційного стояка приймають залежно від величини розрахункової витрати стічної рідини, найбільшого діаметра поверхового відведення трубопроводу та кута його приєднання до стояка.
У будівлі передбачено господарсько-побутову систему внутрішньої каналізації для відведення стічних вод від санітарно-технічних приладів (унітазів, умивальників, ванн, раковин).
Встановлено санітарно-технічні прилади та приймачі стічних вод, типи та кількість яких встановлені будівельною частиною проекту.
Відведення стічних вод передбачено по закритих самопливних трубопроводах.
Мережі побутової каналізації, що відводять забруднення у зовнішню каналізаційну мережу, вентилюються через стояки.
На кресленні показуємо: прилади, гідравлічні затвори, всі фасонні частини, ревізії та прочистки у встановлених умовних графічних позначеннях.
Матеріали санітарних приладів, гідравлічних затворів, труб вказуємо в пояснювальній записці.
Відвідні труби від приладів приймаємо мінімальним діаметром відповідно до додатку 2 . Відвідні труби, що транспортують стічні води з великою кількістю забруднення, слід приєднувати до стояка під кутом 45° або 60°, з меншою кількістю забруднення під кутом 90°.
Стояк по всій висоті приймаємо однаковим діаметром, рівним найбільшому діаметру відвідних труб, і перевіряють розрахунком. На висоті 1,0 м від підлоги на стояках встановлюємо ревізії для прочистки на першому та верхньому поверхах, у проміжних – через три поверхи. Стояк необхідно кріпити до капітальних стін або конструкцій, а в нижній частині він повинен мати жорстку опору.
Випуск приймаємо рівним діаметру найбільшого стояка та перевіряємо розрахунком. Ухил випуску має бути не менше 0,02. Довжина випуску від стояка або прочистки до осі оглядового колодязя дворової мережі діаметром 50 мм.
повинна бути не більше 8 м, при діаметрі 100 мм – не більше 12 м, а при діаметрі 150 мм – не більше 15 м.
Діаметри ділянок відвідних труб від приладів приймається за найбільшим діаметром випусків приладів: унітази – 100 мм, умивальники, раковини, ванни – 50 мм.
Діаметри стояків призначають не менше діаметрів, що приєднуються до них.
відвідних труб. Діаметр витяжної частини каналізаційних стояків повинні дорівнювати діаметру стічної частини стояка.
2.3. Визначення розрахункової витрати стічної рідини
Добову витрату стічних вод приймають рівним нормам водоспоживання без витрати води на поливання.
Розрахунок полягає у визначенні діаметра стояка, діаметра випуску, наповнення та швидкості руху. За невеликих витрат води, тобто. коли скидають стічні води невеликої кількості приймачів, розрахункова витрата стоків наближається до розрахункових витрат водопровідної води.
За загальної максимальної секундної витрати води q tot< 8 л/с в сетях холодного и горячего водоснабжения, обслуживающих группу приборов по формуле:
де загальна розрахункова витрата холодної та гарячої води,
В інших випадках при q tot >8 л/с:
У нашому випадку 1,169 л/с (відповідно до гідравлічного розрахунку водопровідної мережі). Отже, визначаємо розрахункову витрату Витрата від приладу з найбільшим відведенням приймаємо рівним 1,6 л/с (для унітазу)
2.4. Гідравлічний розрахунок систем внутрішньої каналізації
2.4.1. Гідравлічний розрахунок внутрішніх мереж
Гідравлічний розрахунок систем полягає у перевірці пропускної спроможності прийнятих діаметрів труб внутрішньої каналізації.
Розрахунок виконують у наступній послідовності:
визначають діаметри труб ділянок мережі;
визначають швидкість V та наповнення H/d залежно від прийнятих діаметрів;
перевіряють пропускну спроможність ділянок мережі.
Діаметри ділянок відвідних труб від приладів приймаються за найбільшим діаметром випусків приладів, що приєднуються до цих ділянок.
Діаметри стояків призначаються не менше діаметрів відвідних труб, що приєднуються до них; діаметр випусків – по найбільшому діаметру стояків, що приєднуються до них. При цьому діаметр витяжної частини каналізаційного стояка дорівнює діаметру стічної частини стояка.
Швидкість і наповнення приймаються за додатком Е. У цьому швидкість щонайменше 0,7 м/с, а наповнення – трохи більше 0,6 м/с. Найбільший ухил трубопроводів не перевищує 0,15.
Перевірка пропускної спроможності горизонтальних відвідних труб та випусків проводиться у відповідності до формули:
де k=0,5 для труб із поліетилену;
0,54 0,5 Отже, умова виконується.
2.4.2 Гідравлічний розрахунок та побудова профілю дворової каналізації
Розрахунок дворової каналізації полягає у визначенні діаметрів та ухилів труб, на підставі чого будується профіль мережі.
Номери ділянок мережі, каналізації та їх довжина прийняті за генпланом. Ділянкою вважається відрізок цієї мережі між двома колодязями. Розрахунок розпочато від найвіддаленішого випуску з будівлі у напрямку до колодязі міської каналізаційної мережі. Також за генпланом визначено позначки землі кожної криниці.
Діаметр труб дворової каналізації прийнято рівним 160 мм.
Прийнятий ухил i = 0,02.
Мінімальну глибину закладення лотка трубопроводу дворової каналізації у першого випуску приймають на 0,3 м менше за глибину промерзання грунту,
тобто. hmin = hпр - 0,3 = 2 - 0,3 = 1,7 м, hпр - глибина промерзання грунтів, м
Мінімальну глибину закладення лотка трубопроводу дворової каналізації у першого випуску приймаємо на 0,3 м менше глибини промерзання грунтів, так як стічні води теплі, але вона завжди повинна бути не менше 0,7 м до верху труби, рахуючи від поверхні землі або планування метою захисту труб від пошкодження наземним транспортом,
H min = H ін. -0,3 = 1,7 - 0,3 = 1,4, м.(14)
де H пр -глибина промерзання ґрунтів, м.
Ухил труб приймаємо однаковим по всій довжині дворової мережі.
Ухил дворової каналізації визначаємо залежно від конкретних умов: рельєфу місцевості, глибини промерзання, глибини закладення вуличної мережі, скорочення обсягів земляних робіт та можливості всіх під'єднань.
Позначку лотка першого випуску визначаємо як різницю позначки планування або поверхні землі у цій точці та мінімальної глибини закладення каналізації.
Для дворової каналізації застосовуємо поліетиленові каналізаційні труби.
Визначення витрат стічних вод на ділянках дворової мережі проводимо аналогічно до розрахунку внутрішньої каналізаційної мережі за умовами, швидкості повинні бути не менше 0,7 м/с, ступінь наповнення труб має бути не більше 0,6.
Результати розрахунку заносять до табл. 2, за даними якої будуємо профіль дворової каналізації. Будувати профіль мережі та заповнювати табл. 2 необхідно одночасно.
Позначки землі кожної криниці визначаємо за генпланом.
Список літератури:
СНиП 2.04.01-85 * «Внутрішній водопровід та каналізація будівель». Мінбуд Росії.-М: ГУП ЦПП, 1996.-60с.
Шевельов А. Ф. Таблиці для гідравлічного розрахунку водопровідних труб. - М: Стройиздат.-1995.-176с.
Кедров В. С., Пальгунов П. П., Сомов М.А., «Водопостачання та каналізація».-М: Будвидав, 1984-208с.
Лукіних А. А., Лукіних Н. А. «Таблиці для гідравлічного розрахунку каналізаційних мереж та дюкерів за формулою акад. Н. Н. Павловського: Довідковий посібник 5-те видання». - М: Будвидав, 1987-159с.
Методичні вказівки щодо оформлення курсових, дипломних проектів та робіт з водопостачання та водовідведення, частина 1 та 2/КДАСУ – Казань, 2000 -50с.
Методичні вказівки щодо проектування та розрахунку внутрішнього водопроводу та каналізації житлових будівель, КДАСУ – Казань, 2007 – 71с.
Гідравлічний розрахунок зовнішньої водопровідної мережі систем водопостачання
Основне завдання розрахунку зовнішньої водопровідної мережі – визначити економічно найвигідніший діаметр труб та втрати напору на всіх ділянках, виходячи з того, щоб забезпечити найбільш економічний режим роботи всього водопроводу та мінімальну вартість будівництва водопровідних мереж.
Якщо відомо кількість води, яку необхідно подати окремим споживачам, можна визначити кількість води, яка має пройти тією чи іншою ділянкою водопровідної мережі. При виключенні однієї лінії кільцевої мережі подачу води на господарсько-питні потреби по інших лініях допускається зменшити на 30-50% залежно від кількості точок живлення мережі, а найбільш несприятливій точці – не більше ніж на 75% розрахункової витрати. Вільний тиск у цій точці повинен бути не менше 10 м, причому загальну подачу води допускається знижувати не більше ніж на 30%. При розрахунку мережі на пожежогасіння вимикання ліній кільцевих мереж не враховується.
Гідравлічний розрахунок мережі об'єднаного водопроводу проводиться на два режими:
– максимальне господарсько-виробниче водоспоживання із мережі
Q розрах. = Q х-п. + Q пр . . (5.1)
– гасіння розрахункової кількості пожеж при максимальному господарсько-виробничому споживанні води;
Q розрах. = Q х-п. + Q пр. +. Q пож . . (5.2)
Поняття економічно найвигіднішого діаметра виникло з розгляду умов спільної роботи водопровідної мережі та насосної станції. Для знаходження діаметрів ділянок мережі необхідно знати розрахункові витрати на цих ділянках.
При малих діаметрах трубопроводів втрати напору в мережі будуть більшими, а відтак збільшиться повний розрахунковий напір насосів. Тому для роботи насосів щодня споживатиметься велика кількість електроенергії. За великих діаметрів трубопроводів втрати напору знижуються, але збільшується вартість будівництва водопровідних мереж.
Діаметр труб вибирається з урахуванням найбільш економічних швидкостей руху води в них, за яких будівельні та експлуатаційні витрати будуть мінімальними.
Найбільш економічні водопровідні мережі за швидкості руху води 0,7-1,2 м/с для труб діаметром 100-350 мм і 1,0 -1,5 м/с для труб діаметром 400-1000 мм. При розрахунку мережі пропуску пожежного витрати води допускається збільшення швидкості до 2,5 м/с.
Для мережі, яка підлягає розрахунку, завжди відомі (задані) її конфігурація, довжини ділянок та відбори води у вузлах.
Гідравлічний розрахунок тупикової (розгалуженої) зовнішньої водопровідної мережі
У вузлах тупикової (розгалуженої) мережі задані відбори води і, отже, витрати у всіх ділянках за напрямом та величиною визначаються єдино можливим способом. Це з тим, що з початкового її вузла до будь-якого вузла є лише одне можливий шлях. Розрахунок починають від найбільш віддаленого вузла на основній (магістральній) лінії, рухаючись проти течії води (рисунок 5.1). Цей вузол називається диктуючою точкою - це точка найбільш віддалена від живильника і що знаходиться в невигідних умовах (напір у цій точці найбільший). Шляхом послідовного складання вузлових (зосереджених) витрат можна отримати дорожні витрати на ділянках. При цьому має виконуватись перший закон Кірхгофа, який виражає баланс витрат у вузлах (å q i= 0). Витрати, що приходять до вузла, умовно вважають позитивними, а витрати, що уникають вузла, включаючи зосереджений відбір, - негативними. Після розрахунку основної лінії приступають до розрахунку відгалужень.
1 - насосна станція II підйому; 2 – водонапірна вежа; 3 – зовнішня мережа
Рисунок 5.1 – Схема тупикової мережі
Знаючи розрахункові витрати та економічно доцільні швидкості, підбираємо діаметри за таблицею Шевельова або за формулою:
(5.3)
та визначаємо втрати напору для кожної ділянки та загальні втрати в мережі:
; h с = h 1 + h 2 + ... + h i, (5.4)
де S i- Опір труби;
q i- Витрата на ділянці.
Потім проводиться у тому порядку розрахунок з урахуванням витрати на пожежогасіння. Якщо швидкість на якійсь ділянці перевищує допустиму 2,5 м/с, потрібно замінити труби даного діаметра більшими трубами діаметра, що зменшує швидкість руху води. Потім провести розрахунок втрат напору для режиму без урахування витрати на пожежогасіння з урахуванням нових діаметрів труб.