Введение. Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода производят по максимальному секундному расходу воды в здании

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рис. 2.2. Для приведенного в разделе 1 примера общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 208,23 л/с , в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 24,04 л/с , а сосредоточенный расход общественного здания 0,77 л/с .

Рис. 2.2. Расчётная схема водопроводной сети

1. Определим равномерно распределенный расход:

2.Определим удельный расход:

3. Определим путевые отборы:

Результаты приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Путевые расходы

4. Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Узловые расходы

5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 - сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда q 5 =51,553 л/с, Q 3 =23,6975 л/с. Величины узлов расходов показаны на рис. 2.3. С учетом сосредоточенных расходов

.

Рис 2.3. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара). Выберем диктующую точку, т.е. конечную точку подачи воды. В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 2.3). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5-, третье - 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение q 1 + q 1-2 + q 1-7 = Q пос.пр . Величины q 1 =18,342л/с и Q пос.пр =208,23л/с известны, а q 1-2 и q 1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q 1-2 =100л/с .

Тогда q 1-7 = Q пос.пр -(q 1 + q 1-2 )=208,23-(18,342+100)=89.888 л/с . Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

Значения q 1-7 =89,888 л/ c и q 7 =32,0985 л/ c известны, а q 7-4 и q 7-6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q 7-4 =30 л/ c .

Тогда q 7-6 = q 1-7 -(q 7 + q 7-4 )=89,888-(32,0985+30)=27,7895л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

q 2-3 = q 1-2 - q 2, q 3-4 = q 2-3 - q 3,

q 4-5 = q 7-4 + q 3-4 - q 4, q 6-5 = q 7-6 - q 6.

В результате получится:

q 2-3 = 77,0725 л/с, q 3-4 = 53,375 л/с ,

q 4-5 = 42,1055 л/с , q 6-5 = 9,4475 л/с.

Проверка: q 5 = q 4-5 + q 6-5 , q 5 = 42,1055+9,4475=51,553 л/с.

Можно начинать предварительно распределять расходы не с узла 1, а с узла 5. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис. 2.4.

Водопроводная сеть с диаметрами, определенными по экономическому фактору и расходам в обычное время (без пожара), кроме того, должна обеспечивать подачу воды для пожаротушения.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т.п. (п. 2.21 ). Для водопроводной сети, показанной на рис. 2.2, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т.е. . Однако из таблицы водопотребления (табл. 1.3) видно, что без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления будет с 9 до 10 часов.

Ключ: l, м; d, мм; q. л/с

Рис.2.4. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении

Расход воды Q ’ пос.пр =743,03м 3 /ч=206,40 л/с , в том числе сосредоточенный расход предприятия равен Q ’ пр =50,78 м 3 /ч=14,11 л/с , а сосредоточенный расход общественного здания Q об.зд =3,45 м 3 /ч=0,958 л/с=0,96 л/с .

Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:

Т.к.

,то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Равномерно распределенный расход будет равен:

Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 2.5.

Ключ: 1,м; d, мм; q, л/с

Рис. 2.5. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при пожаре.

7. Определим диаметры труб участков сети.

Для стальных труб по экономическому фактору Э=0,75 и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 2 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:

d 1-2 = 0,4 м; d 2-3 = 0,35 м; d 3-4 = 0,3 м;

d 4-5 = 0,35 м; d 5-6 = 0,25 м; d 6-7 = 0,25 м;

d 4-7 = 0,25 м; d 1-7 = 0,4 м.

Следует иметь в виду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределенным расходам без учета расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30 максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м. Если в нашем примере определять диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно- производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушение), то получаются следующие диаметры:

d 1-2 = 0,3 м; d 2-3 = 0,3 м; d 3-4 = 0,25 м;

d 1-7 = 0,3 м; d 7-4 = 0,2 м; d 7-6 = 0,2 м;

d 4-5 = 0,2 м; d 6-5 = 0,1 м.

Расчеты показали, что при этих диаметрах потери напора в сети при пожаре более 60 м. Это объясняется тем, что для сравнительно небольших населённых пунктов соотношение расходов воды по участкам водопроводной сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении довольно большое.

Поэтому диаметры труб некоторых участков следует увеличить и заново выполнить гидравлический расчет сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении и при пожаре.

В связи с вышеизложенным и для упрощения расчетов в курсовом проекте допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.

1. Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода производят по максимальному секундному расходу воды в здании.

Он определяется:

q c = 5*q c o *α, где

q c o – нормативный расход водоразборным устройством, принимаемым в соответствии со СНиП 2.04.01–85; принимаем по прибору с наибольшим расходом, т.е. по ванне: q c o =0,2 л/с.

α – величина, зависящая от числа водоразборных точек на расчетном участке сети N и от вероятности их действия P;

2. Вероятность действия водоразборных устройств при потреблении холодной воды для одинаковых потребителей определяют по формуле:

P = (q c hr , u *U)/(3600*q c o *N), где

q c hr , u – норма расхода холодной воды одним потребителем в час

наибольшего водопотребления.

Принимаем q tot hr , u =15,6 л и q h hr , u = 10 л, для жилых домов квартирного типа с централизованным ГВ, оборудованными ваннами длиной 1500–1700 мм, оборудованными душами.

q c hr , u = q tot hr , u -q h hr , u =15,6–10 = 5,6 л.

U – общее число потребителей в здании. Исходя из планировки и размеров квартир, принимаем, что в каждой квартире живет по 3 человека. В здании 5 этажей, на каждом этаже по четыре квартиры.

Общее число жильцов: U = 4*5*3 =60 человек.

N – число приборов, его принимают по планам этажей. В формулу подставляют общее число приборов во всем здании. На каждой этаже в каждой квартире находится по 4 водоразборных прибора.

N = 4*5*4 = 80 приборов.

P = (q c hr,u *U)/(3600*q c o *N) = (5,6*60)/(3600*0,2*80) = 0,00583

3. Определение потерь напора:

Линейные потери напора определяют на каждом участке по формуле: Н l = i*l. Затем все полученные значения суммируются и заносятся в таблицу 1.

Величина местных потерь напора в соединениях, на поворотах, в фасонных частях труб определяется для сетей хозяйственно-питьевого водопровода и общественных зданий в процентах от потерь напора на трение по длине труб в количестве 30%.

Н м = Н l *0,3 = 2,519*0,3 = 0,756 м.

Общие потери напора в сети внутреннего водопровода определяют как сумму линейных потерь напора по длине и местных потерь:

Н l,tot = Н l + Н м = 2,519+0,756=3,275 м.

Счетчики расхода воды

Учет в водопроводных сетях зданий чаще всего производится скоростными крыльчатыми или турбинными счетчиками. Подбор счетчиков, устанавливаемых на вводах внутренних водопроводных сетей, производят так, чтобы эксплуатационный расход счетчика был не более среднечасового расхода воды в здании. Среднечасовой расход воды для жилого здания определяется по формуле:

q 1 = (q u o *U)/1000*24 = (145*60)/1000*24 = 0,363м 3 /ч.

q u o – норма расхода холодной воды, л/сут на человека. Принимается = 145 л/сут.

Н вод = S*q 2 , где

S – сопротивление счетчика = 5,18.

Q – расчетный расход воды на участке ввода = 0,658 л/с = 2,36 м 3 /ч.

Принимаем диаметр условного прохода счетчика равным 20 мм, т. к. диаметр ввода равен 32 мм.

Н вод = 5,18*(0,658) 2 =2,24 м.

Потери напора в крыльчатых счетчиках холодной воды не должны превышаться 2.5 м

Определение требуемого напора воды

Требуемый напор в месте присоединения к городскому водопроводу при наибольшем хозяйственно-питьевом водопотреблении должен обеспечить подачу воды на необходимую высоту и свободный нормативный минимальный напор у диктующей точки с учетом всех сопротивлений движению воды на вводе и в сети.

Н тр = Н геом +Н l +Н вод +Н f , где

1. Н геом – геометрическая высота подъема воды, т.е. превышение оси водоразборного крана над уровнем земли, м.

Н геом = (n-1)*h эт +h дт +(z 1 -z з) = (5–1)*2,8+2+(123,7–122,2) = 14,7 м.

n – количество этажей = 5.

h эт – высота этажа от пола до пола = 3,0 м.

h дт – высота диктующей точки = 2 м.

z l – абсолютная отметка пола первого этажа = 32,1+2,0=34,1 м.

Z з – абсолютная отметка земли у здания = 122,2 м.

2. Н f – необходимый свободный напор у диктующей точки или напор на излив = 3 м.

Н тр = 14,7+3,275+2,24+3 = 22,74 м.

Канализация

Для отведения хозяйственно-бытовых сточных вод санитарных приборов в жилых и общественных зданиях проектируется бытовая система внутренней канализации, которая состоит из приемников сточных вод с гидравлическими затворами, отводных канализационных труб от приборов, выпусков; дворовая канализационная сеть.

Устройство сетей внутренней канализации

Сеть внутренней хозяйственно-бытовой канализации состоит из отводных линий, стояков, выпусков.

Отводные трубопроводы служат для отвода сточных вод от приемников через сифоны к стоякам. Все отводные линии прокладываются по наикратчайшему расстоянию с уклоном в сторону движения сточных вод. Диаметры и уклоны отводных линий, как правило, не рассчитываются, а назначаются.

Для присоединения к стоякам отводных трубопроводов, располагаемых под потолком помещения, в подвалах и технических подпольях, а так же для устройства ответвлений отводных труб от ванн к одному стояку на одной отметке допускается только с применением косых крестовин. Не допускается присоединение УК одной отводной линии санитарных приборов, расположенных в разных квартирах на одном этаже, а также применение прямых крестовин при расположении их в горизонтальной плоскости. В начале участков отводных труб при числе присоединения приборов три и более и на поворотах с углом более 30градусов следует устанавливать прочистные устройства для устранения засоров.

Внутренние канализационные сети можно прокладывать: открыто по стенам. колоннам, на специальных опорах в подпольях, подвалах, коридорах, технических этажах, в специальных помещениях, предназначенных для размещения сетей; скрыто в бороздах, нишах стен, монтажных коридорах, санитарно-технических кабинах, блоках, панелях, под полом (в каналах или земле), иногда междуэтажных перекрытиях. Отводные линии, прокладываемые в междуэтажных, должны иметь длину не менее 10 м.

Стояки служат для приема сточных вод из отводных труб по всем этажам. Их размещают в местах расположения наибольшего количества приборов и, по возможности, ближе к тем приборам, из которых поступают наиболее загрязненные стоки (например, унитаз). Число стояков уменьшается, если приемники сточных вод сосредоточены группа над группой по этажам.

Диаметр канализационного стояка выбирают в зависимости от величины расчетного расхода жидкости и наибольшего диаметра поэтажного трубопровода. При наличии унитаза диаметр стояка принимают 100 мм.

При необходимости стояки могут устанавливаться с отступами или горизонтальными участками, имеющими уклон. Присоединение приборов к горизонтальным участкам не допускается. Стояки, как и отводные линии, прокладывают открыто и скрыто. Стояк вверху заканчивается вытяжной трубой, которая не менее, чем на 500 мм выше крыши здания. Это необходимо для вентиляции канализационной сети и исключает срыв гидравлических затворов приемников сточных вод. Внизу стояк заканчивается плавным переходом в выпуск.

Выпуски предназначены для приема и отвода сточных вод от одного или нескольких стояков в дворовую или внутриквартальную сеть. Стояки присоединяют к выпуску в начале его с помощью двух или одного отводов по 135 градусов и косого тройника. В местах присоединения выпусков к наружной канализации устраивают смотровые колодцы. Длина выпуска от стояка или прочистки до оси смотрового колодца назначается в зависимости от диаметра труб.

Канализационные выпуски следует располагать с одной стороны здания перпендикулярно плоскости наружных стен со стороны дворового фасада. Для жилых домов, имеющих техническое подполье или не эксплуатируемые подвалы, допустимо устраивать один или два торцовых выпуска. Устройство укрупненных выпусков целесообразно в тех случаях, когда достигается уменьшение длины внешней сети. Их не допускается устраивать в домах, имеющих эксплуатируемые подвалы, или в случае, когда наружная канализационная сеть проходит вдоль здания. Чаще всего устраивают один выпуск на подъезд.

Выпуски присоединяются к наружной сети «шелыга в шелыгу. К каждому смотровому колодцу можно присоединить один или два выпуска. При определении минимальной глубины выпуска из здания исходят из условия предохранения труб от разрушения под воздействием нагрузок и промерзания. При большом заглублении трубопроводов при присоединении выпусков к наружной сети канализации следует устраивать перепады: открытые в виде бетонных водосливов, лотков (при высоте перепадов до 0.3 м). Перепад следует устраивать в контрольном колодце.

Диаметр выпуска должен быть не меньше диаметра присоединенных стояков. Для жилых зданий чаще всего диаметр выпуска 100 мм.

Для возможности прочистки труб на сетях бытовой и производственной канализации предусматривается установка ревизий или прочисток. Их устанавливают на стояках при отсутствии на них отступов, в подвальном или первом и верхних этажах, а при наличии отступов – над отступами. В жилых зданиях высотой более пяти этажей ревизии устанавливают не реже, чем через три этажа. Высота от пола до центра ревизии должна составлять 1 м. Выпуски прокладывают с уклоном не менее 0.02 в сторону дворовой канализационной сети.

Дворовая канализационная сеть

Наружная канализационная сеть: дворовая, внутриквартальная или заводская, – служит для приема сточных вод из выпусков зданий. Дворовая канализационная сеть принимает сточные воды от отдельных выпусков зданий и направляет их в уличную систему канализации. Дворовую сеть канализации прокладывают параллельно зданиям с наименьшей возможной глубиной заложения по кратчайшему пути к уличной сети. При присоединении дворовой сети к уличной за 1–1,5 м от красной линии застройки устраивают контрольный колодец (КК). В зависимости от глубины заложения городской канализации КК может устраиваться с перепадом. Расстояние от ближайшего смотрового колодца дворовой канализации до фундамента определяется длиной выпусков и должно быть не менее 3 м. Глубина заложения дворовой канализации диктуется отметкой самого заглубленного выпуска, глубиной промерзания грунта, рельефом местности.

Для осмотра, промывки и прочистки дворовых сетей устраивают смотровые колодцы: в местах присоединения выпусков зданий к дворовой сети и в местах изменения уклона, диаметров трубопроводов, на прямолинейных участках сети через каждые 35 м при диаметре 150 мм и 50 м при диаметре 200–450 мм.

Трубопроводы следует присоединять к колодцам без перепадов и так, чтобы угол между осями входящей и выходящей труб был не менее 90 градусов.

Трубопроводы дворовых сетей прокладываются с уклонами, которые обеспечивают самоочищающие скорости. Минимальные уклоны принимают для труб диаметром 150 мм – 0,008, а для труб 200 мм – 0,007.

Скорость протекания сточной жидкости во внутренней канализации сети принимаются не менее 0,7 м/с. Наполнение канализационных труб не должно превышать 0,6 и не должно быть менее 0,3.

Гидравлический расчет дворовой канализации

Нормы водоотведения для жилых и общественных зданий также как и нормы водопотребления зависит от назначения зданий, степени их благоустройства, климатических условий и пр. Расчетный расход стояков q s от большинства приборов превышает расчетный расход прибором холодной и горячей воды. Вероятность действия приборов в час наибольшего водоотведения определяется аналогично расчету систем внутреннего водопровода.

Максимальный секундный расход сточных вод q s на расчетных участках сети внутренней канализации следует определять по формуле:

q s = 5*q tot *α+q 0 s , где

q 0 s – наибольший секундный расход стоков от прибора. При наличии унитаза = 1,6 л/с.

q s = 5*q tot *α+q 0 s = 5*0,3* 0,86 = 1,29+1,6=2,89

Р = q tot hr , u *U/ q 0 tot *N*3600 = 15,6*60/0,3*80*3600 = 0,01

Глубина заложения лотка, hл должна быть не менее 0.7 м и рассчитывается по формуле

hл=hпр – 0,3+d,

где hпр – глубина промерзания грунта (принимаем 2.8), м;

d – диаметр трубы дворовой сети (принимаем 100 мм), мм.

hл = 2,8–0,3+0,1=2,6 м

Разность между отметками и глубиной заложения и лотка есть отметка лотка трубы.

Канализационные выпуски из здания проверяются условием

где К=0,5 – ждя трубопроводов из пластмассовых и стеклянных труб;

К=0,6 – для трубопроводов из других материалов

Если транспортирующая способность труб v√H/d ≤0,6, то эти участки труб считаются безрасчетными и при диаметре = 100 мм их уклон принимают = 0,02.

В курсовом проекте, исходя из расположения зданий на участке застройки и расположения канализационных стояков, принимается 1 выпуск

Таблица 1. Гидравлический расчет водопроводной сети

Список литературы

1)Малевская М.Б. Проектирование внутренних систем водоснабжения и канализации здания. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 290500 «Городское строительство и хозяйство» – Иркутск, 2002.-19 с.

2)Внутренний водопровод и канализация зданий. Нормы проектирования: СНиП 2.04.01–85 * .-Москва: Стройиздат, 2000, -56 с.

3)Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. – 6-е издание. – Москва: Стройиздат, 1984. – 116 с.

4)Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н. Павловского. – Стройиздат, 1987. – 151 с.

5)Сергеев Ю.С. Санитарно-техническое оборудование зданий. Примеры расчета. 1991.

Участком называется часть сети с постоянным расходом. Внутренний водопровод рассчитывается на пропуск расчетных секундных расходов воды ко всем устройствам. 1.1. Характеристика объекта Внутренний водопровод и канализация Жилой дом, 7 этажей; высота этажа 3 м.; техническое подполье 2,5 м.; гарантийный напор Нгар = 20 м.; заселенность 2-х комнатных квартир – 4 чел.; отметка оси...

Для устройства сети применяются чугунные трубы. Для обеспечения надежной и бесперебойной работы сети внутренней канализации на ней предусмотрены ревизии и прочистки. На стояках ревизии установлены через этаж. Приемниками сточных вод служат санитарные приборы, сливы, лотки, воронки. В жилом здании располагаются санитарные приборы: ванны, мойки, унитазы. Ванны оборудуют выпуском, переливом и...

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………4

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ……………..………………………………………..5

2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО ВОДОПРОВОДА……………...7

2.1. Обоснование выбора системы холодного водоснабжения и схемы водопроводной сети……………………………………………………………...7

Описание устройства и трассировки сети холодного водопровода...7

2.2.1. Ввод и водомерный узел……………………………………………8

2.3. Гидравлический расчет внутреннего водопровода…………………9

2.3.1. Выбор расчетного участка………………………………………..11

2.3.2. Нормы водопотребления и расчетные расходы воды на участках….………………………………..………………………......................11

2.4. Параметры счетчиков расхода воды……………………………..11

2.5.Определение требуемого напора………………………………...…13

2.6. Спецификация на материалы и оборудование для систем холодного водоснабжения……………………………………………………….14

3. РАЗДЕЛ КАНАЛИЗАЦИЯ…………………………………………………15

3.1. Описание устройства системы внутренней и дворовой канализации. Выбор системы канализации……………………………………….…..15

3.2. Требования к трассировке канализационной сети…………………15

3.2.1. канализационные стояки……………………………………….15

3.2.2. Выпуски канализационной сети……………………………….16

3.2.3. Трубы для внутренней канализационной сети………………16

3.2.4. Трассировка дворовой сети…………………………………….16

3.3. Гидравлический расчет внутренней канализационной сети……...16

3.4. Проектирование внутриквартальной канализационной сети и построение продольного профиля……………………………………………18

3.5. Спецификация на материалы и оборудование систем канализации……………………………………………………………………………….20

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..21

5. Список литературы…………………………………………………………22

Водоснабжение, канализация и санитарно-техническое оборудование являются системами и сооружениями жизнеобеспечения зданий, предприятий и населенных мест, без которых невозможно нормальное развитие цивилизованного общества, современного производства. Правильное решение инженерных задач по водоснабжению и канализации в значительной степени определяет уровень благоустройства населенных мест, жилых, общественных и производственных зданий, а также рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.

В условиях научно-технического прогресса дальнейшее развитие водопроводно-канализационного хозяйства и санитарно-технических систем приобретает существенное значение для выполнения программы строительства во всех регионах страны. Особенно это ощущается при разработке и осуществлении мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.

Для закрепления теоретических знаний и приобретение навыков самостоятельного решения инженерных вопросов, связанных с проектированием систем водоснабжения и водоотведения здания для строительных специальностей предусмотрено выполнение учебного курсового проекта.

В данной курсовой работе запроектирована система внутреннего холодного водопровода и канализации в семиэтажном здании на 28 квартир, состоящем из одной секции. Квартиры одна, двух и трех комнатные, степень благоустройства «А» - жилой дом с централизованным горячим водоснабжением, оборудованные умывальниками, мойками и ванными, оборудованными душами. На кухнях установлены мойки со смесителями. Высота установки мойки 900 мм от пола до верха борта мойки, в санузлах унитазы с косыми выпусками борт привода устанавливается на высоте 500 мм, в ванных комнатах устанавливаются умывальники со смесителями и ванны длиной 1500 мм, оборудованные смесителем с душевой сеткой на гибком шланге.

В здании устраивается эксплуатационный подвал высотой 2300 мм.

Обоснования выбора системы холодного водоснабжения и схемы водопроводной сети.

В жилом здании принята хозяйственно - питьевая система внутреннего водопровода. Пожаротушение осуществляется от гидрантов, которые устанавливаются на городской сети(1.п.4.5).

В соответствии с (1.п.9.1) система внутреннего водопровода тупиковая. Прокладка трубопровода открытая. Разводящие трубопроводы прокладываются в санузлах вдоль ограждающих конструкций на высоте

0,3 м от пола. Магистральный трубопровод прокладывается вдоль капитальных стен в подвале под потолком на расстоянии 0,7 м от потолка. Крепление трубопроводов осуществляется на кронштейнах. Уклон магистральных трубопроводов составляет 0,003 в сторону ввода (1.п.9.11). По генплану предусмотрена специальная поливочная система.

Для спуска воды у основания стояков предусматривается тройники с пробками, система оборудуется запорной арматурой (1.п.10.5). Внутренний водопровод проектируется из стальных оцинкованных труб ГОСТ 3262-75*.

Описание устройства и трассировки сети холодного водопровода.

Внутренний водопровод состоит из: ответвления от городского водопровода, ввода водопровода в здание, водомерного узла, сети магистралей, распределительных трубопроводов, стояков, подводок к приборам, водоразборных устройств, арматуры.

В данном проекте стояки устанавливаются у приборов с максимальным водоразбором, у капитальных стен. Внутриквартирная подводка к приборам располагается у стен, над полом на высоте 300 мм и вертикальными водопроводами соединяется с водоразборной арматурой, горизонтальные участки прокладываются с уклоном 0,003 в сторону водомерного узла. Крепятся трубопроводы на кронштейнах к капитальным стенам или на подставках, холодные и горячие водопроводы располагаются друг над другом на расстоянии 150 мм. На ответвлениях в квартиры устанавливается запорная арматура.

В подвале стояки при помощи распределительных трубопроводов присоединяются к магистральным трубопроводам. Магистральные и

Ввод. Водомерный узел.

Вводом называется участок трубопровода от городской водопроводной сети до водомерного узла

В данной курсовой работе трубы водопроводного ввода проложены по кратчайшему расстоянию под углом 90 градусов к стене здания с уклоном 0,002 к городскому водопроводу. Глубина заложения ввода принимается в зависимости от глубины заложения труб городского трубопровода и глубины промерзания грунта.

hз = h сез.пром.+ 0,5, (1)

где hз – глубина заложения труб водопровода, м,

hсез.пром. – глубина сезонного промерзания грунта, 2 м, согласно исходным данным.

Ввод монтируется из стальных оцинкованных труб диаметром 50 по ГОСТ 21053-75.

В здании принято 6 стояков диаметром, принимаемым по расчету, к ним посредством отводных трубопроводов, присоединяется водоразборная арматура: смесители душа, смесители мойки и вентили.

Гидравлический расчет внутреннего водопровода.

1. Вычерчивается аксонометрическая схема сети с указанием на ней всех санитарно-технических приборов;

2. На аксонометрической схеме сети выбирают расчетное направление от ввода до диктующего прибора и определяют длины расчетных участков между узловыми точками;

3. Определяется коэффициент вероятности одновременного включения приборов P определяется по формуле:

где общая норма расхода воды, л, потребителем в час наибольшего водопотребления, принимаемая согласно обязательному приложению 3 (1) =15,6л/с в том числе горячей воды, но т.к. проектируется только холодное водоснабжение то = 15,6- 10=5,6л/с (10 л/с на горячее водоснабжение принимаемое по (1 прил 3); U – количество потребителей воды

N – общее количество приборов, находящихся в здании, 112 прибора;

Общий расход воды, л/с, санитарно-техническим прибором (арматурой), принимаемый по , приложение 3 ;

.

4. Определяют расчетные расходы на всех расчетных участках;

Расчет приведен на примере участка 1-2

По , таблица 2 приложение 4, определяем при:

Определяем расчетный расход водоразборной арматуры:

5. По таблице (приложение 5) назначают диаметры труб, определяют скорости и уклоны на участках сети.

На участке 1-2: d = 15мм; V = 1.7 м/с; i = 1,1

6. Для принятого диаметра вычисляем потери напора на участке по

формуле: H = (1+к) * i * L , где к коэффициент, учитывающий местные сопротивления(для сетей хозяйственно - питьевых водопроводов жилых зданий к=0,3(1))

7. Результаты расчета занесены в таблицу 1.

Таблица 1 Результаты гидравлического расчета водопровода.

PAGE 2

Московский государственный университет

технологий и управления им. К.Г. Разумовского

Первый казачий университет

Пензенский филиал

КАФЕДРА «ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Противопожарное водоснабжение»

Тема: «Гидравлический расчет наружного

объединенного водопровода населенного пункта»

Выполнил _________ Алексеев Д.А., __

(Ф.И.О., № группы)

12зП4 ______

Научный руководитель______ кандидат технических наук, доцент,

(ученая степень, ученое звание, Ф.И.О.)

__________ Таранцев Константин Валентинович

Дата защиты:

«____» ______________ 20____ г.

Оценка________________

___________________________

(подпись научного руководителя)

Пенза, 2015

Исходные данные………………………………………………….......3

1. Обоснование принятой схемы водоснабжения…………………..4

2. Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия……………………………………………........................5

2.1. Определение водопотребителей…………………………………5

2.2. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды…………………………………………….5

2.3. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение…...7

3. Гидравлический расчет водопроводной сети города……………..9

4. Определение режима работы НС-П………………………………14

5. Гидравлический расчет водоводов……………………………….13

6. Расчет водонапорной башни………………………………………16

6.1. Определение высоты водонапорной башни……………………16

6.2. Определение емкости бака водонапорной башни……………..16

7. Расчет резервуаров чистой воды………………………………….17

8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема………18

Приложение 1………………………………………………………..19

Приложение 2………………………………………………………..20

Приложение 3………………………………………………………..21

Приложение 4………………………………………………………..22

Приложение 5………………………………………………………..23

Приложение 6………………………………………………………..24

Приложение 7………………………………………………………..25

Приложение 8………………………………………………………..26

Приложение 9………………………………………………………..27

Приложение 10.……………………………………………………...28

Приложение 11………………………………………………………29

Список использованной литературы……………………………….30

Исходные данные для проектирования.

Таблица Исходные данные по населённому пункту

Таблица 2 Исходные данные по промышленному предприятию

1.Обоснование принятой схемы водоснабжения.

По заданию предлагается схема объединенного хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода низкого давления поселка и предприятия с забором воды из подземного водоисточника (артезианской скважины).

Артезианская скважина расположена за чертой города, в санитарной зоне. Это решение должно обеспечить соответствующее качество воды, подаваемой в сеть без строительства очистных сооружений. При этом стоимость сети водоснабжения снижается. В скважине расположены погружные насосы первого подъема (НС- I ), которые обеспечивают подачу воды в резервуар чистой воды.

Резервуар чистой воды устраивается для создания запаса воды (в том числе и неприкосновенного запаса на пожаротушение), а также обеспечения совместной работы НС- I (с равномерной подачей) и НС- II (с неравномерной подачей).

Далее предусмотрена насосная станция второго подъема (НС- II ). Она предназначена для забора воды из резервуара чистой воды и обеспечения ее подачи (с необходимым напором и заданным расходом) в водонапорную башню.

В начале водопроводной сети на самой высокой отметке местности – на естественной возвышенности – предусмотрена водонапорная башня. Устройство водонапорной башни необходимо, т.к. наблюдается неравномерность потребления воды городом (и предприятием) по часам суток и подачи ее насосами подъема II . Не равномерность потребления воды по часам суток сильнее проявляется из-за небольших размеров города. Поэтому в те часы, когда воды расходуется меньше, чем ее подают насосы НС- II , излишек поступает в водонапорную башню. В те часы, когда воды расходуется больше, чем ее подают насосы НС- II , вода поступает из водонапорной башни.

2.Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия.

2.1. Определение водопотребителей.

Подача объединенного водопровода должна обеспечить: хозяйственно-питьевые нужды в жилых зданиях, водопотребление в общественных зданиях, расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений, на работу фонтанов и т.п., хозяйственно-питьевое потребление на предприятиях, водопотребление на промышленные нужды предприятий, расход воды на цели пожаротушения в поселке и на промышленном предприятии.

2.2. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

2.2.1. ГОРОД.

Определение водопотребления начинаем с города, поскольку он является основным потребителем.

2.2.1.1. Расчетный (средний за год) суточный расход воды Q СУТ.М м 3 /сут на хозяйственно-питьевые нужды определим по формуле:

Q СУТ.М =  (q Ж N Ж )/1000 = 150*28000/1000 = 4200 м 3 /сут.

где q Ж = 150 л/сут – удельное водопотребление на одного жителя, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.4.02-84; N Ж =28000 чел – расчетное число жителей.

2.2.1.2. Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы увеличиваются на 10-20% (п. 2.1, примечание 4 СНиП 2.04.02-84*):

Q 1 СУТ.М = (1,1-1,2)Q СУТ.М = 1,15*4200 = 4830 м 3 /сут.

2.2.1.3. Расчетный расход, воды в сутки наибольшего водопотребления Q СУТ.МАХ м 3 /сут определяется по формуле:

Q СУТ.МАХ = К СУТ.МАХ Q 1 СУТ.М = 1,3*4830 = 6279 м 3 /сут.

где К СУТ.МАХ – коэффициент суточной неравномерности водопотребления определяется по п. 2.2 СНиП 2.04.02-84* К СУТ.МАХ = 1,1 - 1,3. К СУТ.МАХ учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели. Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией без ванн К СУТ.МАХ = 1,3.

2.2.1.4. Расчетный часовой расход воды q Ч.МАХ определяется по формуле:

q Ч.МАХ = К Ч.МАХ Q СУТ.МАХ /24 = 1,7*6279/24 = 445 м 3 /сут.

где К Ч.МАХ – коэффициент часовой неравномерности водопотребления, определяется из выражения:

К Ч.МАХ =  МАХ  МАХ = 1,4*1,2 = 1,68.

где  МАХ - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местный условия, принимается по п. 2.2 и табл.2 СНиП 2.04.02-84*: для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией без ванн, следует принимать  МАХ = 1,4.

 МАХ = 1,2 - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по п. 2.2 и табл.2 СНиП 2.04.02-84*.

К Ч.МАХ = 1,7 – принимаем ближайший табличный по приложению I Указаний...

2.2.1.5. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в прачечной определяется по формуле:

Q ПРАЧ = q ПРАЧ N ИЗ /1000 = 75*1200/1000 = 90 м 3 /сут.

где q ПРАЧ = 75 л/кг – норма расхода воды потребителями в сутки для общественных зданий принимается по приложению 3 СНиП 2.04.01-85; N ИЗ = 1200 кг сухого белья – количество измерителей.

2.2.1.6. Коэффициент часовой неравномерности водопотребления прачечной, определяется по приложению 1 Указаний… К Ч = 1.

2.2.1.7. Общий расход воды по городу:

Q сут гор = Q СУТ.МАХ + Q ПРАЧ = 6279 + 90 = 6369 м 3 /сут.

2.2.2. ПРЕДПРИЯТИЕ.

2.2.2.1. Определяем водопотребление в смену Q см.х-п пр :

Q см.х-п пр = (q 1 Н.Х-П N СМ )/1000 = 25*200/1000 = 5 м 3 /см.

где q 1 Н.Х-П = 25 л/чел – норма водопотребления на одного человека в смену, принимается согласно п. 2.4 СНиП 2.04.02-84* и приложения 3 СНиП 2.04.01-85; N СМ = 200 чел – количество работающих в смену (по заданию);

2.2.2.2. Суточное водопотребление Q сут.х-п пр :

Q сут.х-п пр = Q см.х-п пр n СМ = 5*2 = 10 м 3 /сут.

где n СМ = 2 – количество смен (по заданию).

2.2.2.3. Количество воды на пользование душем в бытовых помещениях промышленных предприятий в смену Q см душ :

Q см душ = 0,5  N С = 0,5*1*36 = 18 м 3 /ч.

где  = 1ч - продолжительность действия душа после смены (приложение 3); 0,5 м 3 /ч - норма расхода воды через одну душеную сетку (приложение 3) N С – количество душевых сеток, шт.

N С = N 1 СМ /5 = 180/5 = 36 шт.

где N 1 СМ = 90*200/100 = 180 чел – количество рабочих, принимающих душ после смены (по заданию). Под одной душевой сеткой в течение часа, исходя из санитарных норм, моется 5 человек.

2.2.2.4. Суточное водопотребление на душ Q сут душ :

Q сут душ = Q см душ n СМ = 18*2 = 36 м 3 /ч.

2.2.2.5. Расход воды на производственные нужды предприятия принимается по заданию Q СМ П = 350 м 3 /смена, который распределяется равномерно по часам смены (семичасовая смена с перерывом на обед один час, в течение которого производство не останавливается). Принимается работа семичасовых смен; с 8 до 16 ч - первая смена; с 16 до 24 ч – вторая смена.

2.2.2.5.1. Часовой расход воды:

q ч пр = Q СМ П /  СМ = Q СМ П /8 = 350/8 = 43,75 м 3 /ч.

2.2.2.5.2. Суточное водопотребление на производственные нужды:

Q сут п = Q СМ П n СМ = 350*2 = 700 м 3 /сут.

2.2.2.6. Суммарный расход воды по предприятии за сутки:

Q сут пр = Q сут.х-п пр + Q сут душ + Q сут п =700 + 36 + 10 = 746 м 3 /сут.

2.2.3. Общий расход по поселку и предприятию за сутки:

Q сут об = Q сут гор + Q сут пр = 6369 + 746 = 7115 м 3 /сут.

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (таблица 1).

По данным графы 11 таблицы 1 строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис.1).

2.3. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение.

Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленных предприятиях определяются по СНиП 2.04.02-84*, пп. 2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85, пп. 6.1-6.6.

Расчетное количество одновременных пожаров для объединенных водопроводов, обслуживающих населенные пункты и промышленные предприятия, зависит от площади территории предприятия и количества жителей в населенном пункте (п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*).

Расчетные расходы воды для внутреннего пожаротушения и расчетное количество струй в населенных пунктах зависит от назначения здания, высоты (этажности), объема, а на промышленных предприятиях от степени огнестойкости зданий, категории производства по пожарной опасности, объема зданий.

2.3.1. Так как водопровод в городе проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.23 при количестве жителей 28000 человек принимаем два одновременных пожара (п. 2.12, табл. 5 СНиП 2.04.02-84*) при двухэтажной застройке с расходом воды 20 л/с на один пожар

Q гор пож.нар = 2*20 = 40 л/с.

2.3.2. Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии прачечной, объемом 10000 м 3 , согласно СНиП 2.04.01-85, п. 6.1, табл. 1 принимаем одну струю производительностью 2,5 л/с:

Q прач пож.вн = 1*2,5 = 2,5 л/с.

2.3.3. Согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.22 на предприятии принимаем два одновременных пожара, так как площадь предприятия более 150 га. Согласно п. 2.14, табл. 8, примечания 1 СНиП 2.04.02-84*, расчетный расход воды для здания объемом 200 тыс. м 3 Q пр пож.нар.1 = 40 л/с, а для здания объемом 300 тыс. м 3 Q пр пож.нар.2 = 50 л/с. Таким образом,

Q пр пож.нар. = 40 + 50 = 90 л/с.

2.3.4. Согласно СНиП 2.04.01-85, п. 6.1, табл. 2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета трех струй производительностью 5 л/с каждая, тогда:

Q пр пож.вн = 3*5 = 15 л/с.

2.3.5. Q гор пож = Q гор пож.нар. + Q прач пож.вн = 40 + 2,5 = 42,5 л/с.

2.3.6. Q пр пож = Q пр пож.нар. + Q пр пож.вн = 90 + 15 = 105 л/с.

2.3.7. Q гор пож < Q пр пож поэтому, согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*, расход воды на цели пожаротушения в городе и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода в городе:

Q пож = 0,5 Q гор пож + Q пр пож = 0,5*42,5 + 105 = 126,25 л/с.

3. Гидравлический расчет водопроводной сети поселка.

Гидравлический расход водопроводной сети выполняем в два раза – при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время) и при пожаре. Цель гидравлического расчета – определить потери напора в сети.

3.1.При максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время).

Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 490,8 м 3 /ч = 136,33 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 45,63 м 3 /ч = 12,67 л/с, а сосредоточенный расход прачечной 5,625 м 3 /ч =1,56 л/с.

Рисунок 3. Расчетная схема водопроводной сети.

3.1.1. Определим равномерно распределенный расход:

Q рас пос = Q общ – (Q пр + Q прач ) = 136,33 – (12,67 + 1,56) = 122,1 л/с.

3.1.2. Определим удельный расход:

q уд = Q рас пос / L = 122,1/6400 = 0,019 л/с.

L = Σlj = 800 + 1000 + 600 + 1000 + 1000 + 400 + 400 + 1200 = 6400 м.

3.1.3. Определим путевые отборы по формуле Q пут j = l j q уд . Результаты сведем в таблицу 2.

3.1.4. Определим путевые расходы:

q узл = 0,5(Q пут 1-2 + Q пут 7-1 ) и т.д. Результаты сведем в таблицу 3.

3.1.5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляем сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход прачечной. Покажем величины узловых расходов на рис.4.

Рисунок 4. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами.

3.1.6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. 3.1.6.1. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара).

Выберем диктующую точку, т.е. конечную точку подачи воды. Это точка 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (см. рис.4). Потоки воды могут подойти к точке 5 по 3-м направлениям:

1: 1-2-3-4-5;

2: 1-7-4-5;

3: 1-7-6-5.

Для узла 1 должно выполнятся соотношение q 1 + q 1-2 + q 1-7 = Q ч общ . Величины q 1 и Q общ . Принимаем q 1-2 = 70 л/с. Тогда:

q 1-7 = Q общ – q 1 – q 1-2 = 136,33 – 11,4 – 70 = 54,88 л/с.

Принимаем q 7-4 = 10 л/с.

Аналогично получаем:

54,88 – 19,08 – 10 = 25,8 л/с.

25,8 – 13,35 = 12,45 л/с.

узел 2: q 2-3 = q 1-2 – q 2 = 70 – 17,17 = 52,83 л/с.

52,83 – 16,82 = 36,01 л/с.

36,01 – 26,71 + 10 = 19,3 л/с.

Проверка: q 5 = q 4-5 + q 6-5 = 19,3 + 12,45 = 31,75 л/с.

3.1.6.2. При пожаре.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды, за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п. 2.21. СНиП 2.04.02-84*). Без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления не изменяется. К тому же, в час максимального водопотребления душ не используется. Поэтому расход воды на пожаротушение добавляем к узловому расходу в точке 5:

q 1 5 = q 5 + Q пож = 31,75 +126,25 = 158 л/с.

Т.к. Q 1общ = Q общ + Q пож = 136,33 + 126,25 = 262,58 л/с. > Q общ = 136,74, то узловые расходы при пожаре будут отличаться от узловых расходов без пожара. Определим узловые расходы при пожаре так, как это делалось без пожара. При этом будем учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Q пр = 12,67 л/с; Q прач = 1,56 л/с; Q пож = 126,25 л/с.

Результаты запишем в таблицу 3.

Равномерно распределенный расход будет равен:

Q 1 рас пос = Q 1общ – (Q пр + Q пож + Q прач ) = 262,58 – (12,67 + 126,25 + 1,56) =122,1 л/с = Q рас пос = 122,1 л/с. Поэтому путевые отборы не изменятся.

Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети (учитывая п. 3.1.6. и меняя только Q общ на Q 1общ ):

Принимаем q 1-2 = 104 л/с.

узел 1: q 1-7 = Q 1общ – q 1 – q 1-2 = 262,58 – 11,4 – 104 = 147,18 л/с.

Принимаем q 7-4 = 24 л/с.

узел 7: q 7-6 = q 1-7 – q 7 – q 7-4 = 147,18 – 19,08 – 24 = 104,1 л/с.

узел 6: q 6-5 = q 7-6 – q 6 = 104,1 – 13,4 = 90,7 л/с.

узел 2: q 2-3 = q 1-2 – q 2 = 120 – 17,17 = 86,83 л/с.

узел 3: q 3-4 = q 2-3 – q 3 = 86,83 – 16,82 = 70,01 л/с.

узел 4: q 4-5 = q 3-4 – q 4 + q 7-4 = 70,01 – 26,71 + 24 = 67,3 л/с.

Проверка: q 5 = q 4-5 + q 6-5 = 67,3 + 90,7 = 158 л/с.

3.1.7. Определим диаметры труб участков сети. Для пластмассовых труб Э = 0,5.

По экономическому фактору и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению II Указаний … определяем диаметры труб участков водопроводной сети:

d 1-2 = 0,45 м d 2-3 = 0,45 м.

d 3-4 = 0,4 м d 4-5 = 0,4 м.

d 5-6 = 0,45 м d 6-7 = 0,45 м.

d 1-7 = 0,5 м d 7-4 = 0,2 м.

Соответствующие внутренние диаметры:

d 1-2 = 0,28 м d 2-3 = 0,28 м.

d 3-4 = 0,229 м d 4-5 = 0,229 м.

d 5-6 = 0,28 м d 6-7 = 0,28 м.

d 1-7 = 0,315 м d 7-4 = 0,147 м.

3.1.8. Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении.

Потери напора определяем по формуле:

h = l (0,01344(1/ V ) 0,226 / d р 0,226 ) V 2 /2 gd p .

Результаты увязки сведем в таблицу 4 и отобразим на рисунке 7.

h с = (h 1-2-3-4-5 + h 1-7-4-5 + h 1-7-6-5 )/3 = 3,37 м.

3.1.9. Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении с учетом расходов на пожаротушение.

Результаты увязки сведем в таблицу 5 и отобразим на рисунке 8.

Находим средние потери напора в сети:

h с = (h 1-2-3-4-5 + h 1-7-4-5 + h 1-7-6-5 )/3 = 18,62 м.

4. Определение режима работы НС-П.

4.1.1. Выбор режима работы насосной станции второго подъема (НС- II ) определяется графиком водопотребления (диаграмма 1). Примем двух ступенчатый режим работы насосов НС- II с подачей 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5*24 = 60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 – 60 = 40% суточного расхода воды и надо его включать на 40/2,5 = 16 часов. В соответствии с графиком водопотребления (диаграмма 1) предлагается второй насос включать в 6 часов и выключать в 22 часа (см. диаграмму 2).

4.1.2. Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим таблицу 6.

4.1.3. Найдя в графе 6 таблицы 6 максимальное и минимальное значения, рассчитаем регулирующую емкость бака:

К(W рег ) = 7,39 + 2,91 = 10,3% от суточного расхода воды. Или W рег = 10,3*7115/100 = 732,96 м 3 .

4.2.1. Т.к. рекомендуется проанализировать несколько режимов работы НС- II , то рассмотрим еще случай с трехступенчатой подачей каждым насосом 2% суточного расхода воды. Тогда один насос за сутки подаст 2*24 = 48% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 30% суточного расхода воды и надо его включать на 30/2 = 15 часов. Третий насос должен подать 100 – 48 – 30 = 22% суточного расхода воды и надо его включать на 24/2 = 11 часов.

4.2.2. Найдя в графе 10 таблицы 6 максимальное и минимальное значения, рассчитаем регулирующую емкость бака:

К(W рег ) = 4,44 + 0,78 = 5,24% от суточного расхода воды. Или W рег = 5,24*7115 = 372,49 м 3 .

4.2.3. Мы видим, что 2-ый вариант более экономичен, т.к. в 1-ом случае приходится использовать водонапорную башню емкостью более 800 м 3 .

5. Гидравлический расчет водоводов.

5.1. Расчет при н.у.

Q 11 ВОД = Q ОБЩ Р/100 = 7115*5/100 = 355,75 м 3 /ч = 98,8 л/с.

Q ВОД = Q 11 ВОД /2 = 98,8/2 = 49,4 л/с =0,049 м 3 /с.

При значении Э = 0,5 из приложения II Указаний … определяем диаметр водовода:

d вод = 0,35 м d р = 0,204 м.

V = 4 Q / πd p 2 = 4*0,0494/(3,14*0,204 2 ) = 1,512 м/с.

Определяем потери напора:

h = l ВОД (0,01344(1/ V ) 0,226 / d р 0,226 ) V 2 /2 gd p =

= 500*(0,01344(1/1,512) 0,226 /0,204 0,226 )*1,512 2 /(2*9,81*0,204) = 5,01 м.

5.2. Расчет при пожаре.

Расход воды по водоводам в час максимального хозяйственно-питьевого потребления буде равен:

Q 11 ВОД.ПОЖ = 262,58 л/с.

Так как водоводы следует прокладывать не менее, чем в 2 нити, то расход по 1 водоводу равен:

Q ВОД = Q 11 ВОД /2 = 262,58/2 = 131,3 л/с =0,1313 м 3 /с.

Скорость воды в водоводе определяем по формуле:

V = 4 Q / πd p 2 = 4*0,1313/(3,14*0,204 2 ) = 4 м/с.

Определяем потери напора:

h = l ВОД (0,01344(1/ V ) 0,226 / d р 0,226 ) V 2 /2 gd p =

= 500*(0,01344(1/4) 0,226 /0,204 0,226 )*4 2 /(2*9,81*0,204) = 28,36 м.

6. Расчет водонапорной башни.

6.1. Определение высоты водонапорной башни.

Высоту водонапорной башни определим по формуле:

Н ВБ = 1,1 h С + Н СВ + z ДТ – z ВБ

h С = 3,37 м – потери в сети в обычное время;

Н СВ = 10 + 4(n – 1) = 10 + 4(2 – 1) = 14 м – в соответствии с п.2.26 СНиП 2.04.02-84*.

z ДТ = 92 м – геодезическая отметка в диктующей точке;

z ВБ = 100 м – геодезическая отметка в месте установки башни.

Н ВБ = 1,1*3,37 + 14 + 92 – 100 = 9,7 м.

6.2. Определение емкости бака водонапорной башни.

6.2.1. В соответствии с п. 9.1. СНиП 2.04.02-84 емкость бака водонапорной башни должна быть:

W Б = W РЕГ + W НЗ

W НЗ = W нз.пож + W нз.х-п

W нз.пож – запас воды, необходимый на 10-ти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

W нз.х-п – запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

В соответствии с п. 9.2. СНиП 2.04.02-84, учитывая раздел 4 работы, регулирующая емкость бака водонапорной башни должна быть:

W РЕГ = К Q ОБЩ /100 = 5,24*7115/100 = 372,49 м 3 .

где К = 5,24% - см. раздел 4.

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то:

W нз.пож = (Q пр пож.нар + Q пр пож.вн )*10*60/1000 = (50 + 15)*10*60/1000 = 39 м 3 .

W нз.х-п = Q Ч.ОБЩ *10/60 = 490,8*10/60 = 81,8 м 3 .

Таким образом,

W НЗ = 39 + 81,8 = 120,8 м 3 , W Б = 120,8 + 372,49 = 493,29 м 3 .

6.2.2. По приложению 3 Указаний … принимаем типовую водонапорную башню высотой 15 м с баком емкостью 500 м 3 .

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту:

Д Б = 1,24(W Б ) 1/3 = 1,24(500) 1/3 = 9,8 м;

Н Б = Д Б /1,5 = 9,8/1,5 = 6,6 м.

Принципиальная схема с указанными расчетными размерами и уровнем НЗ приведена на рисунке 9. Для сохранения НЗ предлагается осуществлять отбор воды по двум трубопроводам. Подача воды в бак из водопроводной сети и поступление регулируемого запаса воды из бака в сеть осуществляется по подающе-разводящему трубопроводу. Для отбора НЗ предусматривается установка трубопровода с электрозадвижкой, которая открывается при включении пожарных насосов.

7. Расчет резервуаров чистой воды.

7.1. Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения.

7.2. Регулирующую емкость РВЧ определяем на основе графоаналитического анализа работы НС- I и НС- II – см. диаграмму 4.

Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади а или равновесной ей сумме площадей б.

W РЕГ = (6 – 4,17)*11 = 20,2% или W РЕГ = (4,17 – 4)*4 + (4,17 – 2)*9 = 20,2%.

И в итоге: W РЕГ = 20,2*7115/100 = 1434,9 м 3 .

7.3. В соответствии с п.9.4 СНиП 2.04.02-84*:

W НЗ = W НЗ.ПОЖ + W НЗ.Х-П – W НС-1

W НЗ.ПОЖ = 3600τ Т Q ПОЖ /1000 = 1363,5 м 3 .

где τ Т = 3 ч – расчетная продолжительность тушения пожара (п.2.24 СНиП 2.04.02-84*).

W НЗ.Х-П = τ Т Q Ч.ОБЩ = 3*490,8 = 1472,3 м 3 .

Q Ч.ОБЩ – максимальная часовая подача без учета расхода на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 СНиП 2.04.02-82*).

НС-1 во время тушения пожара будет работать и подаст:

W НС-1 = 4,17τ Т Q ОБЩ /100 = 4,17*3*7115/100 = 889,4 м 3 .

W НЗ = 1363,5 + 1472,3 – 889,4 = 1946,5 м 3 .

7.4. Полный объем резервуаров воды:

W РВЧ = W НЗ + W РЕГ = 1946,5 + 1434,9 = 3381,3 м 3 .

7.5. Согласно п.9.21 СНиП 2.04.02-84* общее количество резервуаров должно быть не менее 2-х, при чем уровни НЗ должны быть на одинаковых отметках, при выключении 1-го резервуара в остальных должно храниться не менее 50% НЗ, а оборудование резервуаров должно обеспечить возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара. По приложению IV Указаний … принимаем 2 типовых резервуара 901-4-66.83 объемом 1800 м 3 (21*18*4,72).

8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема.

8.1. Из расчета следует, что НС- II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 3-х насосов, подача которых будет равна:

Q ХОЗ.НАС = 2 Q ОБЩ /100 = 2*7115/100 = 142,3 м 3 /ч = 39,5 л/с.

8.2. Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:

Н ХОЗ.НАС = 1,1 h ВОД + Н ВБ + Н Б + (z ВБ – z НС ),

где h ВОД – потери напора в водоводах, Н ВБ – высота водонапорной башни, Н Б – высота бака водонапорной башни, z ВБ , z НС – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС- II .

Н ХОЗ.НАС = 1,1*6,92 + 15 + 6,6 + (100 – 98) = 31,2 м.

8.3. Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

Н ПОЖ.НАС = 1,1(h ВОД.ПОЖ + h С.ПОЖ ) + Н СВ + (z ДТ – z НС ),

где h ВОД.ПОЖ , h С.ПОЖ – соответственно, потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаре, Н СВ = 10 м – свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке.

Н ПОЖ.НАС = 1,1(28,36 + 18,62) + 10 + (92 – 98) = 55,7 м.

8.4. Т.к. Н ПОЖ.НАС – Н ХОЗ.НАС = 55,7 – 31,2 = 24,5 м > 10 м, то насосную станцию строим по принципу высокого давления, т.е. устанавливаем пожарные насосы, обеспечивающие Н ПОЖ.НАС и, следовательно более высокие, чем хозяйственные. При включении пожарных насосов в общий напорный коллектор обратные клапаны у хозяйственных насосов переключаются, подача воды хозяйственными насосами прекратится и надо их отключить. Поэтому в НС- II высокого давления пожарный насос должен обеспечить подачу не только расхода воды на пожаротушение, а подачу полного расчетного расхода воды в условиях пожаротушения, т.е. суммарный хозяйственно-питьевой, производственный и пожарный расходы воды.

По приложению 6 к Указаниям … выбираем хозяйственно-питьевые насосы марки Д200-36, пожарные насосы марки Д630-90.

Список использованной литературы

1. Качалов А.А., Воротынцев Ю.П., Власов А.В. Противопожарное водоснабжение. – М.: Стройиздат, 1985.
2. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. /Под ред. Ю.А. Кошмарова. –М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.
3. СП 8.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности».
4. СП 10.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности».
5. СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.
6. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1986.
7. Мальцев Е.Д. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. – М.: ВИПТШ МВД СССР.
8. ГОСТ 539-80. Трубы и муфты асбестоцементные напорные. – М.: Изд-во стандартов, 1982.
9. ГОСТ 12586-74. Трубы железобетонные напорные. – М.: Изд-во стандартов, 1982.
10. ГОСТ 16953-78. Трубы железобетонные напорные центрифугированнные. – М.: Изд-во стандартов,1979.
11. ГОСТ 9583-75. Трубы чугунные напорные, изготовленные методами центробежного и полунепрерывного литья. М.: Изд-во стандартов, 1977.
12. ГОСТ 21053-75 Трубы чугунные напорные со стыковым соединением под резиновые уплотнительные манжеты. М.: Изд-во стандартов, 1977.
13. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. –М.: Стройиздат, 1984.
14. ГОСТ 22247-76Е. Насосы центробежные консольные общего назначения для воды. Технические условия. –М.: Изд-во стандартов, 1982.

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рис. 2.2. Для приведенного в разделе 1 примера общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 208,23 л/с , в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 24,04 л/с , а сосредоточенный расход общественного здания 0,77 л/с .

Рис. 2.2. Расчётная схема водопроводной сети

1. Определим равномерно распределенный расход:

2.Определим удельный расход:

3. Определим путевые отборы:

Результаты приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Путевые расходы

4. Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Узловые расходы

5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 - сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда q 5 =51,553 л/с, Q 3 =23,6975 л/с. Величины узлов расходов показаны на рис. 2.3. С учетом сосредоточенных расходов

.

Рис 2.3. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара). Выберем диктующую точку, т.е. конечную точку подачи воды. В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 2.3). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5-, третье - 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение q 1 + q 1-2 + q 1-7 = Q пос.пр . Величины q 1 =18,342л/с и Q пос.пр =208,23л/с известны, а q 1-2 и q 1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q 1-2 =100л/с .

Тогда q 1-7 = Q пос.пр -(q 1 + q 1-2 )=208,23-(18,342+100)=89.888 л/с . Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

Значения q 1-7 =89,888 л/ c и q 7 =32,0985 л/ c известны, а q 7-4 и q 7-6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q 7-4 =30 л/ c .

Тогда q 7-6 = q 1-7 -(q 7 + q 7-4 )=89,888-(32,0985+30)=27,7895л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

q 2-3 = q 1-2 - q 2, q 3-4 = q 2-3 - q 3,

q 4-5 = q 7-4 + q 3-4 - q 4, q 6-5 = q 7-6 - q 6.

В результате получится:

q 2-3 = 77,0725 л/с, q 3-4 = 53,375 л/с ,

q 4-5 = 42,1055 л/с , q 6-5 = 9,4475 л/с.

Проверка: q 5 = q 4-5 + q 6-5 , q 5 = 42,1055+9,4475=51,553 л/с.

Можно начинать предварительно распределять расходы не с узла 1, а с узла 5. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис. 2.4.

Водопроводная сеть с диаметрами, определенными по экономическому фактору и расходам в обычное время (без пожара), кроме того, должна обеспечивать подачу воды для пожаротушения.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т.п. (п. 2.21 ). Для водопроводной сети, показанной на рис. 2.2, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т.е. . Однако из таблицы водопотребления (табл. 1.3) видно, что без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления будет с 9 до 10 часов.

Ключ: l, м; d, мм; q. л/с

Рис.2.4. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении

Расход воды Q ’ пос.пр =743,03м 3 /ч=206,40 л/с , в том числе сосредоточенный расход предприятия равен Q ’ пр =50,78 м 3 /ч=14,11 л/с , а сосредоточенный расход общественного здания Q об.зд =3,45 м 3 /ч=0,958 л/с=0,96 л/с .

Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:

Т.к.

,то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Равномерно распределенный расход будет равен:

Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 2.5.

Ключ: 1,м; d, мм; q, л/с

Рис. 2.5. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при пожаре.

7. Определим диаметры труб участков сети.

Для стальных труб по экономическому фактору Э=0,75 и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 2 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:

d 1-2 = 0,4 м; d 2-3 = 0,35 м; d 3-4 = 0,3 м;

d 4-5 = 0,35 м; d 5-6 = 0,25 м; d 6-7 = 0,25 м;

d 4-7 = 0,25 м; d 1-7 = 0,4 м.

Следует иметь в виду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределенным расходам без учета расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30 максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м. Если в нашем примере определять диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно- производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушение), то получаются следующие диаметры:

d 1-2 = 0,3 м; d 2-3 = 0,3 м; d 3-4 = 0,25 м;

d 1-7 = 0,3 м; d 7-4 = 0,2 м; d 7-6 = 0,2 м;

d 4-5 = 0,2 м; d 6-5 = 0,1 м.

Расчеты показали, что при этих диаметрах потери напора в сети при пожаре более 60 м. Это объясняется тем, что для сравнительно небольших населённых пунктов соотношение расходов воды по участкам водопроводной сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении довольно большое.

Поэтому диаметры труб некоторых участков следует увеличить и заново выполнить гидравлический расчет сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении и при пожаре.

В связи с вышеизложенным и для упрощения расчетов в курсовом проекте допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.