Инженерное обустройство территорий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Инженерное обустройство территории

Методическое пособие

для студентов дневного отделения специальности «Городской кадастр»

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Государственный университет по землеустройству

Кафедра Городского кадастра

Инженерное обустройство территории

Методическое пособие

для студентов сельскохозяйственных ВУЗов,

обучающихся по специальности

120303 «Городской кадастр»,

направлению 120300 «Землеустройство и кадастры»

УДК ______

ББК ______

Методическое пособие подготовлено и рекомендовано к печати кафедрой «Городской Кадастр» Государственного Университета по землеустройству ( протокол № __ от ________ г.).

Утверждено методической комиссией факультета «Городской Кадастр» Государственного Университета по землеустройству (протокол №___ от ______ г.).

Составители: проф. Н.Г. Конокотин, ст. преп. Глушенкова Н.А., ст. преп. Близнюкова Т.В., ст. преп. Романова А.В.

Рецензент : И.А. Синянский, к.т.н., доцент

Настоящее пособие входит в систему учебно-методического комплекса, конкретизирует, развивает и дополняет учебники, методические указания и рекомендации по инженерному обустройству территории. Разработано для оказания методической помощи студентам сельскохозяйственных ВУЗов специальности 120303 - «Городской кадастр» дневного отделения

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Исходные данные, содержание и порядок выполнения расчетно-графической работы

Задание 1. Разработка схемы вертикальной планировки поселения

Задание 2. Разработка схемы водоснабжения

Задание 3. Разработка схемы канализации

Задание 4. Разработка схемы теплоснабжения

Задание 5. Разработка схемы газоснабжения

Задание 6. Разработка схемы электроснабжения

Задание 7. Основы конструирования инженерных сетей

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Инженерная инфраструктура - это комплекс сооружений, коммуникаций, сетей, обеспечивающий устойчивое развитие и функционирование города.

Целью инженерной инфраструктуры является создание нормальных условий труда и быта населения (благоприятных условий для жизнедеятельности), создание условий для обеспечения здоровья жителей, обеспечения долговечности зданий и сооружений, технологических процессов, охраны городской среды и окружающей природной среды от загрязнения.

Специалистам в области кадастра объектов недвижимости чаще всего приходится работать не с целостной подборкой текстовых и графических документов по инженерному обустройству территорий населенных пунктов, а с разрозненными и разнородными проектными материалами. Поэтому требуется предельно отчетливо сознавать, какую информацию следует отбирать, и в какую структуру ее необходимо сводить. Такого рода знания и умения формируются лишь практикой, в частности, учебного проектирования инженерных систем. При проектировании окончательно закрепляются представления о минимально допустимой полноте систем водоснабжения, канализации и энергоснабжения, а также представлений о таком их «идеальном» состоянии, к которому следует стремиться в уже сложившихся системах инженерного оборудования городов.

В связи с этим студентам предлагается разработать на уровне генерального плана города схемы вертикальной планировки, водоснабжения, водоотведения, теплоснабжения, газо- и электроснабжения.

Настоящее пособие предназначено для оказания методической помощи студентам сельскохозяйственных ВУЗов специальности 120303 - «Городской кадастр».

В методическом пособии с учетом действующих нормативных документов, в объемах, определенных утвержденными рабочими программами по дисциплинам, рассматривается порядок разработки схем инженерного оборудования населенных пунктов, излагаются методики и примеры расчета ресурсопотребления города, характеристика технических систем водоснабжения, канализации и энергоснабжения на уровне генерального плана города и на уровне проекта застройки микрорайона.

Исходные данные, содержание и порядок выполнения расчетно-графической работы

Исходные данные

Главным материалом для выполнения проектных работ по инженерному обустройству территорий является опорный план, составляемый самим студентом на основе проектов, выполненных в процессе обучения на III курсе ГУЗа. На опорный план наносятся горизонтали с сечением рельефа 0,5м и масштабом 1 : 2000, водные объекты (реки, ручьи, озера и т.д.). С проекта планировки на опорный план наносится план красных линий проекта. Опорный план выполняется на кальке.

Содержание работы

Проектные работы по инженерному обустройству территорий выполняются в несколько этапов.

1. Составление схемы вертикальной планировки населенного пункта

2. Разработка схем инженерных сетей населенного пункта. При выполнении данного этапа проектирования студент выполняет следующую последовательность действий:

- рассчитывает ресурсопотребление населенного пункта,

- составляет схему инженерного оборудования на уровне генерального плана (определяет местоположение источников водоснабжения, энергоснабжения, местоположение приемника сточных вод, трассирует инженерные сети по всем улицам населенного пункта),

- трассирует инженерные сети внутри одного квартала секционной застройки.

3. Оформление пояснительной записки и графических материалов расчетно-графической работы.

Примерное содержание пояснительной записки представлено в приложении 5 Методического пособия.

Требования к оформлению пояснительной записки:

Расчетно-графическая работа должна оформляться в соответствии с требованиями действующих государственных стандартов. Общие требования к оформлению текстовых документов, а также требования к использованию в них формул, рисунков и таблиц, определены межгосударственным стандартом ГОСТ 2.105-95. Кроме того, эти же требования с уточнениями применительно к отчетам о НИР приведены в ГОСТ 7.32-2001.

Размер бумаги - А4 210*297 мм, поля: левое - 2,5 см, правое - 2,0 см, верхнее - 2,0 см, нижнее - 2,0 см; выравнивание - по ширине; первая строка (красная строка) - 1,5 см; интервалы перед и после абзацев - 0 пт (т.е. отсутствуют); межстрочный интервал - полуторный.

Графическая часть выполняется на листах кальки формата А-1. на чертежах должны быть использованы условные обозначения согласно ГОСТ 21.206-93 Условные обозначения трубопроводов.

Задание 1. Разработка схемы вертикальной планировки поселения

Вертикальная планировка - важный элемент инженерной подготовки территории. Ее назначение - привести естественный рельеф в состояние, соответствующее наиболее благоприятным условиям для общего планировочного решения. При строительстве и реконструкции населенных пунктов с помощью вертикальной планировки сооружают уличную сеть в соответствии с требованиями городского транспорта, обеспечивают нормальный отвод поверхностных вод с территории города. Вертикальная планировка имеет важное значение в создании необходимых условий для застройки микрорайонных территорий, так же при помощи нее решаются важные задачи по высотному расположению частей города, отдельных зданий и сооружений.

Задание: разработать схему вертикальной планировки:

1. Выполнить анализ существующего рельефа;

2. Разработать схемы организации стока поверхностных вод с территории поселения и отвод их за пределы населенного пункта;

Схема вертикальной планировки городских территорий, а так же территорий отдельных жилых кварталов разрабатывают методом профиля или посредством математических расчетов проектных уклонов и высотных отметок.

1.1 Анализ существующего рельефа

Разработку схемы вертикальной планировки начинают с анализа топографической основы. Анализ топографической основы включает:

- проверка наличия всех горизонталей;

- правильность отображения рельефа горизонталей;

- правильность подписания горизонталей;

- наличие берт-штрихов.

Анализ существующего рельефа включает:

1. Определение на топографической основе промоин, тальвегов, водоразделов, седловин, ям, насыпей, рытвин, обрывов, откосов, подпорных стенок и других естественных и искусственных форм рельефа;

2. Определение уклона рельефа на отдельных участках территории: равнинный - до 1%, слабый - 1-3%, с пологим склоном - 3-5%, с крутым склоном - более 5%.

3. Нанесение опорных точек на плане красных линий проекта планировки и застройки. Различают следующие виды опорных точек:

а) точки на пересечении осей улиц

б) точки на пересечении осей улиц и красных линий площадей

в) точки на пересечении осей улиц и границы населенного пункта

г) точки пересечения осей улиц с характерными линиями рельефа (тальвеги, водоразделы)

Рис. 1. Пример нанесения опорных точек на пересечении осей улиц

Рис. 2. Пример нанесения опорных точек на пересечении осей улиц и площадей

Рис. 3. Пример нанесения опорной точки на пересечении оси улицы и границы населенного пункта

Рис. 4. Пример нанесения опорной точки на пересечении оси улицы с характерной линией рельефа

4. Определение черных отметок (отметок естественного рельефа) на выделенных опорных точках.

Отметки определяются при помощи интерполяции горизонталей с точностью до 0,01 м и пишутся под длинной прямой крестика.

	27,38

5. Определение продольного уклона.

Между двумя опорными точками ставится стрелка с направлением уклона. Определяется расстояние между двумя опорными точками, превышение между ними и рассчитывается уклон.

i ‰

h, м

L, м

Уклон рассчитывается по формуле:

i = h / L, (1)

где i - уклон в промиллях;

L - расстояние до соседних опорных точек, (м);

h - превышение между соседними опорными точками, (м).

Например:

6. Определение мест встречного уклона. Определение недопустимых уклонов.

Существуют три негативных ситуации для уклонов: встречный уклон, уклон ниже минимального и уклон выше максимального. Эти ситуации необходимо выявить.

Места, где стрелки сходятся, называются встречным уклоном.

Рис. 5. Пример встречного уклона.

Минимально допустимый уклон - 5 ‰, максимально допустимый уклон - 80 ‰.

1.2 Решение схемы вертикальной планировки

Если при естественном рельефе невозможна организация стока поверхностных вод, то необходимо разработать проектные предложения по изменению рельефа. Существуют два способа исправления:

1) изменение трассировки улиц (т.е. внесение изменений в проект планировки населенного пункта);

2) изменение продольных уклонов улиц путем проведения земляных работ (с помощью срезок и подсыпок грунта).

Изменение продольных уклонов улиц проводится с использованием метода проектных профилей. Продольные профили необходимо составить на все участки улиц со встречным уклоном. Профиль составляется в двух масштабах: горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:200. На профиль наносится линия естественного рельефа, а затем вычерчивается линия проектного рельефа, позволяющая устранить встречный уклон. Если проектная (красная) отметка опорной точки больше существующей (черной) отметки, то на точке запроектирована насыпь, если меньше, то выемка. Максимальная высота насыпи - 0,5 м, максимальная высота выемки - 1м. Минимальное значение проектного уклона 5 промилей.

Необходимо исправить встречные и недопустимые уклоны, путем насыпей (срезок) и выемок (подсыпок) грунта, отвести поверхностные воды за черту населенного пункта. Все исправления записываются на схеме красным цветом, путем зачеркивания черных отметок и уклонов и написания новых красных отметок и уклонов сверху.

Устройство насыпей, выемок, откосов и подпорных стенок

Простейшим элементом вертикальной планировки территории при сопряжении поверхности с перепадом отметок является откос (заложение откоса 1:1, 1:3, 1:5). Чтобы предохранить откос от размыва поверхностными водами, у его подошвы устраивают лотки, кюветы, заглубленные в землю водоотводные трубы (рис. 6).

Рис. 6. Откос и лестница.

Вместо откосов часто устраивают подпорные стенки. На схеме насыпи и выемки обозначают красным цветом, используя условные обозначения, применяемые при оформлении планов масштаба 1:2000. В связи с учетом всех произведенных изменений естественного рельефа, то есть в связи с наметившейся проектной поверхностью территории населенного пункта, внутри кварталов крупными стрелками показать стоки поверхностных вод на улицы.

1.3 Анализ проделанной работы и предложения по корректировке размещения населенного пункта

Основным принципом вертикальной планировки является принцип баланса земляных работ. Это значит, что необходимо соблюдать условие, при котором баланс земляных масс должен быть приближен к нулевому. Это означает равенство объемов выемок и насыпей. Если эти объемы не совпадают, то требуются дополнительные расходы, удорожающие строительство. Поэтому необходимо проанализировать объемы земляных работ и после этого предложить схему по корректировке. При незначительных объемах земляных работ оставляется прежняя планировка населенного пункта, и улицы трассируются по красным исправленным отметкам. Если же объемы земляных работ велики, то необходимо перетрассировать улицы в отдельных частях населенного пункта или весь населенный пункт.

Задание 2. Разработка схемы водоснабжения

Одним из необходимых условий городского благоустройства является водоснабжение. Система водопровода учитывает количество потребителей и норму потребления воды. Населению вода требуется для удовлетворения физиологических потребностей: приготовления пищи, поддержания гигиены, хозяйственно-бытовой деятельности. Другой потребитель воды - промышленные предприятия, почти в каждом из которых технологический процесс связан с расходом большого количества воды. В городе так же учитывается расход воды на пожаротушение и полив зеленых насаждений.

При составлении схемы водоснабжения определяются места основных сооружений водопроводной сети при открытых или закрытых источниках водоснабжения. Вокруг скважины при закрытом водоисточнике и насосных сооружений при открытом водоисточнике определяется зона строгого санитарного режима и намечается ограждение. Кроме того, наносится зона санитарной охраны.

Одна скважина обычно не обеспечивает потребности населения в воде (рис. 7). В связи с этим рассчитывается общая потребность населения в воде, потребный суточный расход воды, и по предполагаемому суточному расходу воды в одной скважине определяется их количество.

Рис. 7. Обозначение насосной станции и артезианских скважин.

Задание: рассчитать объем водопотребления в селитебной зоне населенного пункта, составить схему водоснабжения населенного пункта на уровне генерального плана города, выполнить трассировку хозяйственно-питьевого водопровода внутри одного квартала секционной застройки.

2.1 Расчет потребности в воде

Суточный расчетный расход воды в среднем за год на хозяйственно- питьевые нужды определяется по формуле:

Q_сут.ср. = (q_ж•N)/ 1000, (2)

где Q_сут.ср. - суточный расчетный расход воды в среднем за год, (м³/сут);

N - расчетное количество жителей, (чел.);

q_ж - норма водопотребления на 1 жителя (л/сут), равное 230-250 л/сут.

Таблица №1. Удельные расходы хозяйственно-питьевой воды в населенных пунктах

№ п/п	Степень благоустройства зон жилой застройки	Удельные среднесуточные показатели (литр в сутки)
1	Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией: - без ванн - с ваннами и местными водонагревателями - с центральным горячим водоснабжением	125-160 160-230 230-250
2	Застройка зданиями, не оборудованными водопроводом и канализацией, с использованием воды из водораздаточных колонок	30-50

Суточное употребление является, как правило, неравномерным, поэтому рассчитывают расход воды по максимальным и минимальным размерам:

Q_{сут max} = K_{сут max} •Q_{сут ср,} (3)

Q_{сут min} = К_{сут min} •Q _{сут ср}, (4)

где Q_{сут max}, Q_{сут min} - показатели максимального и минимального среднего суточного потребления, (м³/сут);

К - коэффициент суточного неравномерного водопотребления, равный

К_{сут max} = 1,1-1,3. К_{сут min} = 0,7-0,9;

Q_сут.ср. - суточный расчетный расход воды в среднем за год, (м³/сут).

Расчетные часовые расходы воды определяются по формуле:

q_чmax = к_чmax • Q_maxсут/24 (5)

q_чmin = к_чmin • Q_minсут/24 (6)

к_чmax = б _max • в_max (7)

к_чmin = б _min • в_min (8)

б _max = 1,2 - 1,4; б _min = 0,4 - 0,6,

где q_чmax, q_чmin - расчетные часовые расходы воды, (м³/ч);

к_чmax, к_чmin - коэффициенты минимального и максимального часового расхода воды;

Q_{сут max}, Q_{сут min} - показатели максимального и минимального среднего суточного потребления, (м³/сут);

При численности населения 6000 человек в_max=1,4; в_min=0,25.

При численности населения 10000 человек в_max=1,3; в_min=0,4.

При численности населения 20000 человек в_max=1,2; в_min=0,5.

При численности населения, попадающей в диапазон между данными числами, значения в_max и в_min определяются интерполяцией.

Для укрупнённых расчётов суммарный расход воды на поливку и проезжей части, и тротуаров, и зелёных насаждений принимается из расчёта 50-90 л/сут на одного жителя.

Q_полив = q • N, (9)

где Q_полив - средний расход воды на поливку зеленых насаждений и помывку проезжих частей, (л/сут);

q - суммарный расход воды на поливку зеленых насаждений и помывку проезжих частей (л/сут);

N - расчетное количество жителей, (чел.).

Для нужд пожаротушения:

Таблица №2. Потребление воды на нужды пожаротушения

Число жителей, тыс. чел.	Расчетное количество одновременных пожаров	Расход воды на тушение 1 пожара, л/сек.
		Здания высотой до 2-х этажей независимо от степени огнестойкости	Здания высотой от 3-х этажей независимо от степени огнестойкости
1-5	1 пожар	10	10
5-10	1 пожар	10	15
10-25	2 пожара	10	15

При количестве жителей от 5000 до 10000 количество одновременных пожаров в сутки - 1, а расход воды на пожаротушение при застройке 3-этажными и более - 15 л/сек.

Q_пож = ((З_г•10(15))•86400) / 1000, (10)

где Q_пож - средний расход воды на нужды пожаротушения, (м³/сут);

З_г - застройка города, (%);

10 (15) - количество воды для тушения пожара, зависит от этажности, (л/сек);

86400 - количество секунд в сутках;

1000 - количество литров в м³.

Неучтенные расходы составляют:

Q_неучт = 10% от Q_сут.ср. (11)

Общее количество потребляемой воды:

Q_общ = Q_ср.сут. + Q_полив + Q_пож + Q_неучт (12)

2.2 Формирование системы водоснабжения на уровне генерального плана города.

Водопроводная сеть - это совокупность трубопроводных линий для подачи воды в места потребления.

Источники водоснабжения

Используемые для водоснабжения источники подразделяются на две основные группы:

- поверхностные источники (реки, озера, водохранилища пресной воды);

- подземные источники (артезианские воды и родники).

Рис. 8. Блок-схема водоснабжения при подземном источнике

Рис. 9. Блок-схема водоснабжения при поверхностном источнике.

По начертанию в плане различают два вида сетей:

- тупиковые;

- кольцевые.

Тупиковые сети обеспечивают попадание воды к потребителю по кратчайшему расстоянию, но не в полной мере отвечают требованиям безопасности бесперебойного водоснабжения.

Кольцевые сети имеют большую протяженность и большую надежность.

Участки водопроводных сетей делят на:

- магистральные;

- распределительные.

Магистральными называются участки, которые предназначены для транспортирования воды по территории населенного пункта. Распределительными называются участки, которые получают воду из магистральных линий и подают ее потребителю через центральные пункты.

2.3. Характеристика технической системы водоснабжения на уровне проекта застройки микрорайона, трассирование сетей

Сети водоснабжения трассируют по улицам, в квартале коммуникации проводят по внутриквартальным проездам. Водопровод подводится к каждому зданию. На водопроводных сетях для правильной эксплуатации и ремонта устраивают смотровые колодцы. Их устраивают во всех местах изменения направления, диаметра или уклона, в местах присоединения боковых линий (рис. 10).

Рис. 10. Пример схемы водоснабжения на уровне квартала.

1 - магистральная водопроводная сеть;

2 - распределительная водопроводная сеть квартала (кольцевая, присоединяется двумя водоводами к транзитному участку магистральной водопроводной сети);

3 - вводы внутренних трубопроводов жилых и общественных зданий (как правило, один ввод для здания);

4 - водопроводные колодцы, в которых размещается арматура.

Задание 3. Разработка схемы канализации

Необходимой системой очистки населенных мест от сточных вод является канализация. Ее задача - удаление воды, загрязненной в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека и работы промышленных предприятий, использующих воду в технологических процессах.

Канализация производит не только отвод сточных вод от зданий, но и очищает их до такой степени, что при сбросе их в водоем они не нарушают его санитарных условий. Для этой цели применяют канализационные сети, насосные станции перекачки, сооружения для очистки сточных вод и для выпуска сточных очищенных вод (рис. 11).

Рис.11. Блок-схема водоотведения.

1 - бытовая канализационная сеть (1`, 1`` - участки сети в различных бассейнах канализования); 2 - районная насосная станция (РНС); 3 - главная насосная станция (ГНС); 4 - канализационные очистные сооружения (КОС); 5 - выпуск очищенных сточных вод; 6 - передача очищенных сточных вод в систему технического водоснабжения промышленных предприятий; 7 - ливневая дождевая канализация; 8 - разделительная камера для связи блоков 1 и 7; 9 - выпуск поверхностных вод в водоемы и водотоки; 10 - очистные сооружения для предварительной очистки поверхностных вод; 11 - дозированная передача поверхностных вод в блок 4. Сплошные линии - минимально необходимые блоки; пунктирные линии - блоки, которых может не быть.

Трассу канализации выбирают с помощью технико-экономической оценки возможных вариантов. При параллельной прокладке нескольких напорных трубопроводов расстояние от наружных поверхностей труб до сооружений и инженерных коммуникаций должны приниматься в соответствии со СНиП 2.04.03-85 исходя из условий защиты смежных трубопроводов и производства работ.

Задание: рассчитать объем сточных вод, отводимых от селитебной зоны, разработать схему водоотведения на уровне генерального плана населенного пункта, выполнить трассировку сетей внутриквартальной канализации, рассчитать количество твердых бытовых отходов в селитебной зоне.

3.1 Расчет водоотведения

При разработке схем канализации на основе проекта планировки и застройки города, определение суммарных расходов городских сточных вод может происходить по укрупненным показателям:

Q_к = 1,25 • q_к • N_ж / 1000, (13)

где Q_к - среднесуточный расход городских сточных вод от селитебной территории, м³/сут;

q_к - удельное водоотведение, равное удельному водопотреблению (q_к= q_ж, q_ж=230-350 л/сут), (л/сут);

1,25 - коэффициент, учитывающий сточные воды от бытовых помещений промышленных предприятий;

N - расчетное число жителей, (чел).

3.2 Формирование системы водоотведения на уровне генерального плана города

Канализационная сеть - это совокупность подземных трубопроводов и коллекторов для приема и отведения сточных вод с территории города к очистным сооружениям.

В практике применяют следующие виды схем канализирования:

1) пересеченная, она сочетает элементы перпендикулярной схемы с общим коллектором для отвода и сброса на очистные сооружения, применяется при реконструкции перпендикулярной схемы (рис. 12);

Рис. 12. Пересеченная схема канализации, граница города; граница бассейнов канализования;

1 - коллекторы бассейнов канализования; 2 - главный коллектор; 3 - насосная станция; 4 - очистные сооружения; 5 - выпуск очищенных сточных вод в водоем; 6 - напорная ветка.

2) веерная или параллельная - на очень крутых склонах (рис. 13);

Рис. 13. Параллельная схема канализации.

1 - коллекторы бассейнов канализования; 2 - главный коллектор; 4 - очистные сооружения; 5 - выпуск очищенных сточных вод в водоем.

2) радиальная (рис. 14);

Рис. 14. Радиальная схема канализации.

- граница города;

- граница бассейнов канализования;

4 - очистные сооружения; 6 - напорная ветка; 10 - 13 - главные коллекторы районов города; 14 - районная насосная станция.

4) зонная (поясная) (рис. 15);

Рис. 15. Зонная схема канализации.

- граница города;

- граница бассейнов канализования;

3 - насосная станция; 4 - очистные сооружения; 5 - выпуск очищенных сточных вод в водоем; 6 - напорная ветка; 7 - отводной коллектор; 8 - главный коллектор верхней зоны; 9 - главный коллектор нижней зоны.

3.3 Характеристика технической системы водоотведения на уровне проекта застройки микрорайона, трассирование сетей

Трасса сети канализационных коллекторов прокладывается по улицам, принимает стоки с обеих сторон улиц и направляет их самотеком к очистным сооружениям. Если продольные уклоны по улицам не позволяют проложить самотечный трубопровод, то на каком-то участке прокладывается напорный трубопровод с подачей в него стоков при помощи станции перекачки (рис. 16). Количество станций перекачки и протяженность напорных коллекторов должны быть минимальными.

Рис. 16. Пример схемы водоотведения на уровне квартала.

1 - уличная канализационная сеть; 2 - дворовая канализационная сеть; 3 - выпуски внутренней канализации жилых и общественных зданий; 4 - смотровые канализационные колодцы

Сети прокладываются по пониженной стороне улицы (рис. 17). Главный коллектор располагают по пониженной стороне селитебной территории, очистные сооружения располагают за пределами города. Внутри квартала сети трассируют к каждой секции здания, устраивая смотровые колодцы как в водоснабжении. Сети прокладывают по внутриквартальным проездам.

Рис. 17. Элементы наружной канализации.

При составлении схемы канализации необходимо указать стрелками канализационную сеть каждого квартала, по улицам указать стрелками самотечную сеть (рис. 18). Если местность холмистая и распадается на два и более бассейна канализации, то необходимо свести все стрелки в две части, с одной стороны это будет, как правило, главный коллектор у набережной, а с другой стороны устраивают напорную сеть канализации, ее соединяют с насосной станцией. Остальные сети должны быть самотечными.

Рис. 18. Способы трассирования канализационных сетей.

1,2 - кварталы; 3 - здания кварталов.

3.4 Санитарная очистка

Одним из существенных элементов благоустройства городов является санитарная очистка городских территорий и окружающей среды.

В результате жизнедеятельности людей в городах образуется значительное количество отбросов. Отбросы можно разделить на твердые и жидкие. Отбросы вредны для человека. Под действием микроорганизмов они способны разлагаться, и в них значительное время сохраняются и размножаются возбудители инфекционных заболеваний, возникает неприятный запах. Для создания нормальных санитарных условий в городах все отбросы необходимо своевременно удалять с городских территорий: твердые отходы вывозить, а жидкие направлять с помощью канализационных сетей на очистные сооружения.

Определение суммарного количества бытовых отходов может производиться по укрупненным показателям, согласно Приложению 11 СНиПа 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений»:

G^бо = g^бо • N, (14)

где G^бо - расчетное годовое количество бытовых отходов, тонны в год;

g^бо - норма накопления бытовых отходов в кг в год на одного человека,

g^бо = 280 - 300 кг в год на 1 человека.

Предполагается использование земельных участков пригородной зоны под предприятия по переработке отходов, поля компостирования, полигоны (п.7.5, 7.6 СНиПа 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений»). Для захоронения отходов в работе должны быть предусмотрены полигоны определенных размеров:

F = f • G^бо, (15)

где F - площадь земельного участка для полигонов, га

f - удельный размер земельного участка на 1000 тонн в год твердых бытовых отходов, га

f = 0,02 - 0,05 га (таблица 12 СНиПа 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений»)

Размер санитарно-защитной зоны 500 метров.

Задание 4. Разработка схемы теплоснабжения

Здоровье и работоспособность человека сильно зависят от того, насколько помещение в санитарно-гигиеническом отношении удовлетворяет его физиологическим требованиям.

Микроклимат - это совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов. Расчетные параметры микроклимата нормируются в зависимости от времени года. В году различают следующие периоды:

· теплый t_н > + 8⁰ C

· холодный t_н < + 8⁰ C

· переходный t_н = + 8⁰ C

В жилых, общественных и административно-бытовых помещениях оптимальная температура должна быть на уровне следующих значений:

	Холодный период	Теплый период
Легкая работа	200-230 С	220-250С
Работа средней тяжести	170-200С	210-230С
Тяжелая работа	160-180С	180-210С

Теплоснабжение - это снабжение теплотой с помощью теплоносителя (горячей воды или водяного пара) систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий, а также технологических потребителей. Централизованное теплоснабжение обеспечивает подачу теплоты многим потребителям, расположенным вне места ее выработки. Система централизованного теплоснабжения включает источник тепла (котельные или теплоэлектроцентраль ТЭЦ) и трубопроводы (тепловые сети), подающие теплоту к месту потребления.

Отопление - это искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них тепловых потерь и поддержания на заданном уровне температуры, определенной условиями теплового комфорта для людей или требованиями технологического процесса.

Вентиляция - это естественный или искусственно регулируемый воздухообмен в помещениях, обеспечивающий создание воздушной среды в соответствии с санитарно-гигиеническими и технологическими требованиями.

Горячее водоснабжение - это система мероприятий, оборудования и устройств по снабжению горячей водой различных потребителей.

Задание: рассчитать объем теплопотребления в селитебной зоне населенного пункта, разработать схему теплоснабжения на уровне генерального плана населенного пункта, выполнить трассировку тепловых сетей внутри одного квартала секционной застройки.

4.1 Расчет теплопотребления населенного пункта

По характеру тепловых нагрузок различают сезонных и постоянных потребителей. К сезонным относят системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, тепловые нагрузки которых изменяются в соответствии с температурой наружного воздуха. К постоянным потребителям относятся производственные, а также системы горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Сезонные потребители имеют постоянную нагрузку в течение суток, и переменную по времени года; постоянные потребители характеризуются переменностью суточной нагрузки.

Для выбора мощности источника тепла необходимы сведения о тепловых нагрузках потребителей. Максимальные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий следует принимать при проектировании тепловых сетей по соответствующим проектам. При отсутствии проектов допускается определять тепловые потоки в соответствии с п.2.4. СНиП 2.04.07-86*:

а) максимальный тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий

Q_{o max} = q_o A (1+ k₁), (16)

б) максимальный тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий

Q_{v max} = k₁• k₂ •q_o •A, (17)

в) максимальный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Q_{h max} = 2,4 q_h N, (18)

где q_o - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 кв.м общей площади, Вт/м². Данный показатель зависит от года постройки, типа проекта, этажности. Для зданий постройки после 1985г. по новым типовым проектам при температуре наружного воздуха 20⁰ С

Этажность	qo, Вт/м2
1-2	166
3-4	91
5 и более	73

А - общая площадь зданий, м²;

k₁ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий 0,25;

k₂ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий 0,60;

q_h - укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на 1 человека, Вт/чел. При норме расхода горячей воды 90 л/сут на 1 человека с учетом потребления в общественных зданиях q_h = 332 Вт/чел;

N - численность населения, чел.

4.2 Формирование системы теплоснабжения на уровне генерального плана города

Конкретное проектное решение по генеральной схеме теплоснабжения города должно содержать:

- выбор мощности источника теплоснабжения и его размещение

- трассирование магистральной тепловой сети

- выбор местоположения насосной станции на подающем или обратном трубопроводе

С учетом тепловой мощности системы теплоснабжения и степени удаленности потребителей теплоты от источника ее выработки различают централизованные и децентрализованные системы. По роду теплоносителя различают паровые и водяные системы. Наиболее совершенной формой централизованного теплоснабжения является теплофикация, при которой на ТЭЦ одновременно вырабатывается электрическая и тепловая энергия. Централизованное теплоснабжение строится на преимущественном использовании в качестве органического топлива природного газа.

Размеры земельных участков для отдельно стоящих котельных, располагаемых в районах жилой застройки, следует принимать по таблице № 3.

Таблица № 3. Размеры земельных участков котельных

Теплопроизводительность котельных, МВт	Размеры земельных участков ,га, котельных, работающих
	на твердом топливе	на газомазутном топливе
До 6	0,7	0,7
От 6 до 12	1,0	1,0
Св. 12 до 58	2,0	1,5
Св. 58 до 116	3,0	2,5
Св. 116 до 233	3,7	3,0
Св. 233 до 466	4,3	3,5

Размер санитарно-защитной зоны от котельной 50м.

Наружная водяная тепловая сеть в системах централизованного теплоснабжения - это напорный сложный длинный трубопровод с условным разграничением на магистральную и распределительную части соответственно до и после микрорайонных центральных тепловых пунктов (ЦТП). Для магистральных се6тей характерен большой диаметр труб (до 800мм). Магистральные тепловые сети выполняются двухтрубными, с подающим и обратным трубопроводами. Распределительные сети исполняются четырех трубными: подающий и обратный трубопроводы систем отопления и вентиляции, подающий и циркуляционный трубопроводы системы горячего водоснабжения.

Для формирования тепловой сети минимальной суммарной протяженности в качестве основной рекомендуется радиальная (лучевая) схема. Недостаток этой схемы - отсутствия резервирования, то есть после точки аварии прекращается подача теплоты ко всем потребителям. Рекомендуется предусматривать перемычки между лучами магистральных теплопроводов, что выглядит как закольцовывание сети. Но перемычка дает лишь возможность при аварии сформировать новую временную, но лучевую схему подачи теплоносителя.

Трассирование тепловой сети предусматривается с учетом:

- планировки города

- местоположения различных наземных и надземных сооружений

- грунтовых условий

- и т.д.

Магистральные теплопроводы прокладываются по районам максимальной тепловой нагрузки.

Меняющийся режим использования теплоты требует создания развитой структуры регулирования отпуска теплоты. Групповое регулирование происходит в центральных тепловых пунктах (ЦТП), индивидуальное в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП).

В ЦТП присоединяются системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения нескольких зданий (или целого квартала). В ИТП - одного здания или его части. Устройство ИТП обязательно для каждого здания независимо от наличия ЦТП.

На рисунке 18 представлена схема системы централизованного теплоснабжения на уровне генерального плана города.

Рис.18. Схема централизованного теплоснабжения населенного пункта.

1 - теплопровод в промзону; 2 - транзитный участок магистральной тепловой сети; 3 - лучи магистральной тепловой сети; 4 - перемычка между лучами магистральной тепловой сети; 5 - насосная станция на магистральном теплопроводе; 6 - центральные тепловые пункты микрорайонов.

Крупные системы централизованного теплоснабжения могут иметь более сложную структуру с наличием нескольких источников тепла, работающих на единые тепловые сети.

4.3 Характеристика технической системы теплоснабжения на уровне проекта застройки микрорайона, трассирование распределительной тепловой сети микрорайона

\

Рис.19. Схема системы централизованного теплоснабжения квартала жилой застройки

1 - двухтрубная водяная магистральная тепловая сеть от котельной; 2 - центральный тепловой пункт (ЦТП); 3 - четырехтрубная водяная распределительная сеть от ЦТП; 4 - камеры для размещения арматуры (задвижки, вентили, спускники, воздушники и т.д.); 5 - неподвижные опоры трубопровода.

Т1 - подающий теплопровод систем отопления и вентиляции; Т2 - обратный теплопровод систем отопления и вентиляции; Т3 - подающий теплопровод централизованного горячего водоснабжения; Т4 - циркуляционный теплопровод централизованного горячего водоснабжения.

Распределительная тепловая сеть прокладывается вдоль зданий и проездов по тупиковой схеме. Транзитная прокладка водяных сетей через здания производится в технических подпольях, технических коридорах и тоннелях. Пересечение детских дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений не допускается. Неподвижные опоры устанавливаются на входе и выходе ЦТП, насосных станций, в местах ответвлений и на поворотах трассы.

Задание 5. Разработка схемы газоснабжения

Горючие газы - это преимущественно CH4 и его гомологи, содержащие в природных условиях примеси азота, углекислого газа, сероводорода, инертных газов и так далее. Природные газы подразделяются на:

- газы, добываемые из чисто газовых месторождений (СН4), называются тощими или сухими;

- газы, выделяющиеся из скважин нефтяных месторождений, совместно с нефтью, часто называются попутными газами. Это смесь сухого газа (СН4), пропанобутановой фракции и газового бензина, это жирные газы;

- газы, добываемые из конденсатных месторождений. Это смесь сухого газа и в основном паров тяжелых углеводородов (бензиновая, легроиновая и керосиновая фракции).

На газобензиновых заводах из попутных газов выделяют газовый бензин, пропан и бутан, последние также из газов конденсатных месторождений. Пропанобутановая смесь для газоснабжения городов в виде сжиженных углеводородных газов (СУГ).

Кроме природных, используются искусственные горючие газы, получаемые при сухой перегонке (коксовый газ) и газификации (генераторный газ) твердого топлива.

Газоснабжение - это организованная подача и распределение газового топлива, контролируемого качества в необходимом количестве для коммунально-бытовых и производственных потребителей. Централизованные системы - газ доставляется по газовой сети. Децентрализованные - поступление газа от местных газогенерирующих установок или с использованием емкостей (цистерн, баллонов) с СУГ.

Газопровод магистральный - сооружение для транспортирования горючих газов от места их добычи к пунктам потребления на сотни и тысячи километров. Рабочее давление примерно 5,5 МПа, создается газокомпрессорными станциями с интервалом 100-120 км.

В конечном пункте располагается газораспределительная станция (ГРС), в которой давление снижается до уровня, необходимого для снабжения потребителя.

Газовая сеть - это система распределительных трубопроводов для транспортирования горючих газов и распределения их между потребителями населенного пункта (состоит из наружной распределительной газовой сети, газорегуляторных пунктов, а также внутренних газопроводов, необходимых для снабжения газовых приборов топливом).

Газорегуляторный пункт - это комплекс устройств для автоматического снижения давления, его поддержания, для постоянного слежения в газопроводе.

ГРП, монтируемое непосредственно у потребителей предназначается для снабжения газом котлов, печей, их называют газорегуляторными установками ГРУ.

Отличие ГРП от ГРС на уровне технического и детального решения обусловлено существенно большей производительностью ГРС (до 300…500 тысяч м3/ч).

Газовые приборы (аппараты) - это устройства в жилых и общественных зданиях для приготовления пищи, подогрева воды и отопления помещения. Используется энергия, полученная в виде теплоты сгорания газа.

Задание: рассчитать объем газопотребления в селитебной зоне населенного пункта, разработать схему газоснабжения на уровне генерального плана населенного пункта, выполнить трассировку газопровода внутри одного квартала секционной застройки.

5.1 Расчет газопотребления населенного пункта

Все виды потребления газа в пределах селитебной территории и промзоне можно сгруппировать на:

1. бытовое потребление

2. потребление в общественных зданиях различного назначения

3. потребление на централизованное теплоснабжение

4. технологическое потребление на промышленных предприятиях

Согласно СНиП 2.04.08-87 «Газоснабжение», давление газа в газопроводах внутри зданий следует принимать:

- до 0,6 МПа в производственных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, котельных и т.д.;

- до 0,3 МПа в предприятиях коммунально-бытового обслуживания производственного характера;

- до 5 КПа в предприятиях бытового обслуживания непроизводственного характера;

- до 3 КПа в жилых зданиях.

При составлении проектов генеральных планов городов и других поселений допускается принимать укрупненные показатели потребления газа.

Q^г_к/б = q^г • N , (19)

где Q^г_к/б - годовое газопотребление в селитебной территории города, м³/год;

q^г - удельное потребление газа, м³/год на 1 чел., при теплоте сгорания газа 34 МДж/м³:

при наличии централизованного горячего водоснабжения - 100;

при горячем водоснабжении от газовых водонагревателей - 250;

при отсутствии всяких видов горячего водоснабжения 125 (165 в сельской местности);

N - количество жителей, чел.

Система газоснабжения города должна рассчитываться на максимальный часовой расход газа.

Для выбора числа типовых сетевых газорегуляторных пунктов (ГРП) максимальный часовой расход газа следует определять как долю годового расхода газа.

Q^{г к/б}_мах = К_мах Q^г_к/б (20)

где Q^{г к/б}_мах - максимальный расчетный расход газа на коммунально-бытовые нужды, м³/час;

К_мах - коэффициент часового максимального расхода (коэффициент пересчета годового расхода в часовой).

Таблица № 4. Выбор коэффициента часового максимального расхода газа.

Число жителей, снабжаемых газом, чел.	Коэффициент часового максимального расхода газа
3000	1/2050
5000	1/2100
10000	1/2200
20000	1/2300
30000	1/2400

5.2. Характеристика системы газоснабжения на уровне генерального плана города

Классификация газопроводов, входящих в систему газоснабжения представлена в таблице №5.

Таблица № 5. Классификация газопроводов.

Газопроводы	Классификационный показатель
Наружные и внутренние	Местоположение относительно планировки поселений
Подземные, надземные, наземные	Местоположение относительно поверхности земли
Распределительные, газопроводы-вводы, вводные, продувочные, сбросные, импульсные, а также межпоселковые	Назначение в системе газоснабжение
Металлические и неметаллические	Материал труб
Природного газа, попутного газа и СУГ	Вид транспортируемого газа

В соответствии с указаниями пункта 2.2 СНиПа 2.04.08-87 «Газоснабжение», газопроводоы по уровню давления газа в них делятся на:

Г1 - газопровод низкого давления (р ? 5 кПа)

Г2 - газопровод среднего давления (р ? 0,3 МПа)

Г3 - газопровод высокого давления второй категории (р ?0,6 МПа)

Г4 - газопровод высокого давления первой категории (р ? 1,2 МПа)

(Г4 применяют только для крупных городов)

Распределительные наружные газопроводы высокого и среднего давлений выполняются чаще всего кольцевыми (газопроводы Г1). Трассирование газопроводов тесно связано с планировкой города, размещением крупных потребителей, наличием особого рода препятствий. Трассирование выполняют так, чтобы общая протяженность газопроводов была минимальной. В профиле одних и тех же улиц возможна параллельная прокладка газопроводов Г1, Г2, Г3. Следует стремиться к прокладке Г3 и Г4 по периферийной части города, где плотность населения минимальна и относительно мало подземных коммуникаций.

Газопроводы высокого и среднего давления должны обслуживать и коммунальных, и промышленных потребителей. Но для крупных промышленных предприятий, ТЭЦ допустима прокладка специальных трубопроводов либо от газораспределительной станции, либо от магистрального газопровода.

Плотность прокладки газопроводов низкого давления должна быть такой, чтобы длина газопроводов-вводов была 50-100 м.

Газорегуляторные пункты (ГРП).

Газорегуляторные пункты необходимы для связи участков газопроводов с различным рабочим давлением (Г1-Г3; Г2-Г3). Центральным элементом ГРП является регулятор давления. Кроме него ГРП может оборудоваться фильтрами, предохранительными клапанами, комплектом КИП (контрольно-измерительные приборы) и т.д. Все это в различных вариантах исполнения обычно размещается в отдельно стоящих или пристроенных зданиях и шкафах. Для отдельно стоящих ГРП должно выдерживаться удаление от сооружений различного вида 10-15 м.

Для соединения развитых кольцевых трубопроводов Г3 и Г1 (последний имеет вид единого трубопровода для всей селитебной территории) необходимо несколько сетевых ГРП, имеющих пропускную способность от 1000 до 3000 м³/час и радиус действия 400-800м. Сетевые ГРП располагаются в условных центрах зон обслуживания, границы которых точно установить нельзя.

Если же трубопровод Г1 представлен отдельными микрорайонными участками, то устраиваются квартальные ГРП с пропускной способностью 100-500 м³/час и радиусом 50-200м. Эти ГРП размещаются в отапливаемых шкафах, они обычно предназначаются для связи Г2-Г1, то есть давления на входе менее 0,3 МПа.

На рисунке 20 представлена схема централизованного газоснабжения среднего города, двухступенчатая со связью Г3-Г1. На схеме показаны сетевые ГРП.

Рис.20. Схема централизованного газоснабжения.

ГРС - газораспределительная станция; Г1 - газопровод низкого давления (р ? 5 кПа); Г3 - газопровод высокого давления второй категории (р ?0,6 МПа); ГРП - газорегуляторный пункт.

На полосе между красной линией квартала и линией застройки следует размещать газопровод Г1.

5.3. Характеристика технической системы газоснабжения на уровне проекта застройки микрорайона

Рис. 21. Схема газоснабжения квартала жилой застройки

- подземная прокладка Г1

- надземная прокладка Г1 внутри квартала (по стенам жилых и общественных зданий)

1- распределительная газовая сеть за пределами квартала; 2 - газопроводы-вводы; 3 - вводы внутренней газовой сети; 4 - колодцы с запорной арматурой; 5 - конденсатосборники.

Распределительными газопроводами следует считать наружные газопроводы, обеспечивающие подачу газа от источников газоснабжения до газопроводов - вводов.

Газопроводом-вводом следует считать газопровод от места присоединения к распределительному газопроводу до отключающего устройства на вводе.

Вводным газопроводом следует считать участок газопровода от отключающего устройства на вводе в здание до внутреннего газопровода, включая газопровод, проложенный в футляре через стену здания. Вводы газопроводов в жилые дома должны предусматриваться в нежилые помещения, доступные для осмотра газопровода. Отключающее устройство должно быть снаружи зданий.

...