Проектирование систем водоснабжения и водоотведения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Выбор систем водоснабжения и водоотведения

1.1 Потребительский и водный баланс объекта

2. Проектирование системы холодного водоснабжения

2.1 Конструирование системы

2.2 Решение схемы водоснабжения, расчет отметок

2.3 Определение общих расходов в системе В1

2.4 Гидравлический расчет водопроводной сети

3. Хозяйственно-бытовая канализация

3.1 Выбор схемы внутренней канализации

3.2 Конструирование бытовой канализации

3.3 Внутренняя канализационная сеть

3.4 Дворовая сеть

3.5 Расчет внутренней канализации

3.6 Проверка пропускной способности стояка

3.7 Расчет горизонтальных трубопроводов

3.8 Дворовая канализация

Литература

Введение

Согласно заданию на выполнение курсового проекта объектом водоснабжения является 8-этажный жилой дом. Количество квартир в доме - 32. В каждой квартире установлено 4 стандартных санитарных прибора: умывальник, ванна, унитаз со смывным бачком типа «компакт» и мойка на кухне. Сбор и отвод хозяйственно-бытовых вод осуществляется в приемники сточных вод: отводящие трубопроводы от умывальников, унитаза, мойки и ванны.

1. Выбор систем водоснабжения и водоотведения

Исходя из назначения здания - жилое - принимаем хозяйственно-питьевую систему водоснабжения, которая должна подавать воду каждому потребителю, исходя из степени благоустройства здания (квартиры оборудованы: умывальниками, ваннами, мойками, унитазами) согласно прил. 3 СНиП 2.04.01-85*.

В1 - хозяйственно-питьевой водопровод, предназначенный для подачи воды всем потребителям, должен обеспечивать:

- подачу расчетного количества воды;

- подачу воды питьевого качества, отвечающей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01;

- поддержание требуемого давления перед всеми водоразборными точками на уровне, обеспечивающем заданный секундный расход;

- бесперебойность подачи воды, исключающей нанесение ущерба здоровью человека и санитарно-техническому состоянию здания;

- долговечность, соизмеримая с долговечностью возводимых зданий (100 лет);

- герметичность во всем диапазоне рабочих давлений;

- прочность и стойкость к воздействию внутреннего давления, а также при случайном внешнем воздействии;

- безопасность использования и эксплуатации;

- ремонтопригодность;

- минимальную строительную и эксплуатационную стоимость.

Система хозяйственно-питьевого водоснабжения В1 обеспечивает подачу воды из городского водопровода в каждую квартиру в объеме 190 л/(чел-сут).

Для полива прилегающих территорий принимаем поливочный водопровод В11, который должен обеспечить подачу воды на полив зеленых насаждений и мойку тротуаров.

Для экономии строительных и эксплуатационных затрат учитываем, что на поливку тратится незначительное количество воды от общего водопотребления, а также принимаем единую систему хозяйственно-противопожарного и поливочного водопровода.

Для удаления сточных вод от санитарно-гигиенических и хозяйственных процессов в квартире принимаем бытовую канализацию - К1, которая должна обеспечивать бесперебойное водоотведение стоков от потребителей в течение 100 лет эксплуатации здания, а также при минимальных общественных затратах на строительство и эксплуатацию.

Исходя из назначения зданий принимаем бытовую канализацию (К1), которая должна отводить загрязненные воды от всех сантехнических приборов в городскую канализацию диаметром 300 мм.

Учитывая наличие централизованного водопровода на территории застройки, принимаем подключение внутреннего водопровода к наружным сетям диаметром 250 мм.

водоснабжение гидравлический канализация дом

1.1 Потребительский и водный баланс объекта

На основании задания определяем состав, нормативы водопотребления и водоотведения по количеству и качеству воды, режимы водопотребления. Вычисляем расчетные суточные, часовые и секундные расходы для объекта в целом. Составляем водный баланс, в котором определяем необходимые системы водоснабжения, источники (водопитатели) и укрупненные параметры водопотребления объекта (табл. 1).

Количество квартир: 4 * 8 = 32 квартиры

Общее количество санитарных приборов: N= 32 * 4 = 128 шт.

Общее число жителей на проектируемом объекте, чел., определяется по формуле:

где U число жителей, чел.;

U₀ расчетная заселенность, чел./кв.;

п_кв число квартир на этаже;

n_секц число секций в здании;

n_зд число зданий на проектируемом объекте;

n_эт этажность зданий.

Характеристика водопотребителей

Водопотребители	Измеритель	Нормы расхода, л	Расход воды прибором, л/с (л/ч)
		В средние сутки	В сутки максимального водопотребления	В час наибольшего водопотребления	qВ0о	qВ1о
		qВ0о.сут.	qВ1о.сут.	qВ0о.сут.макс	qВ1о.сут.макс	qВ0о.ч.	qВ1о.ч.
Жилые дома много-квартирного типа
с водопроводом, канализациями и ваннами с газовыми нагревателями	1 житель	190		225		10,5		0,3 (300)	0,3 (300)

2. Проектирование системы холодного водоснабжения

2.1 Конструирование систем В1, В11

Схема объединенного хозяйственно-питьевого, противопожарного и поливочного водопровода Bl, В11 включает в себя следующие элементы:

- водоразборную арматуру;

- трубопроводную арматуру;

- водопроводную сеть;

- водомерный узел;

- установки для повышения давления;

- ввод.

При централизованной системе водоснабжения основное оборудование холодного и горячего водопровода размещают в центральном тепловом пункте (ЦТП) совместно с оборудованием системы отопления.

Водопроводная сеть в здании монтируется из стальных водогазопроводных оцинкованных труб по ГОСТ 3262-75*. Ввод и квартальные сети между зданиями принимаем из чугунных напорных труб по ГОСТ 9583-75.

Для обеспечения учета подачи воды потребителям предусматриваем установку счетчиков воды на вводе в ЦТП, на вводах в каждое здание и в каждой квартире.

Для системы хозяйственно-питьевого водопровода, согласно принятым санитарным приборам и оборудованию, принимаем смесители, устанавливаемые на мойке в кухне и на умывальнике в ванной; смеситель с душевой сеткой над ванной; сливной бачок в туалете.

На поливочном водопроводе В11 устанавливаем поливочные краны в цоколе здания в люках размером 300x300 мм на высоте 0,35 м над землей. В качестве арматуры принимаем краны 020 мм, для присоединения поливочного шланга кран оборудуют резьбовым штуцером с быстросмыкающейся гайкой.

Установки для повышения давления.

Гарантированный напор в сети городского водопровода Н_г = 24 м.

Для определения необходимости установки для повышения давления ориентировочно определим требуемое давление:

Н_тре6= 10 + 4*(n_эт-1) = 10 + 4*(8-1) = 38 м.

В связи с тем, что требуемое давление значительно превышает гарантийное давление, необходима повысительная хозяйственная установкa.

Проверяем, можно ли подавать воду в здание в одну зону, для этого определяем давление перед нижней водоразборной точкой:

Н_{нижн.т.водоразбора} = h_раб + h_эт*(n_эт-1)=3 + 3*(8-1)=24

где h_эт - высота этажа, м, h_эт = 3 м;

h_раб - давление перед верхним водоразборным прибором, м, h_раб = 3 м.

Согласно п. 6.7 СНиП 2.04.01-85* максимальное давление перед нижней водоразборной точкой должно быть не более 45 м. Так как давление перед нижней водоразборной точкой меньше допустимого, то необходимости в применении зонной схемы водоснабжения нет.

Повысительная хозяйственная установка включает: рабочий агрегат, обеспечивающий расчетное давление и расход, резервный агрегат, необходимый для бесперебойной подачи воды потребителям, который автоматически включается при отказе рабочего агрегата. Рабочий и резервный агрегаты объединяем всасывающими и напорными коллекторами, между которыми устанавливаем обводную линию с обратным клапаном и задвижкой.

С целью энергосбережения насосный агрегат оборудуем автоматической системой регулирования подачи воды. В качестве запорной арматуры принимаем задвижки, обратные клапаны, имеющие наименьшую строительную длину. Насосную установку оборудуют автоматическим пуском, при этом система автоматизации должна обеспечивать требования п. 12.24 СНиП 2.04.01-85*:

- автоматический пуск и отключение рабочего насоса;

- автоматическое включение резервного насоса при аварийном отключении рабочего насоса;

- подача звукового и светового сигнала об аварийном отключении рабочего насоса.

В связи с высоким шумоизлучением насосные агрегаты размещаем в ЦТП. Агрегаты для снижения вибрации устанавливаем на массивных фундаментах, между насосами и трубопроводами монтируем гибкие резиновые вставки, снижающие вибрацию насосов. Для измерения давления до и после насосов устанавливаем манометры.

Для снижения давления у водоразборной арматуры (которое должно быть не более 45 м) в нижних этажах здания размещаем регуляторы давления.

2.2 Решение схемы водоснабжения, расчет отметок

Генплан (М 1:1000)

Водопроводная сеть, включающая трубопроводы ввода в ДТП и в здания, должна иметь минимальную протяженность. Трубопроводы ввода водопровода прокладываются на расстоянии не менее 3 м от фундамента здания и других параллельных коммуникаций. Люк колодца городского водопровода (ГКВ) имеет диаметр 700 мм, проектные габариты центрального теплового пункта (ДТП) 6x12 м. ДТП располагается не менее чем в 12 м от наружной стены здания.

План типового этажа (М 1:100)

На плане типового этажа изображаются водопроводные стояки с их нумерацией СтВ1-1, СтВ1-2, СтВ1-3, СтВ1-4, подводки к санитарно-техническим приборам.

План подвала (М 1:100)

На плане подвала изображаются водопроводная магистраль, подводки к стоякам и места установки поливочных кранов (два крана с противоположных сторон здания). Указываются диаметры участков водопроводной сети.

Отметка планировки здания, для которого производится расчет и вычерчиваются аксонометрические схемы, выбирается по ближайшей к этому зданию горизонтали на генплане участка, например 109,5 м.

Соответственно абсолютная отметка 1 -го этажа равна 109,5 + 0,5 = 110 (м), отметка последнего этажа - 110 + 3 * (8 - 1) = 131 (м).

Абсолютная отметка пола подвала равна 110 - 0,3 - 2,0 = 107,7 (м).

2.3 Определение общих расходов в системе В1

В таблице составленной по данным прил. 2 СНиП 2.04.01-85*. приведены секундные расходы воды и стоков (для справки) и требуемые свободные напоры для санитарных приборов, устанавливаемых в жилых домах.

Характеристика установленных приборов

Санитарные приборы	Секундные расходы, qo, л/с	Свободный напор, м
	qобщo	qхолo	qгорo	qканo
Ванна	0,25	0,18	0,18	0,18	3
Умывальник	0,12	0,9	0,9	0,15	2
Мойка	0,12	0,9	0,9	0,6	2
Унитаз	0,1	0,1		1,6	2

Перед гидравлическим расчетом определяем общие расчетные расходы.

Суточные расходы определяются по формуле:

Q_сут = q⁰_сут * U

где U- количество потребителеq, U = 103 чел.;

q⁰_сут - суточная норма воды на человека, q⁰_сут ⁼ 190 л/(чел-сут);

Q_сут = 190 * 103 = 19 570 (л/сут) = 19,57 (м³/сут);

Средние часовые расходы:

q^ВО_ср.ч. = Q_сут / Т

где Т - период работы системы, Т= 24 часа.

q^ВО_ср.ч. =19 570 / 24 * 1000 = 0,815 (м³/ч)

Максимальный часовой расход:

q_ч = 0,005 * а * q_0.ч. (м³/ч),

где q_0.ч. - характерный часовой расход в водоразборной точке, л/ч;

а = f(P*N) - коэффициент, характеризующий одновременность включения водоразборных точек, определяется по вспомогательной табл. П1 (прил. 2) в зависимости от произведения вероятности Р и числа водоразборных точек N (количества приборов).

Из прил. 3 СНиП 2.04.01-85*:

q^ВО_о.ч = 225 л/ч;

Часовая вероятность использования санитарно-технических приборов для системы в целом определяется по формуле



где Р - вероятность использования санитарно-технических приборов на участках сети.

Вероятности использования санитарно-технических приборов на участках сети определяются по формулам:

где - часовой расход, л/ч; для жилых зданий, с водопроводом, канализациями и ваннами с газовыми нагревателями, принимается равным 10,5 л/ч;

- секундный расход воды, л/с; принимается равным 0,3 л/с

P_ч^ВО*N=0,003

б_ч^ВО= 0,2

Величина максимального часового расхода составит:

q_ч^ВО = 0,005 * 0,2 * 300 = 0,3 м³/ч,

Максимальный секундный расход определяется по формуле:

q = 5 * а * q₀ (л/с),

где q₀- секундный расход в водоразборной точке, л/с;

q^В0 = 5 * 0,2 * 0,3 = 0,3 (л/с);

2.4 Гидравлический расчет водопроводной сети

Расчетный участок	Длина участка L, м	Число водоразборных устройств, N	q0, л/с	Вероятность действия водоразборных устройств рс	NP	а	Расчетный расход воды q, л/с	Диаметр d, мм	Скорость V, м/с	Потери напора
										1000i	На участке
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1-2	0,8	1	0,3	0,000023	0,0029	0,2	0,3	15	1,77	807	0,84
2-3	0,44	2	0,3	0,000046	0,0059	0,2	0,3	15	1,77	807	0,46
3-4	3,0	4	0,3	0,000092	0,0118	0,2	0,3	15	1,77	807	3,15
4-5	3,0	8	0,3	0,000184	0,0236	0,224	0,3	15	1,77	807	3,15
5-6	3,0	12	0,3	0,000276	0,0353	0,247	0,3	25	1,77	807	3,15
6-7	3,0	16	0,3	0,000368	0,0471	0,268	0,3	25	1,77	807	3,15
7-8	3,0	20	0,3	0,00046	0,0589	0,288	0,3	25	1,77	807	3,15
8-9	3,0	24	0,3	0,000552	0,0707	0,305	0,3	25	1,77	807	3,15
9-10	3,0	32	0,3	0,000736	0,0942	0,336	0,3	25	1,77	807	3,15
10-11	5,44	32	0,3	0,000736	0,0942	0,336	0,3	25	1,77	807	5,71
11-12	4,1	32	0,3	0,000736	0,0942	0,336	0,3	25	1,77	807	4,30
12-13	3,1	64	0,3	0,001472	0,1884	0,437	0,3	25	1,77	807	3,25
13-14	3,6	128	0,3	0,002944	0,3768	0,595	0,565	40	1,12	155,8	0,73
14-ЦТП	30,7	128	0,3	0,002944	0,3768	0,595	0,565	40	1,12	155,8	6,22

Определение требуемого напора в сети внутреннего водопровода

h_вв = 1,51 м потери на вводе;

h_водосч = 1,00 + 1,71 + 0,58 = 3,29 м сумма потерь давления в водосчетчиках, в ЦТП, на вводе в здание, в квартире;

h₁ = 43,54 м потери по длине;

h_M = 0,2-43,54 = 8,71 м потери давления на местные сопротивления по длине;

H_f рабочий напор, 3,0 м;

Подбор повысительных насосов:

Насосы подбираем на секундный расход общей воды, так как в системе нет регулирующих емкостей.

q^tot =0,3 (л/с).

Напор насоса:

H_н = H_тр - H_гар = 70,95 м - 24 м = 46,95 м.

3. Хозяйственно-бытовая канализация

3.1 Выбор схемы внутренней канализации

Для бесперебойности отвода сточных вод от всех потребителей схема хозяйственно-бытовой канализации должна включать:

· Санитарные приборы.

· Гидрозатворы.

· Канализационный стояк.

· Вытяжной стояк.

· Устройства для прочистки сети.

· Выпуски канализации (d=100 мм)

· Дворовую канализационную сеть (d=150 мм).

· Наружную канализационную сеть d=300.

3.2 Конструирование бытовой канализации. Санитарно-технические приборы

Санитарные приборы располагают в специализированных помещениях. Принимают в проекте раздельный санузел, в котором устанавливают чугунную эмалированную ванну размером 1700x800; умывальник из фаянса размером 660x560; унитаз типа «Компакт» керамический козырьковый с цельноотлитой полочкой и косым выпуском. На кухне устанавливают эмалированную мойку из нержавеющей стали. Размер мойки 600x550.

Приборы располагают так, чтобы обеспечить удобство пользованием. Для этого борта приборов устанавливают на следующих высотах от пола этажа:

ванна - 0,60 м;

умывальник - 0,80 м;

унитаз - 0,40 м;

мойка - 0,80 м.

Для защиты помещения от проникновения в него токсичных и взрывоопасных газов устанавливают бутылочный гидрозатвор после мойки, умывальника и двухоборотный гидрозатвор после ванны. Гидрозатворы присоединяют к выпуску этих приборов. Унитаз имеет встроенный двухоборотный гидрозатвор.

Гидрозатворы для мойки и умывальника выполнены из пластмассы и имеют горизонтальный выпуск, а гидрозатвор для ванны выполнен из чугуна и имеет также горизонтальный выпуск. Встроенный в унитаз гидрозатвор выполнен из того же материала, что и унитаз, и имеет косой выпуск под углом 60°.

Внутренняя канализация обеспечивает отвод стоков от санитарных приборов за пределы здания.

3.3 Внутренняя канализационная сеть

Включает в себя:

1. Отводные трубопроводы, соединяющие выпуски и гидрозатворы от приборов, размещенных на одном этаже и присоединённых к одному стояку.

2. Стояки, транспортирующие сточную воду со всех этажей в нижнюю часть здания.

3. «Горизонтальные» трубопроводы (коллекторы), объединяющие стояки с выпуском.

Диаметры канализационной сети для обеспечения незасоряемости конструктивно принимают по «золотому» правилу канализации (по ходу движения воды диаметр трубопроводов возрастает). Поэтому принимают диаметр отводного трубопровода равным диаметру наибольшего выпуска, присоединенного к нему, т.е. диаметру выпуска унитаза (d=100 мм).

Диаметр стояка принимают конструктивно 100 мм, к стояку подключают унитаз с выпуском 100 мм.

Канализационные сети прокладывают из чугунных безнапорных труб с раструбным соединением. Для обеспечения незасоряемости «горизонтальные» подводные трубопроводы прокладывают с уклонами, больше минимальных. Боковые присоединения и переходы от стояков к «горизонтальным» трубопроводам осуществляются в косой тройник.

Канализационная сеть трассируется так, чтобы кратчайшим путем удалить сточную воду из здания при минимальном пересечении со строительными конструкциями.

Вытяжная часть предназначена для вентиляции внутренней и наружной сети, удаления газов, выделяющихся из сточных вод в атмосферу. Простейшая вытяжная часть представляет собой продолжение стояка вверх через чердак и кровлю с подъемом над кровлей на 0,3-0,5 м. Для уменьшения количества отверстий в кровле, которые являются потенциальными местами протечек, объединяют несколько стояков вытяжным коллектором в один вытяжной трубопровод. Диаметр вытяжного коллектора принимают равным диаметру наибольшего стояка. Вытяжные части располагают вдали от открывающихся окон, вытяжных или приточных вентиляционных шахт.

Для осуществления прочистки при засорах внутренней канализационной сети устанавливают:

· ревизии на первом и последнем этажах и через два этажа на третий;

· прочистки на «горизонтальных» трубопроводах на концевых участках сети и перед выпуском из здания, на «горизонтальных» участках сети через 6-8 м (в зависимости от диаметра трубопровода).

Выпуски соединяю с дворовой сетью, прокладываю прямолинейно до колодца дворовой сети.

Длину выпуска для обеспечения возможности прочистки принимаю не более 10-15 м, но и не менее 3 м.

3.4 Дворовая сеть

Отводит воду от выпусков через контрольный колодец, который является административной границей между внутренней и наружной канализации, в городскую канализационную сеть. Дворовая сеть проектируется по правилам наружной канализациеи. Минимальный диаметр дворовой сети принимают конструктивно не менее 150 мм.

3.5 Расчет внутренней канализации

Производится на отвод максимального секундного расхода сточных вод в час наибольшего водопотребления по расчетному направлению от самого удаленного стояка, присоединенного к самому удаленному и низко расположенному выпуску, по дворовой сети до контрольного колодца и колодца уличной канализационной сети.

Для обеспечения незасоряемости трубопроводов при расчете уклоны и диаметры трубопроводов подбирают так, чтобы скорость была больше самоочищающей V>0,7 м/с; наполнение 0,9...0,7>H/D>0,3;

Расчетные расходы определяются по формуле:

или

где q^s расчетный расход в системе общего водоснабжения, обслуживающий данную группу приборов;

q^s₀ максимальный секундный расход стоков от прибора с максимальныйм водоотведением (для жилых зданий секундный расход от унитаза - 1,6 л/с);

q^tot общий максимальный расход воды (л/с)

3.6 Проверка пропускной способности стояка

Проверка производится на максимальный секундный расход:

где N - 32 шт. (на один стояк),

Согласно табл. 8 СНиП 2.04.01-85* допустимый расход через стояк d=100 мм равен 3,2 л/с при угле присоединения отводной линии 90°. Следовательно, принятый диаметр стояка подходит, так как 3,2 л/с > 1,13 л/с.

3.7 Расчет "горизонтальных" трубопроводов

Дворовая сеть канализации имеет глубину заложения в КК-1 в зависимости от конструкции системы водоотведения в подвале в здании и от принятого уклона, равного 0,02. Данный уклон имеет конструктивное значение.

Определяем расчетный расход сточной жидкости, проходящей по одному выпуску. Диаметр выпуска принимаем 100 мм.



; N=128; б = 1,350

Определив расход , проверяем выпуск на условия

Условие выполняется.

В результате проведенного расчета выпуск № 1 от первых двух канализационных стояков имеет данные:

Диаметр выпуска, мм 100

Уклон 0,02

Расход выпуска расчетный, л/с 3,63

Скорость жидкости, м/с 1,07

Наполнение H/D 0,50

Такие же данные имеет выпуск № 2.

3.8 Дворовая канализация

С противоположной стороны фасада здания наносим трассу дворовой канализации от выпусков КК1 и КК2 до ближайшего канализационного колодца городской сети.

Данные по расчету дворовой канализации сводятся в табл. 2

Расчетные расходы дворовой канализации

Участок	N	ptot	NP	qtot0, л/с	б	qtot, л/с	qs, л/с
1-2	32	0,0138	0,4416	0,3	0,649	0,9735	2,57
2-КК3	32	0,0138	0,4416	0,3	0,649	0,9735	2,57
КК3-КК2	32	0,0138	0,4416	0,3	0,649	0,9735	2,57
КК2-КК1	96	0,0138	1,3248	0,3	1,144	1,716	3,32
КК1-КК4	128	0,0138	1,7664	0,3	1,350	2,025	3,63
КК4-ККК	128	0,0138	1,7664	0,3	1,350	2,025	3,63
ККК-ГКК	128	0,0138	1,7664	0,3	1,350	2,025	3,63

Литература

1. Водоснабжение и канализация; Диля - Москва, 2008. - 160 c.

2. Белоконев Е. Н., Попова Т. Е., Пурас Г. Н. Водоотведение и водоснабжение; Феникс - Москва, 2012. - 384 c.

3. Николадзе, Г.И. Водоснабжение; М.: Стройиздат - Москва, 1998. - 248 c.

4. Павлинова И. И., Баженов В. И., Губий И. Г. Водоснабжение и водоотведение; Юрайт - Москва, 2012. - 472 c.

5. Павлинова И. И., Баженов В. И., Губий И. Г. Водоснабжение и водоотведение; Юрайт - Москва, 2013. - 480 c.

Размещено на Allbest.ru

...