Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт: Инженерно-экологического строительства и механизации

Кафедра: Водоснабжения и водоотведения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Инженерные системы и оборудования зданий ВиВ»

Тема: Водоснабжение и водоотведение жилого десятиэтажного здания

г. Москва 2018 г.



Содержание

Исходные данные

Введение

1. Обоснование принятых санитарно-технических систем и их основные параметры

2. Система внутреннего водоснабжения

2.1 Выбор схемы

2.2 Конструирование системы В1, В11

2.3 Водоразборная арматура

2.4 Водопроводная сеть

2.5 Внутриквартальные сети

2.6 Трубопроводная арматура

2.7 Установки повышения давления

2.8 Водомерный узел

2.9 Ввод

3. Определение расчетных расходов в системе

4. Водопроводная сеть

4.1 Гидравлический расчет водопроводной сети

4.2 Определение требуемого напора

4.3 Расчет водосчетчика

4.4 Подбор повысительных насосов

5. Система канализации

5.1 Выбор схемы

5.2 Конструирование системы

5.3 Канализационная сеть

Список литературы



Исходные данные

Вариант - 9.

Назначение здания - жилое.

Количество зданий - 1.

Количество секций - 2.

Количество этажей - 10.

Высота этажа - 2,8 м.

Высота подвала - 2,8 м.

Заселенность - 3,5 чел/кв.

Превышение отметки пола первого этажа над отметкой планировки - 0,5 м.

Диаметр городского трубопровода холодного водопровода - 400 мм.

Гарантийный напор в сети городского водопровода - 0,1 МПа.

Диаметр коллектора городской канализации - 400 мм.

Глубина промерзания грунта - 1,7 м.

Вариант генплана - 10.



Введение

Санитарно-техническое устройство и оборудование современных зданий представляет собой комплекс инженерного оборудования холодного и горячего водоснабжения, канализации, водостоков, мусороудаления, газоснабжения. Этот комплекс необходим для жизнеобеспечения населения и определяет степень благоустройства и комфорта зданий, а также городов и населенных пунктов в целом.

В нашей стране непрерывно осуществляется исключительное по своим масштабам промышленное, гражданское и жилищное строительство. Ежегодно строят более 110 млн. м² жилой площади, свыше 2 млн. отдельных квартир, десятки и сотни новых промышленных комплексов и общественных объектов. Огромные масштабы строительства потребовали создания мощной строительной и санитарно-технической индустрии со специализированными производственными комбинатами, заводами и фабриками.

Техника индустриального строительства зданий и оснащение их санитарно-техническими системами и оборудованием в нашей стране за последние годы достигла довольно высокого уровня. Вопросы экономии, рационального использования и борьбы с утечкой воды приобрели особое значение, имеющее существенное влияние на разработку новых конструкций санитарно-технического оборудования (арматуры, приборов и т.д.), новых схем и технологического режима. Ряд новых актуальных задач выдвигается в области повышения надежности и экономичности внутренних систем холодного и горячего водоснабжения, канализации, особенно вопросы: гидравлической устойчивости, стабилизации напоров, ликвидации непроизводительных расходов, утечки, экономии воды, теплоты, энергии и др.

Научный потенциал в стране огромен и нет сомнения в том, что задачи, поставленные перед данной дисциплиной, будут выполнены.



1. Обоснование принятых санитарно-технических систем и их основные параметры

Исходя из назначения здания (жилое) принимаем:

Хозяйственно-питьевую систему водоснабжения (водопровод холодной воды). В связи с высокой степенью благоустройства, здание оборудуется: мойками на кухне, умывальником, унитазом со смывным бачком и ваннами.

Для поддержания окружающей территории в оптимальном состоянии предусматриваем поливочный водопровод для поливки зеленых насаждений, уборки территории и т.д.

В связи с наличием централизованного водопровода в городе и централизованного теплоснабжения в качестве водопитателя принимаем наружные сети диаметром d = 400 мм.

В связи с тем, что наружный водопровод работает стабильно, резервного водопитателя и запасно-регулирующих емкостей не предусматриваем. Для уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат, предусматриваем объединенную хозяйственно-противопожарную и поливочную систему холодного водоснабжения, т.к. расходы на пожаротушение составляют незначительную часть от общего потребления воды. Система холодного водоснабжения согласно СП 30.13330.2012 прил. А должна обеспечивать подачу на хозяйственно-питьевые нужды каждому проживающему следующие цифры:

q_ч^В0 = 15,6 л/час · чел;

q_сут^В0 = 250 л/сут · чел;

q_ч^В1 = 15,6-10= 5,6 л/час · чел;

q_сут^В1 = 250-100= 150 л/сут · чел.

Для отвода бытовых стоков, принимаем бытовую канализацию К1, которая должна отводить сточные воды в дворовую сеть канализации и далее к уличной канализационной сети.



2. Система внутреннего водоснабжения

Для обеспечения бесперебойности подачи воды всем потребителям в течение всего срока службы здания, принимаем схему, состоящую из: ввода, водомерного узла, водопроводной сети, трубопроводной арматуры и водоразборной арматуры.

Для определения необходимости установки насосов, для повышения давления, определяем ориентировочный требуемый напор в системе по формуле

Н_тр = 10 м + 3(n_эт - 1), (2.1)

Н_тр = 10 + 3(10 - 1) = 37 м.

Т.к. Н_тр > Н_гар, значит, необходима установка для повышения давления. Допустимое давление перед нижней водоразборной точкой, согласно п. 5.2.10 СП 30.13330.2012 не должно превышать 0,45 МПа (45 м вод. ст.). В проектируемом здании данное давление равно

Н_ниж.т. = 3 + h_эт(n_эт - 1) + 4, (2.2)

Н_ниж.т. = 3 + 2,8(10 - 1) + 4 = 32,2 м вод. ст.

Т.к. Н_ниж.т. < 45 м вод. ст., то зонирование не требуется.

2.1 Выбор схемы

Принимаем однозонную схему водопроводной сети. Принципиальная схема представлена на рисунке 2.1.



2.2 Конструирование систем В1, В11

Конструирование системы - это размещение элементов системы в строительных конструкциях и на прилегающих территориях, выбор конструктивных схем элементов, подбор материалов, основного оборудования исходя из требований к системе.

2.3 Водоразборная арматура

Кухня. Устанавливаем двухвентильный смеситель. Принимаем настольный смеситель на высоте 0,9 м.

В ванной комнате устанавливаем смеситель для умывальника с одной рукояткой и смеситель для ванны. Смеситель для умывальника удобен при использовании, быстро регулируется t⁰ и расход, возможно перекрытие воды во время процедуры, что снижает непроизвольный расход воды (экономия).

Для поддержания комфортной t⁰ в ванной комнате, устанавливаем полотенцесушитель, монтируемый на трубопроводе горячего водоснабжения.

В санузле устанавливаем унитаз со смывным бачком. В смывном бачке устанавливаем поплавковый клапан с подводкой 15 мм. Клапан устанавливается на высоте 0,8 м.



2.4 Водопроводная сеть

Принимаем водопроводную сеть с нижней разводкой, т.к. есть подвал, где можно разместить водопроводные сети.

Внутреннюю водопроводную сеть принимаем из водогазопроводных стальных оцинкованных труб.

2.5 Внутриквартальные сети

Прокладываются в земле ниже глубины промерзания (по заданию 1,7 м) на 0,3 м. При пересечении с фундаментом здания предусматривается отверстие на 200 мм больше диаметра трубы, т.к. это необходимо для предотвращения перелома трубы при осадке здания. Квартальные сети принимаем из чугуна.

2.6 Трубопроводная арматура

Для управления потоком и давлением воды принимаем запорную арматуру и устанавливаем её:

- перед поплавковым клапаном смывного бачка;

- на ответвлении от стояка в квартиру;

- у основания стояка;

- на ответвлении от магистрали к поливочному крану;

- на входе и выходе здания;

- в водомерном узле, до и после счетчика воды;

- в установках для повышения давления до и после насосов;

- на вводе в систему;

- на обводной линии установки для повышения давления;

- в колодцах на ответвлении от наружной сети.

У основания стояков устанавливаем спускные краны для ремонтных работ.

В качестве запорной арматуры принимаем:

- на магистралях при входе в здание задвижки чугунные;

- у основания стояков - вентили;

- на квартирных подводках - вентили.

Предохранительная арматура - обратный клапан после насосных установок.

2.7 Установки повышения давления

Для обеспечения бесперебойной работы насосной установки принимаем группу рабочих и группу резервных насосов.

Для обеспечения подачи воды при отключении электропитания, принимаем обводную линию. Принципиальная схема насосной установки приведена на рисунке 2.2.

Для уменьшения влияния установки на проживающих устанавливаем её в ИТП. Насосные агрегаты устанавливают на бетонных основаниях. Расстояние между агрегатами принимаем исходя из условия осмотра агрегатов и возможности их демонтажа при ремонте.

Всасывающие и напорные коллекторы принимаем из стальных труб, соединенных на сварке. Присоединения к насосными агрегатами и задвижкам - на фланцах. Для измерения давления, до и после насосов устанавливаем манометры технического класса 1,5.

2.8 Водомерный узел

Для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям принимаем водомерный узел с обводной линией. Схема водомерного узла приведена на рисунке 2.3.

Водомерный узел размещаем в ИТП на вводе в здание.

Трубопровод в водомерных узлах принимаем стальной со сваркой. Присоединение со счетчиком воды и арматурой - фланцевое. Для удобства обслуживания, поверки счетчиков принимаем типовую водомерную вставку. Для обеспечения учета подачи воды потребителям, предесматриваем установку счетчиков воды в квартирах.

2.9 Ввод

Прокладывают от наружной водопроводной сети диаметром 400 мм. Для обеспечения бесперебойной подачи воды, принимаем 2 ввода диаметрами 80мм. Для обеспечения долговечности ввода, прокладываемого в грунте, принимаем чугунные трубы, соедияемые в раструбах. 

3. Определение расчетных расходов в системе

Расчетные расходы определяем по методике СП 30.13330.2012.

Расчетные суточные расходы определяют по формуле

q_сут. = q_{0 сут} Ч U, (3.1)

где q_сут - суточная норма водопотребления холодной, горячей и общей воды, принимается по табл. А2 СП 30.13330.2012; q_сут.0 = 250 л/сут;

U - количество водопотребителей во всем микрорайоне, вычисляется по формуле

U = U₀ Ч n_кв Ч n_сек Ч n_эт Ч n_дом, (3.2)

где U₀ - заселенность, чел/кв, U₀ = 3,5 чел/кв;

n_кв - число квартир на этаже, n_кв = 4;

n_сек - количество секций, n_сек = 2;

n_эт - число этажей в доме, n_эт = 10;

n_дом - число домов на генплане, n_дом = 1;

U = 3,5 Ч 4 Ч 2 Ч 10 Ч 1 =280 чел;

q^B0_сут = 250 Ч 280 = 70000 л/сут = 70 м³/сут;

q^B1_сут = 150 Ч 280 = 42000 л/сут = 42 м³/сут.

Среднечасовые расходы определяем по формуле

q_ср.час =q_сут/Т, (3.3)

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

q^B0_ср.час = 70 / 24 = 2,917 м³/ч;

q^B1_ср.час = 42 / 24 = 1,75 м³/ч.

Максимально-секундные расходы определяем по формуле

q_{max с} = 5бq₀, (3.4)

где б - коэффициент одновременной работы водоразборных точек, определяется по прил.4 табл.2 СНиП 2.04.01-85*, б = f(NP);

N - число водоразборных точек в доме;

Р - секундная вероятность действия сан-тех приборов.

Число водоразборных точек в доме вычисляется по формуле

N = n_приб Ч n_кв Ч n_эт Ч n_сек Чn_дом, (3.5)

где n_приб - число приборов в квартире.

N = 4 Ч 4 Ч 10 Ч 2 Ч 1 = 320.

Секундная вероятность действия сан-тех приборов вычисляется по формуле

Р = , (3.6)

где q_{0 час} - норма расхода воды, л/ч, одним потребителем в час наибольшего водопотребления, принимается по прил. 3 п. 1 СНиП 2.04.01-85*;

q₀ - расход воды, л/с, одним прибором, принимается по прил. 3 п. 1 СНиП 2.04.01-85*;

Р_с^В0 = 15,6 х 280/ (3600 х 320 х 0,3) = 0,01264;

Р_с^В1 = 5,6 х 280 / (3600 х 320 х 0,2) = 0,0068.

Вычислим секундные расходы

б(NP) =б(320Ч0,01264) =б(4,045) =2,246; q^B0 = 5 Ч 2,246 Ч 0,3 =3,369 л/с; б(NP) =б(320Ч0,0068) =б(2,176) =1,521; q^В1 = 5 Ч 1,521 Ч 0,2 =1,521 л/с.

Максимальные часовые расходы определяются по формуле



q_ч = 0,005бq_0ч, (3.7)

где б - часовой коэффициент одновременности работы водоразборных точек, определяется по прил.4 табл.2 СНиП 2.04.01-85*, б = f(NP_ч);

Р_ч = Р_с Ч , (3.8)

где q₀ - секундный расход прибора, л/с, принимается по прил.3 п.1 СНиП 2.04.01-85*;

q_0ч - часовой расход прибора, л/ч, принимается по прил.3 п.1 СНиП 2.04.01-85*;

Р_ч^В0 = 0,01264 х 3600 х 0,3 / 300 = 0,0455;

Р_ч^В1 = 0,0068 х 3600 х 0,2 / 200 = 0,0245.

Вычислим максимальные часовые расходы

б(NP_ч)=б(320 Ч 0,0455)=б(14,56)=5,437; q_ч^B0 =0,005Ч5,437Ч300= 8,156 м³/ч;

б(NP_ч)=б(320 Ч 0,0245)=б(7,84)=3,493; q_ч^B1 = 0,005Ч3,493Ч200= 3,493 м³/ч.

Расчеты сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчетные расходы

Система	qсут, м3/сут	qср.час, м3/час	qmax ч, м3/час	qmax с, л/с
В0	70	2,917	8,156	3,369
В1	42	1,75	3,493	1,521



4. Водопроводная сеть

Рассчитывается по самому неблагоприятному направлению от водомерного узла в ИТП по магистралям до самого удаленного стояка. Далее по подводке в квартире до самого удаленного прибора на этой подводке.

4.1 Гидравлический расчет водопроводной сети

Расчет водопроводной сети приводится в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Гидравлический расчет водопроводной сети



4.2 Определение требуемого напора

Требуемое давление определяется по формуле:

Н_тр^ВД = Н_г + h_раб + h_вв + h_вод + h_сети, (4.1)

Н_г = ^дт - ^гв, (4.2)

где ^дт - отметка диктующей точки; ^дт = 136,3 м;

^гв - отметка земли у лотка колодца; ^гв = 109,3 м;

Н_г = 136,3 - 109,3 = 27 м;

h_раб = 2 м.вод.ст., определяется по прил.2 СНиП 2.04.01-85* для смесителя умывальника;

h_вв - потери на вводе, м;

h_вод - потери в водосчетчике, м;

h_сети - потери в сети, м, принимаются по таблице 4.1, h_сети = 7,758 м.

Ввод расчитываем на пропуск максимально-секундного расхода общей воды. Из таблицы 3.1 q^B0_сек = 3,369 л/с.

По таблице Шевелева выбираем для данного расхода диаметр ввода так, чтобы скорость воды составляла 1…1,2 м/с. Принимаем d_вв = 80 мм.

Потери на вводе определяются по формуле

h_вв = i Ч L_вв, (4.3)

где i = 0,0198 - по табл. Шевелева для данного расхода и диаметра;

L_вв - длина ввода (определяется по генплану), L_вв = 95,1м;

h_вв = 0,0198 Ч 95,1 м = 1,883 м.



4.3 Расчет водосчетчика

Диаметр счетчика воды подбираем по суточному расходу общей воды. Из таблицы 3.1 q^B0_сут = 70 м³/сут. Диаметр принятого счетчика воды должен быть таким, чтобы эксплуатационный расход счетчика, приведенный в п. 7.2.10 СП 30.13330.2012, был равен или больше среднечасового расхода. Принимаем d=32.

Потери на водосчетчике определяем по формуле

h_вод = S Ч (q^B0)², (4.4)

где S - гидравлическое сопротивление (табл.4 СНиП 2.04.01-85*), S = 1,3 м/(л/с)²;

q^B0 = 3,369 л/с; h_вод = 1,3 Ч (3,369)² = 14,76 м.

Принимаем диаметр счетчика (турбинного) 50мм, т.к. потери превышают допустимые, тогда:

S = 0,143 м/(л/с)²;

h_вод = 0,143 Ч (3,369)² = 1,623 м.

Оставляем диаметр d=50мм в связи с тем, что потери водосчетчика не превышают допустимые.

Н_тр^ВД = 27 + 2 + 1,883 + 1,623 + 7,758 = 40,26м.

4.4 Подбор повысительных насосов

Насосы подбираем на секундный расход общей воды, т.к. в системе нет регулирующих емкостей. q_н^B1 = q^B0 = 3,369 л/с = 12,13 м³/час.

Напор насоса: Н_н^B1 = Н_тр^B1 - Н_гар = 40,26-10м = 30,26 м.

По вычисленным q_н и Н_н подбираем по каталогу Grundfos насос марки CRNE 10-6.



5. Система канализации

5.1 Выбор схемы

Система канализации представлена на рисунке 5.1.

5.2 Конструирование системы

Санитарные приборы размещаем в ванной комнате (умывальник, ванна), в кухне (мойка) и в туалете (унитаз). Гидрозатворы устанавливаем под умывальником, мойкой и ванной (унитаз имеет встроенный гидрозатвор).

Внутреннюю канализационную сеть прокладываем из чугунных канализационных труб, соединяемых с помощью раструба. Отводные трубопроводы, соединяющие санитарные приборы и стояк, прокладываем по полу с уклоном в сторону стояка.

Для обеспечения незасоряемости трубопровода, диаметры отводных трубопроводов конструктивно принимаем равными наибольшему диаметру выпуска присоединенного прибора.

Стояк располагаем в шахте за унитазом, диаметр его принимаем равным 100 мм.

Горизонтальные трубопроводы, объединяющие стояки, прокладываем с уклоном в сторону выпуска, а их диаметр принимаем равным 100 мм.

Вытяжную часть выводим выше кровли здания на 0,3 м, т.к. кровля не эксплуатируемая. Для уменьшения числа проколов в кровле, которые являются местами протечек, объединяем все стояки в одной секции вытяжным коллектором с одной вытяжной частью. Диаметр вытяжной части принимаем равным 100 мм.

Устройства для прочистки устанавливаем на первом, последнем этажах и через каждые 2 следующих этажа. На горизонтальных участках предусматриваем прочистки перед выпуском из здания и на концевых участках. Диаметр выпуска принимаем d = 100 мм.

Домовую канализационную сеть монтируем из труб L = 2 м и фасонных частей. Чугунные раструбы заделываются смоляным канатом и сверху цементным раствором.

5.3 Канализационная сеть

Дворовую сеть прокладываем по кратчайшему пути с уклоном в сторону уличной. Выпуск из здания производится под углом 90⁰. В местах поворотов трубопроводов, а также на прямых участках более 40 м, предусматриваем смотровые колодцы. Контрольный колодец размещаем на расстоянии 1-1,5 м от красной линии застройки. Сеть прокладываем из труб d = 150 мм. Глубина прокладки трубопроводов должна исключать возможность замерзания воды.

Расчет производим отдельно для вертикальных и горизонтальных трубопроводов. Расчетный расход на стояке равен



q_ст^К1 = q_ст^В0 + q₀^К1, (5.1)

водоснабжение гидравлический канализационный сеть

где q₀^К1 - расход прибора с наибольшим секундным расходом водоотведения (унитаз), q₀^К1 = 1,6 л/с;

q_ст^В0 = 5бq₀, (5.2)

б = f(P · N), (5.3)

где N - количество приборов, присоединенных к стояку, N = 40.

б = f(0,01264 Ч 40) = f(0,5056) = 0,692;

q_ст^В0 = 5 Ч 0,692 Ч 0,3 = 1,038 л/с;

q_ст^К1 = 1,6 л/с + 1,038 л/с = 2,638 л/с.

Согласно п. 8.3.3 СП 30.13330.2012, максимальная пропускная способность стояка диаметром 100 мм составляет 3,2 л/с. В связи с тем, что расчетный расход по стояку меньше допустимого, диаметр принят правильно и он будет пропускать расчетный расход без срыва гидрозатвора.

Расчет горизонтальных трубопроводов производим по расчетному направлению от самого удаленного стояка по горизонтальным объединяющим трубопроводам до стены здания, далее по выпуску до колодца дворовой сети, по трубопроводам дворовой сети до городского контрольного колодца.

Для обеспечения незасоряемости должны выполняться следующие условия согласно п. 8.3.2 СП30.13330.2012:

1). 0,3 < h/d;

2). Скорость должна быть > 0,7 м/с;

3). Коэффициент незасоряемости К = х > 0,6.

Результаты расчета приведены в таблице 5.1.

В таблице 5.1 Ks - коэффициент, принимаемый по табл. 1 СП30.13330.2012. q_s1 - расход, л/с, значение которого вычисляется в зависимости от числа санитарно-технических приборов, присоединенных к расчетному участку трубопровода, и длины этого участка трубопровода в м, по формуле, взятой из п.4.12 СП 30.13330.2012

q_s1=q^max_час/3,6+Ks·q₀². (5.4)

Таблица 5.1 - Расчет горизонтальных трубопроводов



Список литературы

1. Кедров В.С., Ловцов Е.Н. «Санитарно-техническое оборудование зданий». Учебник для вузов - М.: Стройиздат, 1989.

2. СНиП 2.04.01 - 85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».

3. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб». Справочное пособие - М.: Стройиздат, 1984.

4. «Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского». Справочное пособие - М.: Стройиздат, 1987.

5. Каталог насосов Grundfos® - версия WinCAPS 7.52.

Размещено на Allbest.ru

...