МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
КАФЕДРА «ВОДОСНАБЖЕНИЕ, ВОДООТВЕДЕНИЕ И
ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К выполнению курсовой работы
По водоснабжению и водоотведению жилого дома.
Часть 2. Рекомендации по проектированию
для студентов направления подготовки “ Строительство” всех форм обучения
| Утверждено на заседании научно-методического совета Протокол № ___ от _____ 2013 г. | Утверждено на заседании кафедры “Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов” Протокол № 5 от12 декабря 2013 г. |
Макеевка 2014
УДК 628.1/2(07)
Методические указания к выполнению курсовой работы по водоснабжению и водоотводению жилого дома для студентов направления подготовки “Строительство” всех форм обучения. Часть 2. Рекомендации по проектированию. / Сост.: Н.П.Омельченко, О.И.Балинченко, В.И.Зятина - Макеевка: ДонНАСА, 2014 - 42 с.
Приведены методики расчетов внутренних систем водоснабжения и водоотведения жилых домов, справочные материалы и таблицы, примеры выполнения разделов проекта.
Составители: Н.П.Омельченко, доцент,
О.И.Балинченко, доцент,
В.И.Зятина, ассистент
.
Рецензент: доц. Окрушко В.Е.
Ответственный за выпуск: В.И.Нездойминов, доцент, д.т.н.
Содержание
стр. ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………..4
1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫВНУТРЕННЕГО ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА..…………………………………………………… ………... 6
1.1. Устройство вводов……………………………………………………………… 6
1.2. Водоизмерительный узел. ……………………………………………….8
1.3. Трассировка внутреннего водопровода………………………………….9
1.4. Трубы. Санитарно-техническая и запорно-регулирующая
арматура ……………………………………………………………………..10
1.5. Гидравлический расчет системы холодного водопровода…….........11
1.6. Подбор устройств для измерения количества и расхода
воды……… …………………………………………………………………..12
1.7.Определение требуемого напора системы……………………………..14
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫВНУТРЕННЕЙ канализации….. 15
2.1. Трассировка внутренней системы канализации ……………………15
2.2. Расчет стояков и выпусков………………………………………………..16
2.3.Трассировка квартальной сети……………………………………………19
2.4. Расчет расходов сточных вод для квартальной сети………………..20
2.5. Гидравлический расчет квартальной сети…………………………….. 20
ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………………..25
Дополнение 1. Расходы воды и стоков санитарными приборами…….. 26
Дополнение 2. Расчетные (удельные средние за год) суточные
расходы воды в жилых домах, л/сутки на одного жителя……………….27
Дополнение 3. Расчетные максимальные расходы общей, горячей
и холодной воды (секундные и через час) в зависимости от средних
расходов (л/ч) и количества приборов………………………………………….28
Дополнение 4. Таблицы для гидравлического расчета пластмассовых труб…………………………………………………………………………………29
Дополнение 5. Таблицы для гидравлического расчета канализационных
сетей из пластмассовых труб…………………………………………………………31
Дополнение 6. Схемы трассировки сетей в санузлах (планы)…………...32
Дополнение 7. Таблицы для выбора диаметра канализационных стояков……………………………………………………………………………..33
Дополнение 8. Пример выполнения генплана………………………………34
Дополнение 9. Пример выполнения плана типового этажа …………….35
Дополнение 10. Пример выполнения плана подвала……………………..36
Дополнение 11. Пример выполнения аксонометрической схемы
холодного водопровода………………………………………………………………..37
Дополнение 12. Пример выполнения аксонометрической схемы
системы водоотведения ………………………………………………………..38
Дополнение 13. Условные обозначения грунтов ………………………….39
Дополнение 14. Пример выполнения профиля квартальной
сети водоотведения……………………………………………………………...40
Дополнение 15. Пример выполнения спецификации и штампа………… 41
ВВЕДЕНИЕ
Разработанные указания предназначены для предоставления методической помощи при самостоятельном выполнении проекта. Они содержат все справочные материалы и таблицы, примеры оформления графической части проекта.
Цель работы - закрепление теоретических знаний, приобретения навыков проектирования и овладения методиками расчета инженерных систем.
Работа над проектом, умение пользоваться нормативной и справочной литературой, таблицами, знание методик расчета инженерных сетей, позволит студентам, как будущим специалистам, самостоятельно проектировать системы водоснабжения и водоотведения разнообразных объектов.
Задание на проект содержит все необходимые данные (ч.1 указаний): генплан квартала с инженерными коммуникациями и их характеристики (гарантийный напор в точке подключения, диаметр, глубина заложения, грунты на месте строительства, наличие и уровень грунтових вод); план типового этажа; характеристика дома (количество этажей, наличие подвала и его глубина, степень благоустройства).
Проект состоит из объяснительной записки (объем 15...20 с., формат А4) и графической части, которая может быть выполнена на одном листе чертежа формата А1 или на нескольких форматов А3, А4.
Состав пояснительной записки:
Реферат.
1. Проектирование и расчет системы холодного водопровода.
1.1. Общая характеристика объекта проектирования.
1.2. Гидравлический расчет системы.
1.3. Выбор счетчика воды и определения потерь напора.
1.4. Определение нужного напора в системе и анализ полученных результатов.
2. Проектирование и расчет системы водоотведения.
2.1. Гидравлический расчет стояков.
2.2. Гидравлический расчет выпусков.
2.3. Трассировки квартальной сети, определения расчетных расходов и
начальной глубины заложения сети.
2.4. Гидравлический расчет квартальной сети.
Литература.
Состав графической части проекта:
· генплан квартала с инженерными коммуникациями (М 1:500 или 1:1000);
· план типового этажа и план подвальной части (М 1:100);
· аксонометрическая схема системы холодного водопровода;
· аксонометрическая схема выпуска системы водоотведения;
· профиль квартальной сети системы водоотведения;
· спецификация.
Пример оформления графической части проекта приведен в «Дополнениях» 8…15 данных методических указаний.
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫВНУТРЕННЕГО ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА
Внутренняя водопроводная система - совокупность инженерных устройств, которые предназначены для подачи воды под давлением к водоразборным устройствам, расположенным в доме.
В жилых домах такими устройствами являются: смесители моек, ванн и умывальников, смывные бачки унитазов, местные водонагреватели, поливочные краны.
Система внутреннего холодного водопровода содержит:
· ввод в дом;
· водоизмерительный узел;
· разводящая сеть;
· стояки;
· подводки к водоразборным устройствам;
· санитарно-техническая и запорно-регулирующая арматура.
В зависимости от местных условий, в систему может быть включено дополнительное оборудование - насосные установки, запасные и регулирующие емкости.
В курсовом проекте студентам предложенные дома, в которых количество этажей колеблется от трех до пяти. Для таких домов применяется тупиковая схема водоснабжения с нижней разводкой трубопроводов на высоте 0,20 м под потолком подвала (0,5 м ниже полы первого этажа).
1.1.Устройство вводов.
Если в проекте принята тупиковая схема внутреннего водопровода с одним вводом, то его лучше располагать в центре дома (если потребители расположены равномерно по обе стороны), или в той части дома, где потребляется большее количество воды.
Ввод присоединяется к внешней сети под прямым углом, а если это выполнить невозможно, допускается присоединение по диагонали, с углом пересечения стены дома не менее 450.
Пересечение ввода с внешними стенами или полом подвала в сухих грунтах выполняется с зазором 0,2 м между трубопроводом и строительными конструкциями с закладкой отверстия водо- и газонепроницаемыми материалами, а в мокрых грунтах ‒ на трубе ввода устраиваеся сальник. На рис.1.1 и 1.2. показаны устройства вводов.
Рис. 1.1. Ввод водопровода через стену подвала в сухих грунтах
1-футляр из стальной трубы; 2-мятая глина; 3-заделка цементным раствором; 4-смоляная прядь.
Рис. 1.2. Ввод водопровода с использованием сальника при наличии подземных вод (а) и ребристого патрубка во влажных и мокрых ґрунтах (б).
1-гидроизоляция; 2-монолитная стена; 3-замок из мятой глины; 4-приварные ребра; 5-заделка цементным раствором.
Ввод устраивается с уклоном 0,003…0,005 к внешней сети на глубине, м:
hзал = (hпр+0,5);
где: hпр - глубина проникновения в грунт нулевой температуры, м (принимается по заданию (глубина промерзания).
При параллельной прокладке инженерных коммуникаций расстояние в плане между ними и вводом должно быть не менее:
· 1,5 м для выпусков канализации и водостоков;
· 1,5 м от трубопроводов системы теплоснабжения или газопровода высокого давления;
· 1,0 м от газопровода среднего давления;
· 1,0 м от электрических кабелей;
· 0,5 м от телефонной сети.
Расстояние между трубопроводами по вертикали (за исключением трубопроводов системы водоотведения) должно быть не менее чем 0,20 м.
Водопровод прокладывается выше трубопровода системы водоотведения не менее чем на 0,40 м; если это условие выполнить невозможно, водопровод должен быть положен в футляр из стальных труб. Длина футляра принимается 5 м в обе стороны в сухих грунтах и 10 м - в мокрых.
1.2. Водоизмерительный узел
В соответствии с требованиями [5, п. 13.1-13.6] для учета количества и расхода воды на вводах в дом необходимо предусматривать установку счетчиков воды. Водоизмерительный узел содержит в себе: вентили (задвижки), которые устанавливаются на прямолинейных участках до и после водоизмерителя, также между водоизмерителем и следующим по движению воды вентилем (задвижкой) стоит устанавливать спускной кран (рис. 1.3). Счетчики располагаются на высоте 1 м над полом.
Обводная линия обязательна при наличии одного ввода в доме, а также в том случае, если он не рассчитан на пропуск пожарного расхода.
Рис. 1.3. Водоизмерительный узел для воды с крыльчатым (а) и турбинным счетчиком (б)
Счетчики должны располагаться в удобном легкодоступном помещении с искусственным или естественным освещением и температурой воздуха не ниже +5 0С (допускается установка счетчиков вне дома в колодцах).
1.3. Трассировка внутреннего водопровода
Разводящая сеть (магистральные трубопроводы) прокладывается под потолком подвала на расстоянии 0,20-0,30 м или в техническом подполье, вдоль капитальных стен. При этом должен обеспечиваться свободный доступ к запорно-регулирующей арматуре и соединениям труб. Сеть прокладывается с уклоном 0,002...0,005 к водоизмерительному узлу.
Количество стояков и места их расположения зависят от планировки квартир. Поэтому их рекомендуется устанавливать в соответствии со стандартными монтажными положениями (Доп.7.).
Стояки системы обозначаются: Ст.В1-5: Ст. - стояк; В1 - система хозяйственно-питьевого водопровода; 5 - порядковый номер стояка системы (нумеруются слева направо).
1.4. Трубы. Санитарно-техническая и запорно-регулирующая арматура.
Материал труб для внутренних трубопроводов, подающих холодную питьевую воду, стоит принимать в соответствии с рекомендациями [5, п.9.1]: для внутренних трубопроводов помещений - пластмассовые трубы и фасонные изделия из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутилена, металлопластика, из стеклопластика и других пластмассовых материалов.
Допускается применять медные, бронзовые и латунные трубы, фасонные изделия, а также стальные с внутренним и внешним защитным покрытием от коррозии.
Соединение труб на сварке, присоединение арматуры ‒ муфтовое.
Подводки к санитарным приборам должны отвечать стандартным монтажным схемам (см. Доп.. 5). Их рекомендуется осуществлять автономными гибкими шлангами, рассчитанными на давление не ниже 0,4...0,6 МПа.
Рекомендуется следующая высота установки водоразборной арматуры над полом:
· смеситель мойки - 1,05...1,30 м;
· смеситель общий для ванны и умывальника - 1,00...1,10 м;
· смывной бачо унитаза ‒ 0,60...0,80 м;
· смесители в душевых кабинах - 0,80 м.
В соответствии с требованиями [5, п.9.7], запорную арматуру на внутренних сетях водопровода следует устанавливать:
· на каждом вводе;
· в основании стояков;
· на ответвлениях от магистрали;
· на ответвлениях в каждую квартиру;
· на подводках к смывным бачкам унитазов;
· на подводках к водонагревательным колонкам;
· перед поливочными кранами.
Количество поливочных кранов принимается из расчета - один кран на 60...70 м периметра дома [5, п.9.6]. Ось крана должна быть выше уровня земли в месте установки на 0,30 м. Поливочные краны устанавливают в нишах внешних стен.
1.5. Гидравлический расчет системы холодного водопровода.
Целью гидравлического расчета системы холодного водопровода является определение расчетных расходов на участках сети, диаметров трубопроводов, скоростей движения воды и потерь напора по расчетному направлению.
Для этого строится аксонометрическая схема, на которую наносятся все вышеуказанные элементы. За расчетное направление принимается движение воды к наиболее отдаленному и высоко расположенному водоразборному устройству системы (так называемая «диктующая точка»). Принятое направление разбивается на расчетные участки.
Расчетный участок – это участок сети, на которой постоянные: расход воды, диаметр и материал трубопровода.
Зная расчетные расходы, определяющие максимальные нагрузки, при которых должна нормально функционировать система, можно определить величину необходимого напора в системе, подобрать, в случае необходимости, насосное оборудование или напорные баки.
Расчет выполняется по [5, п.п.11.1, 11.3, 11.5…11.7] и сводится к табл.1.1.
Таблица 1.1. Ведомость гидравлического расчета внутреннего водопровода
| № участка | Количество приборов, на расчетном участке,N, шт | Расчетный расхода воды на участке, л/с | Диаметр, мм, трубы на участке,d,мм мм мм | Скорость,V,м/с, воды | 1000i | Длина участка, l, м | Потери напора на участке, м | |
| По длине,Hl=il | Общие H=il(1+k) | |||||||
| 1-2 | ||||||||
| 2-3 | ||||||||
| 3-4 | ||||||||
| 4-5 | ||||||||
| … |
Расчетный расход воды на участке определяется по таблице дополнения А.5 [5] (дополнение 3). Его значение зависит от N и среднего в час расхода холодной воды
qТ = (QТtot - QТh)/ Т, л/год,
где QТtot – общий средний суточный расход воды одним жителем, м3/сут, - дополнение А.1 [5] (дополнение 2),
QТh - средний суточный расход горячей воды одним жителем, м3/сут, - дополнение А.1 [5] (дополнение 2),
Т – количество часов потребления воды на сутки, часов.
Суммарные потери напора на участке сети:
H = il (1+k),
где k = 0,3 для сетей хозяйственно-питьевого водопровода [5, п. 11.7] учитывает потери напора на местных сопротивлениях.
При выборе диаметров труб на расчетных участках необходимо учитывать, что экономически обоснованные скорости движения воды в магистралях лежат в пределах 0,90...1,20 м/с, а допустимые скорости в подводках к приборам - 2,50 м/с.
Согласно требованиям ДБН скорости воды не должны превышать 1,5 м/с в стальных трубах и 2,5 м/с в пластмассовых.
1.6. Устройства для измерения количества и расходы воды
В системах водоснабжения жилых и общественных домов для учета количества и расходов воды на вводах в дом устраиваются крыльчатые и турбинные счетчики.
Крыльчатые счетчики имеют вертикальную ось вращения и выпускаются для небольших диаметров условного прохода (15…50 мм). Турбинные имеют горизонтальную ось вращения и выпускаются диаметрами от 50 до 250мм.
При выборе счетчика определяют:
· соответствие калибра режиму водопотребления объекта;
· потери напора, которые могут возникнуть при расчетных расходах.
Калибр счетчика (диаметр условного прохода) определяется по табл. 1.2, исходя из среднечасового расхода воды в доме:
qТ = (QТtot - QТh) U / 24000, л/год,
где QТtot – общий средесуточный расход воды одним жителем, м3/сут, - дополнение А.1 [5] (дополнение 2),
QТh - среднийсуточный расход горячей воды одним жителем, м3/сут, - дополнение А.1 [5] (дополнение 2),
U – количество жителей в доме, чел.
При этом полученное значение среднего часового расхода не должно превышать эксплуатационный расход для выбранного калибра.
Потери напора определяются по формуле:
Нs= S (qс)2, м,
где: S - удельное гидравлическое сопротивление;
qс - максимальный секундный расход на участке, где установлен счетчик.
Допустимая величина потерь напора для крыльчатого счетчика не должна превышать 5,0 м, а для турбинного - 2,5 м [5].
Таблица 1.2. Технические характеристики водоизмерителей ВСКМ
| Диаметр условного прохода счетчика, мм | Параметры | |||||
| расход воды, м3/ч | Порог чуствительности, м3/ч, не больше | максимальний объем воды за сутки, м3 | Гидравл. Сопротив. счетчика S,м5/с2 | |||
| минимальный | експлуатационный | макси мальный | ||||
| 0,03 | 1,2 | 0,015 | 14,5 | |||
| 0,05 | 0,025 | 5,18 | ||||
| 0,07 | 2,8 | 0,035 | 2,64 | |||
| 0,1 | 0,05 | 1,3 | ||||
| 0,16 | 6,4 | 0,08 | 0,5 | |||
| 0,3 | 0,15 | 0,143 |
1.7. Определение требуемого напора.
Требуемый напор в месте присоединения ввода к городскому водопроводу должен обеспечивать подачу воды в диктующую точку с учетом величины свободного напора в ней.
Нтр = Нgeom +ΣHl +Hs +Hf, м,
где: Нgeom- геометрическая высота подъема воды, определяется как разность отметок диктующей водоразборной арматуры и отметки верха трубы водопровода в точке подключения к внешней сети;
ΣHl – суммарные потери напора от диктующей точки до точки подключения к сети внешнего водопровода;
Hs- потери напора в счетчике;
Hf- свободный напор в диктующем устройстве (принимается по доп.1).
Полученное значение нужного напора НТР сравнивают с гарантийным НГАР в сети (приведенный в задании)...
При этом могут возникнуть такие варианты:
· НТР < НГАР – система водоснабжения без повышающих насосов и баков;
· НТР > НГАР на 1,50...2,00 м. В этом случае можно выполнить коррекцию гидравлического расчета путем увеличения диаметров некоторых участков сети и снизить значение НТР.
· НТР >> НГАР (но не более 40,0 м) – в этом случае предусматривается установка повышающих насосов или баков.
Для снижения утечек в сети наилучшим вариантом является такой, когда величина необходимого напора равняется гарантированному напору в сети.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫВНУТРЕННЕГО ВОДООТВЕДЕНИЯ
2.1.Трассировка системы внутреннего водоотведения
Система водоотведения дома содержит в себе следующие элементы: приемники сточных вод (санитарные приборы) с гидравлическими затворами, отводные трубопроводы (горизонтальные участки сети в пределах квартиры), стояки (вертикальные трубопроводы) и выпуски.
На план типового этажа наносят стояки и отводные трубопроводы, стояки нумеруют (Ст.К1-№…- стояк хозяйственно-бытовой системы водоотведения) и указывают диаметр.
На плане подвала необходимо указать места расположения стояков, выпусков и их диаметры (Доп.10). При выполнении трассировки необходимо соблюдать требование [5, п. 19.2…19.10].
Следует отметить, что один выпуск может отводить сточные воды как от одного стояка, так и от нескольких стояков системы, причем расстояние от стояка до выпуска должно быть минимальным.
Сеть системы водоотведения может быть запроектирована из чугунных труб и фасонных частей (ДСТУ 6942-80*) или пластмассовых (ДСТУ 22689-77*).