Конструирование системы холодного водопровода.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

_____________________________________________________________

Институт инженерно-экологического строительства и механизации

Кафедра: «Водоснабжение и водоотведение»

 

Курсовой проект

По дисциплине: «Инженерные системы и оборудование зданий ВиВ»

Тема: «Водоснабжение и водоотведение жилого дома»

Выполнил студент: Иванов Ивн Иванович, группа ИИЭСМ -2-15

 

Руководитель проектирования: Доцент, к.т.н Хургин Роман Ефимович

Проект допущен к защите:__________________________

(дата, подпись руковод. проектирования)

Курсовой проект защищен с оценкой: ________________

Москва 2019

Аннотация:

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.

Исходные данные для проектирования жилого дома (из задания):

1. Назначение зданий – жилое

2. Количество зданий – 1 шт.

3. Количество секций в здании – 1 шт.

4. Этажность – 7.

5.Высота этажа – 3,0 м.

6.Расчетная заселенность квартиры – 3 чел./кв.

7.Высота подвала или технического подполья – 3,0 м.

8. Превышение отметки пола 1-ого этажа над отметкой планировки– 0,4м.

9. Глубина промерзания грунта – 1,7 м.

10. Гарантийный напор – 0,1 МПа.

11. Диаметр сети городского водопровода – 300 мм.

12. Диаметр коллектора городской канализации – 300 мм.

Состав курсового проекта:

Задание........................................................................................................................................ 2 Аннотация................................................................................................................................... 4 Состав проекта............................................................................................................................ 5 Содержание................................................................................................................................. 6 Ведомость графических материалов........................................................................................ 7 1. Обоснование принятых санитарно-технических систем и их основные параметры....... 8 1.1. Водопровод холодной воды............................................................................................... 9

2. Конструирование системы холодного водопровода......................................................... 10 2.1. Водоразборная арматура................................................................................................... 11 2.2. Водопроводная сеть.......................................................................................................... 11 2.3. Внутриквартальные сети.................................................................................................. 12 2.4. Трубопроводная арматура................................................................................................ 13 2.5. Поливочный кран.............................................................................................................. 14 3. Определение расчётных расходов для жилого здания..................................................... 17 4. Водопроводная сеть............................................................................................................. 18 4.1. Расчёт водопроводной сети В1 для микрорайона.......................................................... 19 4.2. Расчёт ввода в ЦТП........................................................................................................... 20 4.3. Расчёт водосчётчика.......................................................................................................... 22 4.4. Подбор повысительных насосов...................................................................................... 26

5. Система канализации........................................................................................................... 28 5.1. Расчёт вертикальных трубопроводов.............................................................................. 31 5.2. Расчёт горизонтальных трубопроводов.......................................................................... 32 Список литературы................................................................................................................... 33

Ведомость графических работ:

Лист	Наименование	Примечания
	План типового этажа(М1:100); План подвала(М1:100); Генплан(1:500); Продольный профиль дворовой канализации(Мв1:100,Мг1:500)
	Аксонометрическая схема холодного водоснабжения жилого дома(М1:100); Аксонометрическая схема водоотведения жилого дома(М1:100);

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

Согласно п. 5.3.1.4 СП 30.133330.2016, исходя из назначения здания (жилое) принимаем:

1. В связи с высокой степенью благоустройства, здание оборудуется: мойками на кухне, умывальником, унитазом со смывным бачком и ваннами

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

3. В связи с наличием централизованного водопровода в городе в качестве водопитателя принимаем наружные сети диаметром d = 300 мм.

4. В связи с тем, что наружный водопровод работает стабильно, резервного водопитателя и запасно-регулирующих емкостей не предусматриваем.

5. Для уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат предусматриваем объединенную хозяйственно-питьевую и поливочную систему холодного водоснабжения.

6. Для отвода бытовых стоков принимаем бытовую канализацию К1, которая должна отводить сточные воды в дворовую сеть канализации и далее в уличную канализационную сеть.

Согласно п. 5.3.2.1 СП 30.133330.2016:

- Системы внутреннего водопровода здания предусматриваем с учетом санитарно-гигиенических и противопожарных требований, требований технологии производства, а также с учетом принятой (существующей) схемы наружного водоснабжения.

 

Согласно п. 5.3.2.2 СП 30.133330.2016:

- Системы водопровода холодной воды проектируем, обеспечивая санитарно-гигиенические требования водопотребителей, с учетом качества воды проектируемой (существующей) системы наружного водоснабжения, требований технологии производства; предусматриваем мероприятия по снижению непроизводительных расходов воды, шума и вибрации согласно ГОСТ 12.1.003; СП 30.13330.2016.

1.1 Водопровод холодной воды:

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

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

Н_тр = 10 м + 4(n_эт – 1) = 10 + 4(7 – 1) = 34 м.

Т.к. Н_тр>Н_гар значит, в моей системе необходима установка насоса.

Допустимое давление перед нижней водоразборной точкой согласно п.5.3.1.6 СП 30.13330.2016 не должно превышать 45 м. вод.ст. (0.45МПа)

В проектируемом задании:

Н_ниж.т. = 3 + h_эт(n_эт – 1) = 3 + 3×(7 – 1) = 21,0 м вод.ст.

Т.к. Н_ниж.т.< 45 м вод.ст., то принимаю однозонную схему водопроводной сети, согласно пункту 5.3.1.6 СП 30.13330.2016. (Рис.1)

Рис.1. Принципиальная однозонная схема водопроводной сети

1 – ввод; 2 – водомерный узел; 3 – насосы; 4 – магистрали; 5 – водопроводный стояк; 6 – запорнаяарматура; 7 – подводки; 8 – водоразборная арматура;

Конструирование системы холодного водопровода.

2.1. Водоразборная арматура.

В жилых квартирах в качестве водоразборных приборов принимаются смесители, согласно п.7.1.8 СП 30.13330.2016, так как здание оборудовано централизованным холодным и горячим водоснабжением.

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

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

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

Водопроводная сеть.

Принимаем водопроводную сеть с нижней разводкой, размещенной в подвале,

Внутреннюю водопроводную сеть принимаем из водогазопроводных стальных

оцинкованных труб ГОСТ 3262-75, согласно п.7.1.3 СП 30.13330.2016

2.3 Внутриквартальные сети.

 

Трубопроводы прокладываем в земле ниже глубины промерзания (по заданию 1,7 м) на 0,3 м.

При пересечении с фундаментом здания предусматриваем отверстие на 200 мм больше диаметра трубы, т.к. это необходимо для предотвращения перелома трубы при осадке здания. Согласно п. 7.1.3СП 30.13330.2016, внутриквартальные сети принимаем из водогазопроводных стальных оцинкованных труб ГОСТ 3262-75.

2.4 Трубопроводная арматура.

Согласно п.7.1.5 СП 30.13330.2016, для управления потоком и давлением воды принимаем запорную арматуру и устанавливаем её:

1. Перед поплавковым клапаном смывного бачка;

2. На ответвлении от стояка в квартиру;

3. У основания стояка;

4. На входе и выходе здания;

5. В водомерном узле, до и после счетчика воды;

6. В установках для повышения давления до и после насосов;

7. На вводе в систему;

8. На обводной линии установки для повышения давления;

9. В колодцах на ответвлении от наружной сети;

10. У основания стояков устанавливаем спускные краны для ремонтных работ.

В качестве запорной арматуры принимаем:

1. На магистралях при входе в здание задвижки МЗВ Dn-50 (Pn-1,6 МПа);

2. У основания стояков – шаровые краны из нержавеющей стали Naval (фланец) DN 15-250, PN 2

3. У основания пожарных стояков принимаем шаровые краны из нержавеющей стали Naval (фланец) DN 15-250, PN 25;

4. На квартирных подводках – шаровые краны Naval (внутренняя резьба) DN 10-50.

Согласно п.7.1.11 СП 30.13330.2016:

- Допускается использовать водоразборную арматуру верхних этажей. В нижних точках системы предусматриваем спускную арматуру. Допускается использовать водоразборную арматуру нижних этажей.

Согласноп.7.1.9СП 30.13330.2016:

Устанавливаем предохранительную арматуру – обратные клапаны

- после насосных установок,

Поливочный водопровод.

Согласно п.7.1.11 СП 30.13330.2016:

- На каждые 60-70 м периметра здания предусматриваем по одному поливочному крану, размещаемому в коверах (небольшой колодец в земле для размещения поливочного крана) около здания или в нишах наружных стен здания.

Расчетные расходы определяем по методике СП 30.13330.2016.

3.Определение расчетных расходов для жилых зданий:

 

1. Число потребителей:

U = U₀× n_{кв.на эт.} × n_секц. × n_эт. × n_{зд .}

 

где:

U₀ – заселенность. U₀ =3,0;

n_кв – число квартир на этаже. n_{кв.на эт.} = 4;

n_сек – количество секций. n_секц. = 1;

n_эт – число этажей в доме. n_эт. = 7;

n_дом – число домов на генплане. N_зд. =1, тогда

U= 3,0 × 4 × 1 × 7 ×1 = 84 чел.

2. Число водозаборных точек:

N^В0= 4 × 4× 7 × 1 ×1 = 112 шт.

 

N^В1= 4 × 4 × 7 × 1 ×1 = 112 шт.

 

3. Расчёт суточного расхода (согласно п.5.2.2.6 СП 30.13330.2016):

 

q_сут = q_{0 сут} × U/1000

где:

q_сут – суточная норма водопотребления холодной, горячей и общей воды,

принимается по приложению А, табл. А2 СП 30.13330.2016 (потребитель - жилое здание с централизованным горячим водоснабжением и с ваннами длинной более 1500-1700 мм.);

q_сут^В0 = 250 л/сут;

q_сут^Т3 = 85 л/сут;

q_сут^В1 = 165 л/сут;

U = 84 чел. (количество водопотребителей в жилом доме)

q^B0_сут = q₀^B0_сут × U/1000= 250 × 84/1000= 21 м³/сут;

q^B1_сут = q₀^B1_сут × U/1000 = (250-85)× 84/1000 = 13,86 м³/сут;

 

4. Расчёт среднечасового расхода (согласно п.5.2.2.5 СП 30.13330.2016 ):

q_ср.час =;

где Т – период работы сети жилого здания, Т = 24 часа.

q^B0_ср.час = 21/24 = 0,875 м³/час;

q^B1_ср.час = 13,86/24 = 0,5775 м³/час;

5. Расчёт секундного расхода (согласно п.5.2.2.2 СП 30.13330.2016 ):

q_сек.= 5×α×q₀;

Секундная вероятность действия сан-тех приборов вычисляется (согласно п.5.2.2.7) по формуле:

Р =;

где:

q_{0 час} – норма расхода воды [л/час] одним потребителем в час наибольшего водопотребления, принимаем по таблице А2 СП30.13330.2016;

q₀ – расход воды [л/с] одним прибором в секунду, принимается по таблице А СП30.13330.2016;

α(NP) принимается по таблице Б2 СП 30.13330.2016.

1) Р_сек^В0 = = 0,0108

α(NP) = α(112× 0,0108) =α(1,209) =1,096;

q^B0_сек = 5 × 1,096× 0,3 = 1,644 л/с;

2) Р_сек^В1 = = 0,00739

α(NP) = α(112 × 0,00739) =α(0,827)=0,883;

q_сек^B1 = 5 × 0,883× 0,2 = 0,883 л/с;

6. Расчёт maxчасового расхода (согласно п.5.2.2.3 СП 30.13330.2016 ):

q_maxчас.= 0,005×α× q_{0 час.};

Часовая вероятность действия приборов (согласно п.5.2.2.7 СП30.13330.2016 ):

Р_ч = Р_с ×;

где:

q₀ – секундный расход прибора [л/с], принимается по таблице А2 СП30.13330.2016;

q_0ч – часовой расход прибора [л/час], принимается по таблице А2 СП30.13330.2016;

1) Р_ч^В0 = = 0,0388;

α(NP_ч) = α(112×0,0388) = α(4,354) = 2,352;

q_ч^B0 = 0,005 × 2,352× 300 = 3,528 м³/ч;

2) Р_ч^В1 = = 0,0266;

(NP_ч) = α(112×0,0266) = α(2,979) =1,84;

q_ч^B1 = 0,005 × 1,84× 200 = 1,84 м³/ч.

Обобщающая таблица для жилого дома:

табл.1

Система	qсут , м3/сут	qср.час, м3/час	qmax ч, м3/час	qmax с, л/с
В0	21,0	0,875	3,528	1,644
В1	13,86	0,5775	1,84	0,883

Водопроводная сеть.

Согласно п. 5.6.1 СП 30.13330.2016:

- Гидравлический расчет сетей водопроводов холодной воды проводим по максимальному секундному расходу воды.

Согласно п. 5.6.2 СП 30.13330.2016:

- Гидравлический расчет сетей водоснабжения проводим для расчетных схем без исключения каких-либо участков сети, стояков или оборудования.

 

4.1.Расчёт водопроводной сети В1 для жилого дома:

табл.2

Nп.п.	Nуч.	Lуч.	Nпр.	Pсек.В1	∑PN	α	qсек., л/сек	d,мм	v, м/с		il	k	il(1+k)
1.	1-2	1,0		0,00739	0,00739	0,202	0,202		0,47	0,0312	0,0312	0,2	0,03744
2.	2-3	0,7		0,00739	0,01478	0,202	0,202		0,47	0,0312	0,02184	0,2	0,026208
3.	3-4	1,3		0,00739	0,02217	0,222	0,222		0,47	0,0312	0,04056	0,2	0,048672
4.	4-5	3,0		0,00739	0,02217	0,222	0,222		0,47	0,0312	0,0936	0,2	0,11232
5.	5-6	3,0		0,00739	0,04434	0,265	0,265		0,56	0,0434	0,1302	0,2	0,15624
6.	6-7	3,0		0,00739	0,06651	0,301	0,301		0,65	0,0575	0,1725	0,2	0,207
7.	7-8	3,0		0,00739	0,08868	0,328	0,328		0,65	0,0575	0,1725	0,2	0,207
8.	8-9	3,0		0,00739	0,11085	0,361	0,361		0,75	0,0735	0,2205	0,2	0,2646
9.	9-10	3,0		0,00739	0,13302	0,384	0,384		0,75	0,0735	0,2205	0,2	0,2646
10.	10-11	1,8		0,00739	0,15519	0,41	0,41		0,84	0,0913	0,16434	0,2	0,197208
11.	11-12	2,7		0,00739	0,15519	0,41	0,41		0,47	0,0216	0,05832	0,2	0,069984
12.	12-13	7,2		0,00739	0,15519	0,41	0,41		0,36	0,0111	0,07992	0,2	0,095904
13.	13-14	3,1		0,00739	0,20692	0,458	0,458		0,40	0,0134	0,04154	0,2	0,049848
14.	14-15	1,0		0,00739	0,41384	0,624	0,624		0,52	0,0215	0,0215	0,2	0,0258
15.	15-16	3,1		0,00739	0,62076	0,767	0,767		0,64	0,0313	0,09703	0,2	0,116436
16.	16-17	4,9		0,00739	0,67249	0,791	0,791		0,64	0,0313	0,15337	0,2	0,184044
17.	17-ИТП	5,8		0,00739	0,82768	0,883	0,883		0,72	0,0389	0,22562	0,2	0,270744
	∑=2,334

4.2.Расчет ввода (в ИТП):

 

Для обеспечения долговечности ввода, прокладываемого в грунте, принимаем чугунные трубы ГОСТ 9583-75, соедияемые в раструбах.

Согласно п. 5.4.2 и п. 5.4.3 СП 30.13330.2016:

- Здание присоединяем одним вводом к наружной сети. Между вводом на наружной сети водопровода предусматриваем запорную арматуру, для отключения подачи воды в здание при аварии на одном из участков сети.

Согласно п. 5.4.4 СП 30.13330.2016:

-Вводы объединяем до насоса.

1.Ввод в ИТП расчитываем на пропуск максимально-секундного расхода общей воды. Из табл.: q^B0_сек = 1,644 л/с.

2.По таблице Шевелева выбираем для данного расхода диаметр трубопровода, диаметр ввода так, чтобы скорость воды составляла 0,3-1,5 м/с. Принимаем d_вв = 50 мм (v=0,78 м/с).

Потери на вводе определяются по формуле:

h_вв = i × L_вв;

где:

i = 0,0322 – по табл. Шевелёва для данного расхода и диаметра;

L_вв – длина ввода (определяется по генплану), L_вв = 12,8 м.,

Тогда h_вв = 0,0322 × 12,8 м = 0,412 м.

4.3.Расчёт водосчётчика(в ИТП):

Согласно п.7.2.1 СП 30.13330.2016:

-Водомерный узел размещаем на вводе в систему в здании,

-Трубопровод в водомерных узлах принимаем стальной со сваркой. При соединении к счетчику воды и арматуре – фланцевое. Для удобства обслуживания поверки счетчиков принимаем типовую водомерную вставку.

Согласно п.7.2.1 СП 30.13330.2016:

- для обеспечения учета подачи воды потребителям, предесматриваем установку счетчиков воды в квартирах

-Счетчики устанавливаются с выполнением всех требований п.7.2

Согласно п. 7.2.12 СП 30.13330.2016:

-Диаметр условного прохода счетчика воды подбираем по среднечасовому расходу воды за период потребления (сутки, смену), который не должен превышать эксплуатационный расход по паспорту;

Из табл.: q^B0_ср.час = 0,875 м³/час.

Согласно п. 7.2.13 СП 30.13330.2016:

-Счетчик с предварительно принятым в соответствии с 7.2.12 диаметром условного прохода проверяем на пропуск расчетного максимального часового или максимального секундного расхода, при этом потери давления в счетчиках воды не должны превышать для крыльчатых счетчиков 0,05 МПа, а для турбинных 0,025 МПа.

По таблице 4 СНиП 2.04.01-85* Принимаем d = 20 мм

Потери на водосчетчике определяем по формуле (проверка):

h_вод = S × (q^B0)²; где:

S – гидравлическое сопротивление;

S = 1,3 м/(л/с)²;

q^B0_{max сек} = 1,644 л/с.;

h_вод = 1,3 × (1,644)² = 3,5 м.

Сравнивая полученное значение с допустимым (для крыльчатых 5 м), оставляем диаметр водосчетчика равными 32 мм. (согласно п.7.2.13 СП 30.13330.2016).

4.4.Подбор повысительных насосов.

 

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

-Для обеспечения подачи воды при отключении электропитания, принимаем обводную линию. (Рис.4.)

Рис.4:1 – рабочий насос; 2 – резервный насос; 3 – манометры; 4 – задвижки; 5 – обратный клапан.

Согласно п.7.3.4 СП 30.13330.2016 и нормам СанПиН 2.1.2.2645:

- Насосные агрегаты устанавливают на бетонных основаниях. Расстояние между агрегатами принимаем исходя из условия осмотра агрегатов и возможности их демонтажа при ремонте.

Согласно п.7.3.14 СП 30.13330.2016:

-На напорной линии у каждого насоса устанавливаем обратный клапан, запорное устройство и манометр, а на всасывающей - запорное устройство и манометр.

Всасывающие и напорные коллекторы принимаем из стальных труб, соединенных на сварке. При соединении к насосным агрегатам и задвижкам – на фланцах.

Согласно п. 7.3.4 СП 30.13330.2016:

-Насосные установки, подающие воду на хозяйственно-питьевые нужды, располагаем в ИТП.

Согласно п. 7.3.14 СП 30.13330.2016:

- На напорной линии у каждого насоса предусматриваем обратный клапан, запорное устройство и манометр, а на всасывающей - запорное устройство и манометр.

Согласно п. 7.3.15 СП 30.13330.2016:

- Насосные агрегаты устанавливаем на виброизолирующих основаниях. На напорных и всасывающих линиях предусматриваем установку виброизолирующих вставок.

Согласно п. 7.3.18 СП 30.13330.2016:

-Насосные установки систем холодного водопровода проектируем с местным, дистанционным или автоматическим управлением.

В моём проекте предусматриваются следующие требования к автоматизации:

- автоматический пуск и отключение рабочих насосов с частотно-регулируемым

электроприводом в зависимости от требуемого давления в системе;

- автоматическое включение резервного насоса при аварийном отключении рабочего насоса;

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

-Дистанционное и автоматическое управление следует осуществлять с диспетчерского узла управления.

Согласно п. 7.3.2 СП 30.13330.2016 требуемый напор насоса вычисляется по формуле:

Н _нас=1,2(Н _геом.+ Σh _пот.+ Н _св.- Н _гар.)

где:

Н _геом. =19,6 м. (геометрическая высота от земли до самого, высоко расположенного прибора);

Σh _пот.= h _вв + h _{сети +} h _вод =0,412 +2,334+3,5 =6,246 м.

Н _св= 3м.

Н _гар= 0,1 МПа = 10 м. водяного столба (по заданию), тогда

Н_нас. = 1,2*(19,6+ 6,246+3-10)=1,2*15,636=22,6 м.