4.1. Выбор системы канализации
Системы внутренней канализации различают по следующим признакам:
Þ по назначению различают бытовые, производственные и дождевые системы;
Þ по способу сбора загрязнений бывают сплавные системы, предусматривающие сбор стоков от всех источников с последующей транспортировкой и очисткой, и вывозные для небольших поселков, где отсутствует система сбора и очистки;
Þ по сфере обслуживания системы бывают объединенные, когда совместно отводятся все загрязнения и раздельные, если некоторые виды стоков (агрессивные, ядовитые, токсичные и т.д.) выводятся отдельно;
Þ по способу транспортирования отличают трубопроводную и лотковую системы;
Þ по устройству вентиляции системы канализации бывают с вентилируемыми и невентилируемыми стояками.
Цель курсовой работы заключается в проектировании бытовой сплавной трубопроводной объединенной системы канализации с вентилируемыми стояками.
4.2. Требования к трассировке канализационной сети
Канализационная сеть жилого здания включает следующие элементы: санитарные приборы, отводные канализационные трубы, канализационные стояки, выпуски, магистральные трубопроводы, гидрозатворы (сифоны), устройства для обслуживания и очистки, фасонные части и другие менее значительные детали.
4.2.1. Санитарно-технические приборы и отводные канализационные трубы
В квартирах, чаще всего, устанавливаются следующие санитарно-технические приборы: ванна, умывальник, мойка в кухне и унитаз со смывным бачком. Все приборы должны снабжаться гидрозатворами (сифонами), предотвращающими проникновение газов из канализационной сети.
Отводные трубы располагаются внутри квартир и соединяют санитарно-технические приборы с канализационными стояками. Предусматривается три способа прокладки отводных труб:
- по полу;
- в перекрытии между этажами;
- под потолком нижнего этажа.
В основном применяются два первых способа прокладки. Последний вариант можно реализовать лишь в том случае, когда трубы прокладываются в коридорах и санузлах. Участки сети следует прокладывать вдоль стен и переборок. Длина отводного трубопровода должна быть по возможности наименьшей. Если к отводке присоединяется три и более санитарных прибора, не имеющих специальных устройств для прочистки, то в начале такой линии предусматривают прочистку. Прочистки также устанавливают в местах поворотов с углом не более 300. Не допускается присоединение отводных трубопроводов двух смежных квартир друг к другу. Отводная труба присоединяется к канализационному стояку при помощи тройников или крестовин под углом 90, 60 или 450, а диаметр отводной трубы не должен превышать диаметр канализационного стояка. Чем меньше угол присоединения, тем выше пропускная способность системы и меньше вероятность засорения. Наибольший уклон отводных труб не должен превышать 0,15, за исключением ответвлений от приборов, имеющих длину до 1,5 м, а наименьший 0,01...0,015. Прокладка осуществляется под уклоном в сторону канализационного стояка.
4.2.2. Канализационные стояки
Канализационные стояки собирают сточные воды отводных линий и располагаются строго вертикально. В крайних случаях при невозможности прямолинейной прокладки устраиваются отступы. Стояки размещают только по капитальным стенам открыто или закрыто в специальных шахтах, проектируемых с этой целью. Пластмассовые трубы прокладываются только закрытым способом. Предпочтительнее располагать стояки ближе к приборам, в которые поступают наиболее грязные стоки (унитаз), лучше в углу туалета. К одному стояку при помощи крестовины можно присоединять отводные трубопроводы канализационных сетей из двух смежных квартир. Нельзя прокладывать канализационные стояки по наружным стенам и в жилых комнатах. Для вентиляции каждый стояк выводят на крышу на высоту, м:
| - от плоской неэксплуатируемой кровли.............. | 0,3 |
| - от скатной кровли................................................. | 0,5 |
| - от эксплуатируемой кровли................................. | |
| - от обреза сборной вентиляционной шахты........ | 0,1 |
Для прочистки стояков устанавливают ревизии на высоте 1,0 м от пола или 0,15 м выше борта наиболее высоко расположенного санитарного прибора в следующих местах:
Ø на первом и последнем этаже;
Ø при наличии отступа - над ним;
Ø при этажности 5 и более - через три этажа;
Ø в подвале.
4.2.3. Выпуски канализационной сети
Выпуски - это горизонтальные трубопроводы, которые собирают сточные воды от одного или группы стояков и отводят их в наружную канализационную сеть. Выпуски, как правило, размещаются в подвалах зданий, в каналах пола первого этажа или техническом подполье. Число выпусков определяют сообразно размещению канализационных стояков. Необходимо отдавать предпочтение вариантам с минимальным числом выпусков и их наименьшей протяженностью. Проектирование одного торцового выпуска на все здание нецелесообразно. Нельзя прокладывать выпуски вдоль фундамента и пересекать им соединение капитальных стен. Выпуск направляется за пределы стен, но только не в сторону главного фасада здания. Выпуски целесообразно размещать с одной стороны здания. Глубина заложения трубопроводов за стенами здания принимается на 0,3 м выше глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м от поверхности земли. Длина выпуска от наружной стены здания до оси смотрового колодца должна составлять:
- 6 м - при диаметре трубопровода 50 мм;
- 7,5 м - при диаметре трубопровода 100 мм;
- 10 м - при диаметре трубопровода 150 мм и более.
Диаметр выпуска не может быть меньше диаметра самого большого стояка.
4.3. Трубы для внутренней канализационной сети
Для устройства внутренней канализации применяют в основном чугунные и пластмассовые трубы.
Чугунные трубы (ГОСТ 6942.3-80) выпускают однораструбовыми с условным проходом 50, 100 и 150 мм длиной от 0,75 до 2,2 м с покрытием на основе нефтяного битума для предотвращения коррозии внутри трубы. Соединяют трубы при помощи раструбов или соединительных фасонных частей, выпускаемых по ГОСТ 6942.2-80 и ГОСТ 6942.3-80, имеющие диаметры, соответствующие диаметрам труб. К соединительным частям относятся ревизии, удлиненные отводы по углом 900, отводы под углом 110, 120 и 1350, колена под углом 900, тройники косые под углом 45 и 600 и прямые под углом 900, крестовины прямые и косые, муфты переходные и простые для стыкования труб разного размера, отступы.
Пластмассовые канализационные трубы и фасонные части изготавливают из полиэтилена по ГОСТ 18599-83*, полиэтилена низкого давления по ГОСТ 22689.3-77 и ПВХ по ТУ 6-19-231-83 и ТУ 6-19-307-86. Трубы из полиэтилена выпускают наружным диаметром 50, 63, 75, 110, 140 и 160 мм, а из ПВХ - наружным диаметром 50, 90, 110 и 160 мм. Пластмассовые трубы применяют при транспортировании сточных вод температурой до 400 С.
Асбестоцементные, керамические, бетонные и другие типы труб для устройства внутренней канализации применяют крайне редко.
4.4. Гидравлический расчет внутренней канализационной сети
Гидравлический расчет канализации заключается в подборе или определении диаметров горизонтальных и вертикальных участков сети. Диаметр горизонтальных участков отводных труб от санитарных приборов не рассчитывается, а принимается по приложению 2 СНиП /1/ или по таблице 9 методических указаний.
Таблица 9
Характеристики основных приемников сточных вод
| Приемники | Нормативные характеристики приемников сточных вод | ||||
| сточных | Расход стоков | Уклон отводной трубы | Диаметр отводной трубы, мм | ||
| вод | от прибора | мини- | макси- | мини- | макси- |
 , л/с
| мальный | мальный | мальный | мальный | |
| Умывальник | 0,15 | 0,02 | 0,035 | ||
| Мойка со смес. | 0,3 | 0,025 | 0,035 | ||
| Ванна со смес. | 0,8 | 0,02 | 0,035 | ||
| Ванна с водогр. колонкой | 1,1 | 0,02 | 0,035 | ||
| Унитаз со смывным бачком | 1,6 | 0,02 | 0,025 | ||
| Унитаз со смывным краном | 1,4 | 0,02 | 0,025 |
При подборе труб для стояков следует пользоваться таблицей 8 СНиП /1/ или таблицей 10 методических указаний, диаметр стояков подбирается по расчетному расходу сточных вод, который определяется по формуле:
(4.1)
где - норма расхода от прибора с наибольшим отведением на данном стояке, л/с (приложение 2 СНиП /1/ или таблица 9); a - коэффициент, определяемый в зависимости от произведения количества приборов на стояке (NСТ) и вероятности одновременного действия всех приборов (Р), рассчитываемую по формуле 4.2 настоящих методических указаний. Коэффициент a определяется по приложению 4 СНиП /1/ или по таблице 5 методических указаний.
Таблица 10
Данные для подбора диаметра канализационного стояка
| Диаметр поэтажного | Угол присоединения отвода | Максимальная пропускная способность вентилируемого канализационного стояка, л/с, при его диаметре, мм | |||
| отвода, мм | к стояку, град | ||||
| 0,8 1,2 1,4 | 2,8 4,3 4,9 | 4,3 6,4 7,4 | 11,4 17,0 19,6 | ||
| - - - | 2,1 3,2 3,6 | - - - | - - - | ||
| - - - | - - - | 3,2 4,9 5,5 | 8,5 12,8 14,5 | ||
| - - - | - - - | - - - | 7,2 11,0 12,6 |
Результаты расчета заносятся в таблицу:
Таблица 11
| Обозначение стояка | Кол-во приборов, присоединенных к стояку, шт. | Максимальный  стояка, л/с
| Диаметр стояка, мм |
| К 1-1 | |||
| К 1-2 | |||
| и т.д. |
Далее проводится расчет сборного трубопровода и выпусков в следующем порядке:
1). Определяют общее число санитарных приборов S N, нагружающих участок сборного трубопровода или выпуска.
2). Определяют вероятность одновременного действия всех приборов по формуле:
, (4.2)
где Р - вероятность действия всех приборов сети одновременно; 
- общий расход воды в час максимального водопотребления, л/час (см. приложение 3 СНиП /1/ или таблицу 2 методических указаний); U - количество потребителей воды, чел. (см. таблицу 1); S N - общее количество приборов, находящихся в здании, шт.; - норма расхода от прибора с наибольшим отведением во всем здании, л/с (приложение 2 СНиП /1/ или таблица 9).
3). Определяют максимальный расход сточных вод на участке по формуле 4.1, предварительно выбрав коэффициент a по произведению S N×Р из приложения 4 СНиП /1/ или таблицы 5 методических указаний.
4). Далее задаются средней скоростью Vm и наполнением труб H/d. Минимальная скорость из условия незасоряемости труб должна быть не менее Vm =0,7 м/с, а наименьшее наполнение - не менее H/d =0,3. Верхний предел скорости для чугунных труб Vm =8 м/с, а для пластмассовых Vm =4 м/с.
Для принятых Vm и H/d должно выполняться условие:
(4.3)
5). Определяют расчетный расход сточных вод 
:
- при длине расчетного участка сборного трубопровода или выпуска 
< 3 м по формуле:
, (4.4)
где qS - расход сточных вод, определяемый по формуле 4.1, л/с; - длина расчетного участка, м; 1000 ×К - коэффициент, зависящий от наполнения H/d, выбирается по таблице 12 методических указаний; Vm - средняя скорость движения жидкости, м/с.
- при длине расчетного участка сборного трубопровода или выпуска ³ 3 м по формуле:
, (4.5)
где А0 - параметр, определяемый из зависимости:
, (4.6)
Таблица 12
Зависимость коэф-та 1000×К от наполнения
|
где n - коэффициент шероховатости трубы (для пластмассовых труб n =0,011, для стальных и асбестоцементных труб n =0,012, для чугунных труб n =0,013, для керамических труб n =0,0134, для бетонных и железобетонных труб n =0,014).
6). Определяют диаметр трубопровода по формуле:
, (4.7)
где 
- расчетный расход сточных вод, определяемый по формулам 4.4 или 4.5, подставляемый в формулу 4.7 в м3/с, м3=1000 л; Vm - средняя скорость движения жидкости, м/с; H/d - наполнение труб.
7). По полученным данным принимают ближайший стандартный диаметр и по номограмме рис. 1 методических указаний или рис. IV.43 /3/ уточняют значения скорости и наполнения.
Правила пользования номограммой: значения и d соединяют линейкой и определяют на шкале I точку, вращая на которой линейку, подбирают значение H/d в пределах 0,3-0,5 и значение Vm ³0,7 м/с, необходимые для выполнения неравенства 4.3.
8). Далее определяют уклон трубы по формуле:
, (4.8)
где 1000 ×К - коэффициент, зависящий от наполнения H/d, выбирается по таблице 12 методических указаний, в формулу нужно подставить коэффициент деленный на 1000; n - коэффициент шероховатости для пластмассовых труб n =0,011, для стальных и асбестоцементных труб n =0,012, для чугунных труб n =0,013, для керамических труб n =0,0134, для бетонных и железобетонных труб n =0,014); Vm - средняя скорость движения жидкости, м/с; d - принятый диаметр трубопровода, м.
Возможно также определение уклона трубы по номограмме рис. 2 или IV.44 /3/. Для этого, соединив точки на шкалах n и d, получают точку на шкале I; соединив ее со значением Vm, находят минимальный уклон i.
В противном случае уклон трубы принимают из следующих соображений:
- при d =100 мм - i=0,02;
- при d =150 мм - i=0,01.