Устройство и проектирование внутренних систем холодного водоснабжения и водоотведения жилых зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Новое строительство связано с устройством санитарно- технических систем жилых, общественных и производственных зданий.

Современные системы водоснабжения, водоотведения и санитарная техника зданий и отдельных объектов представляют собой сложные инженерные сооружения, устройства и оборудование. Их техническое совершенство в значительной степени определяют уровень благоустройства зданий и населенных пунктов.

В данной работе рассмотрены вопросы, связанные с устройством и проектированием внутренних систем холодного водоснабжения и водоотведения жилых зданий.

Задача курсовой работы - запроектировать системы внутреннего холодного водоснабжения и водоотведения для обеспечения водой и отведения стоков жилого квартала, состоящего из 4-х однотипных пятиэтажных трех секционных жилых домов квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением, оборудованных умывальниками, мойкам и ваннами длиной от 1200 до 1700 мм с душами.

Жилой квартал снабжается холодной питьевой водой из колодца городского водопровода(КВ1-Г). Сточные воды из зданий отводятся самотеком по внутриквартальной сети водоотведения в колодец городской сети водоотведения (КК1-Г).

1. Исходные данные для проектирования

Объект - микрорайон - 4 жилых однотипных дома.

Генплан микрорайона.

Этажность застройки: жилые дома 5 этажей.

Планы этажа и подвала с указанием места расположения санитарных приборов и трубопроводов.

Норма жилой площади на человека f =10(м²/чел.).

Коэффициент перенаселенности квартир к =1,3.

Высота этажа от пола до пола h _э=3,0 м.

Высота пола 1-го этажа h_1э=0,8 м.

Свободный напор в наружном водопроводе в т. КВ1-Г, H_g=29(м вод.ст.).

Высота подвала в чистоте h_п=2,1 м.

Глубина лотка уличного коллектора в т. КК1- Г, H_КК1-Г=3,5 м.

Диаметр уличного коллектора D=350 мм.

Глубина промерзания грунта H_пром=0,6 м.

2. Внутренний водопровод

Основными элементами внутреннего водопровода являются:

ввод (один или несколько): водомерный узел; водопроводная сеть, оборудованная трубопроводами и необходимой арматурой; а также водонапорные установки, регулирующие и запасные баки. Для данного типа жилых зданий принимаем тупиковую схему с одним вводом и нижней разводкой магистрали. Магистральные трубопроводы, ввод и водомерный узел, размещаем в подвале здания.

2.1 Устройство вводов

Вводом внутреннего водопровода принято считать трубопровод от сети наружного водопровода до водомерного узла, расположенного внутри здания. Для устройства вводов применяем стальные трубы с внутренней и наружной изоляцией.

Ввод водопровода прокладываем под прямым углом к стене здания по кратчайшему расстоянию. В месте присоединения ввода к сети наружного водопровода устраиваем колодец, в котором размещаем запорную арматуру (вентиль или задвижку) для отключения ввода при ремонте.

Глубина заложения труб вводов зависит от глубины заложения сети наружного водопровода (Н_н.в), которую назначают с учетом глубины промерзания грунта Н_п.: Нн.в. + 0,05 м. Ввод укладывают с уклоном 0,005 в сторону наружной сети. Но Н_н.в>0,7м от поверхности земли.

Диаметр отверстия для ввода в стене фундамента или подвала здания принимаем на 400 мм больше диаметра трубы ввода. Зазор заделывается эластичным водогазонепроницаемым материалом (мягкой глиной, смоляной прядью) и цементным раствором марки 300, слоем 20-30 мм.

2.2 Водомерный узел

Водомерный узел служит для учета количества потребляемой воды в системе водоснабжения здания. Водомерный узел включает устройство для измерения количества расходуемой воды; запорной арматуры, контрольно-спускного крана, соединительных фасонных частей и патрубков из водо-газопроводных стальных труб.

Различают водомерные узлы простые (без обводной линии) и с обводной линией, на которой устанавливают опломбированную задвижку (вентиль) в закрытом положении.

В своем проекте я установил водомерный узел с обводной линией

т.к в доме присутствует только один ввод. Запорную арматуру устанавливаю до и после измерительного устройства для замены или проверки правильности показания, а также для отключения внутренней водопроводной сети от ввода и ее опорожнения.

Контрольно-спускной кран устанавливаю для спуска воды из сети внутреннего водопровода, контроля давления, проверки правильности показаний измерительного устройства и обнаружения утечки воды из системы.

Водомерный узел располагаем в теплом и сухом нежилом помещении в легкодоступном для осмотра месте вблизи наружной стены у ввода в здания (подвале). В подвале - на высоте 1,0 м от пола. Для учета количества воды применим крыльчатые водосчетчики(Ш15,20мм). В квартире устанавливаем водосчетчик Ш15мм, в подвале Ш20мм. Водосчетчики размещаются только в горизонтальном положении на резьбовых соединениях. Перед водосчетчиками предусматриваем прямой участок длиной, равной пяти его диаметрам.

2.3 Проектирование внутренней водопроводной сети

Магистральный трубопровод от водомерного узла прокладываем в подвальном этаже на расстоянии 0,3м от плит перекрытия

Горизонтальный трубопровод укладываем с уклоном 0,005 в сторону ввода для возможности спуска воды из системы.

Подводки от стояков к водоразборной арматуре прокладываем по стенам на высоте 0,2 м от пола. Подводка к смывному бачку осуществляется, непосредственно от стояка холодной воды: на высоте 0,65 м - для низко расположенного.

Для поливки территории вокруг здания устанавливаем поливочные краны. Эти краны, выходят к наружным стенам (цоколю) здания в нише на высоте 0,3м от отмостки здания. Подводки к кранам оборудованы запорными вентилями, расположенными в теплом помещении здания.

Для спуска воды на зиму там же устраиваем кран, а поводки прокладываем с уклоном в сторону крана. Диаметр поливочного крана - 25 мм

Трубопроводы прокладываем открытым способом. Открытая прокладка значительно экономичнее, позволяет вести постоянное наблюдение за состоянием трубопроводов, упрощает сборку и разборку их при ремонтных работах.

Крепление трубопроводов производим к стенам, перегородкам, плитам различными способами с помощью крючьев, хомутов, подвесок, кронштейнов.

2.4 Расчетная схема водопровода

Для расчета системы водоснабжения строим расчетную безмасштабную схему водопровода в аксонометрической фронтальной проекции от точки 1 до КВ1-Г с нанесением оборудования (водоразборной арматуры и водомерного узла). Схема разбиваем на расчетные участки. В качестве диктующей точки принимается наиболее высоко расположенный и удаленный от ввода водоразборный прибор (например: смеситель у душа). Границы участков назначаем в точках присоединения подводок водоразборных приборов (например: смесителя у умывальника, поплавкового клапана смывного бачка и т.д , в точках присоединения к диктующему стояку наиболее удаленному от ввода квартирных ответвлений, в точках присоединения к магистральном трубопроводу (расположенному в подвале здания вдоль центральной стены стояков).

На внутриквартальной сети расчетными точками являются места присоединения водопроводных вводов других зданий на расчетной (самой длинной) ветке сети. Таким образом, расчетной точкой называется место на сети, где меняется расход воды (меняется число обслуживаемых водоразборных приборов). Каждый расчетный участок обозначаем арабскими цифрами (например: 1-2, 2-3 и т.д.)

На расчетных участках указываем длину участка и число водоразборной арматуры, обслуживаемой данным участком.

2.5 Расчет водопроводной сети

Расчет водопровода включает определение расчетного расхода воды, диаметра,скорости движения воды и потери напора на каждом расчетном участке, подбор водомера и определение требуемого напора в городской водопроводной сети в т. КВ1-Г, обеспечивающей подачу воды в расчетную точку.

Рассчитываю каждый расчетный участок, начиная с участка 1-2. на пропуск максимального секундного расхода воды, поступающего к водоразборным приборам через данный участок. Данные для каждого участка занесем в таблицу (Лист ).

Расчетный расход воды для каждого участка определяют по формуле:

Q=5q₀ (1)

- коэффициент, определяемый по приложению II. в зависимости от произведения числа приборов (табл. 2 приложение 4 [1]), обслуживаемых данным расчетным участком и вероятности их действия Р (P^с, Р^tot), определяемого по формуле (2):

P=(q_hr,uЧU)/(3600Чq₀ЧN) (2)

P= 0,00853; (для водоотведения=0,024)

q_hr,u - норма расхода воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления.

q^C_hr,u= 5,6л/(чЧчел) - норма расхода холодной воды

q^tot_hr,u =15,6 л/(чЧчел).

Расчитаем количество жителей (потребителей) в здании (U):

U=kЧF/f (3) k=1,3

U= 68чел. F=523,2м² .

f=10 м²/чел

к - коэффициент перенаселенности, принимаемый по приложению

F - полезная жилая площадь в здании, м².

f - норма жилой площади на человека м²/чел

q₀ - расчетный расход воды одним прибором, л/с

q^c₀ =0,2 л/с - принимается для холодного водопровода

q^tot₀ = 0,3 л/с - для расчета сети водоотведения

Р=Сonst -для всех расчетных участков.(записывается в графу 4 таблицы

“Гидравлического расчета внутреннего водопровода”)

По величине q^c,c таблицы Шевелева подбираем диаметр трубопровода на расчетном участке таким образом, чтобы скорость не была менее 0,7 м/с. Оптимальной скоростью движения воды для расчета можно считать 0,91,5 м/с. По расчетному расходу для принятого диаметра трубы находим удельные потери напора на каждом участке i, в м вод.ст./м.

2.6 Подбор водомера

Водомер подбираем по среднему часовому расходу. Основным параметром, определяющим тип водомера, является его условный диаметр.

Средний часовой расход определяют по формуле:

q^c_T= (q^c_uЧU)/1000T (6)

м³/ч (На входе )

q^c_u - суточная норма водопотребления одним жителем, л/(сутЧчел).

q^c_u= 180л/(сутЧчел).

Т- время водопотребления в течение суток.

Т=24 ч.

По таблице(Скоростных водомеров) подбирают условный диаметр водосчетчика. В жилом здании водомеры устанавлины на вводе в здание (подвале) и в квартире.

Потери напора в водомере определяют по формуле:

h=SЧq² (7)

q - расчетный секундный расход, проходящий через водомер, л/с;

S - гидравлическое сопротивление водосчетчика принимаемое по таблице(Скоростных водомеров)

· Если потери напора в крылъчатом водомере превышают 5 м, то размер водомера можно подобрать следующим образом.

По формуле (7) h =5 => 5=SЧq² => S_расч=5/q²

· По S_расч в таблице (Скоростных водомеров) выбираем водомер с ближайшим меньшим сопротивлением S. Затем потери напора в

водомере определяем с новым сопротивлением S.

Потери напора в водомере, находящимся в квартире:

h_кв=SЧq²=14,38Ч(0,346)²= 1,72м.

Потери напора в водомере, находящимся в доме:

S_расч=h/q² =5/1,558²=2,06 h_дом=SЧq²=2.06x1,558²=5 м.

2.7 Определение требуемого напора воды

Определим потери напора на расчетных участках водопроводной сети

H_i,j=i_jЧl_j (4)

i_j - удельные потери напора, м.вод. ст./м;

l_j - длина расчетного j -го участка, м.

Суммарные потери напора определяются по формуле :

 (5)

H_L,tot=(1+0,3)х9,533=12,39м.вод.ст.

К_l=0,3 - коэффициент, учитывающий потери напора на местные

сопротивления

n - число участков сети;

j-1,2,.... номер расчетного участка.

Требуемый напор в системе холодного водоснабжения (H^c) в час максимального водопотребления для подачи воды к диктующему водоразборному прибору (в т. 1) рассчитываем по формуле (8)

Н^с = H_geom + h+ Н_l,tot + Н_f (8)

Н^с=14,7+6,72+12,39+2=35,81м.

H_geom - геометрическая высота подачи воды, м, равная разнице абсолютных отметок диктующего водоразборного прибора (в т. 1) и земли у КВ1-Г:

H_geom =Z_m.l- Z_КВ1-Г (9)

H_geom =85,93-71,23=14,7 м.

Z_m.l=Z_р.д.+ ?h_lэт+4h_эт+h_арм (10)

Z_m.l=71,93+0,8+4х3+1,2=85,93м.

Z_р.д. - отметка земли в центре площадки расчетного дома, (м)

Z_р.д=71,93м.

?h_lэт - высота расположения 1-го этажа здания относительно поверхности земли

h_эт - высота этажа

h_арм - высота расположения горизонтальной оси арматуры от уровня чистого пола

h_арм=h_пр+?h_пр(11)

h_арм=0,85+0,25=1,2 м.

h_пр - высота установки санитарных приборов от уровня чистого пола, м:

- умывальника при общем смесителе для ванны и умывальника -0,85;

- раковины и мойки (до верха борта) -0.85;

- смывного бачка к унитазам (до низа бачка):

* низко располагаемого - 0,4;

?h_пр - высота установки водоразборной арматуры (расстояние от

горизонтальной оси арматуры), м:

- водоразборных кранов и смесителей до бортов:

* раковин - 0,25;

* моек- 0.20;

* умывальника - 0,20;

Определим потери на местных сопротивлениях

- сумма потерь напора в водомерах.

1,72+5=6,72м.

H_l,tot=(1+K_l)Ч (5) H_l,tot=1,3x 9,533=12,39 м

Н_f=3м - свободный напор,(м). у санитарно-технического прибора в диктующей точке ( для ванны со смесителем ).

· Расчетный напор сравниваем с заданным гарантийным H_g=29 м.

В нашем случае расчетный напор Н=35,81м., что>H_g

Вывод: в связи с тем, что требуемый напор больше гарантийного, следует применить повысительный насос.

Таблица 1. Гидравлический расчёт внутреннего трубопровода

3. Внутренняя система водоотведения

3.1 Проектирование внутренней системы водоотведения

Внутренние системы водоотведения от жилого дома проектируют для отвода бытовых сточных вод от санитарных приборов в дворовую, а затем в городскую водоотводящую сеть. Внутренняя водоотводящая сеть состоит из санитарно-технических приборов (умывальников, моек, ванн, унитазов и т.д.), отводных трубопроводов, присоединяющихся к гидрозатворам (сифонам) стояков, вытяжной части, выпусков, устройств для прочистки. Отводные трубы служат для отвода сточной жидкости от санитарных приборов.

Прокладываем их прямолинейно по стенам выше пола с уклоном :

0.03 при d= 50 мм

0,02 приd=100 мм в сторону стояка.

Диаметры отводных труб принимаем в зависимости от вида присоединяемых к ним приборов. Отводные трубопроводы от унитазов принимаем - d=100 мм, от остальных приборов - d=50 мм. Отводные трубы присоединяются к стоякам системы водоотведения при помощи фасонных частей (тройников, крестовин). Двухстороннее присоединение отводных труб от ванн к одному стояку на одной отметке допускается с применением косых крестовин. В подвалах ставим тройники косые. В квартирах устанавливаем гидравлические затворы предназначены для предотвращения попадания газов из системы водоотведения в помещения. Гидравлические затворы устанавливаем под санитарными приборами (ваннами, раковинами, с/у и т. п)

Стояки, транспортирующие сточную воду от отводных трубопроводов в нижнюю часть здания, размещаем в санузлах вблизи приемников сточных вод открыто, у стен или в нишах внутренних стен здания, рядом со стояком холодной воды. Для двух смежных санитарных узлов устраиваем один стояк системы водоотведения. По всей высоте стояки имеют одинаковый диаметр, не меньший наибольшего диаметра поэтажного отвода или присоединяемых к ним приемников сточных вод (наибольший d=100мм имеет унитаз),

Сеть бытовой внутренней системы водоотведения, отводящая сточные воды в наружную сеть, вентилируется через стояки, вытяжная часть которых выводится через кровлю на высоту от плоской неэксплуатируемой кровли на 0,3 м. Диаметр вытяжной части стояка равен диаметру сточной части стояка.

Стояк водоотведения в нижней части переходит в выпуск, служащий для отвода сточной жидкости в дворовую сеть. Диаметры выпусков принимаются равными наибольшим диаметрам стояков (d_ст=100 мм).

Количество выпусков равно числу подъездов в здании(т.е2-выпуска в нашем случае). Выпуски водоотведения расположены с одной стороны здания перпендикулярно наружным стенам.

Минимальную глубину прокладки выпуска определяем:

* в зависимости от промерзания грунта (низ трубы прокладываем выше границы промерзания на 0,3 м)

* с учетом механической прочности труб (0,7 м до верха трубы).

Выпуски присоединяем к наружной дворовой сети под углом 90° (считая подвижению сточных вод). Длина трубы выпуска от наружной стены до смотрового колодца =7м.Для прочистки сети водоотведения используем ревизии или прочистки.

Ревизии или прочистки устанавливаем:

* на стояках, при отсутствии на них отступов, в нижнем и верхнем этажах, а при наличии отступов, также и на вышерасположенных над отступами этажах

* Через три этажа;

* в начале участков отводных труб при числе присоединяемых приборов три и более, под которыми нет устройств для прочистки;

* на поворотах сети - при изменении направления движения стоков, если участки трубопроводов не могут быть прочищены через другие участки.

3.2 Расчетная схема водоотведения внутриквартальной сети

Расчетной схемой водоотведения является самая длинная ветка на генплане жилого квартала от наиболее удаленного (по пути движения стоков) канализационного колодца жилого дома до КК1-Г. Расчетными точками на расчетной ветке водоотведения являются смотровые канализационные колодцы. Первая точка - колодец КК1-1, к которому присоединяется выпуск К1-1 расчетного жилого дома, предпоследняя точка - контрольный колодец - КК1-1 и последняя - КК1-Г. Границами расчетных участков являются места присоединения выпусков от жилых домов к дворовой сети, места сети, в которых устанавливаются смотровые колодцы. На расчетных участках КК1-1 - КК1-2 и т.д. указываем длину, диаметр и уклон (после гидравлического расчета).

3.3 Расчет сети водоотведения

Расчет внутриквартальных водоотводящих сетей (расчетной ветки) ведем по ходу движения сточных вод от самого удаленного выпускного колодца (КК1-1) до городской водоотводящей сети (КК1-Г).

Расчет записываем в таблицу “Гидравлический расчет дворовой водоотводящей сети” таблица 2

На каждом расчетном участке определяю расчетный секундный расход сточной жидкости.

примем:

q_hr,u^tot=15,6 л/челЧч

q₀^tot=0,3 л/с.

Определяем максимальный секундный расход сточных вод по формуле:

а) при общем максимальном секундном расходе воды q^tot < 8 л/с в сетях холодного и горячего водоснабжения, обслуживающих группу приборов.

qs= qtot+ qs0 (1)

q^s₀ - расход сточной жидкости одним санитарным прибором,принимается по прибору с наибольшим расходом. Таким прибором является унитаз со смывным бачком, расход, л/с, от которого

q^s₀ = 1,6 л/с.

Дворовую сеть выполняем из труб (керамических Ш 150 мм.

Задачей гидравлического расчета является определение диаметра и глубины заложения сети водоотведения. По расходам сточной жидкости и принятому минимальному диаметру труб с помощью таблиц гидравлического расчета канализационных сетей, приложение определяют степень наполнения труб водой, уклон заложения труб и скорость движения сточной воды на расчетном участке.

При этом руководствуемся следующим

1. Уклоны труб принимаем (от 0,008 до 0,15), такими чтобы поток сточных вод двигался в трубах со скоростью, не меньше само очищающей и не больше максимально допустимой .В моем случае встречается наполнение) меньше 0,3 => такой участок считается безрасчетным и прокладывается с минимальным уклоном.

Минимальную глубину заложения лотка трубы определяем по формуле:

H_min=H_пр-0.3 =0,6 -0,3=0,3 м (2)

H_пр - глубина промерзания грунта

H_пр=0,3м

Для предохранения труб от механических повреждений учтем => условие:

H_min?0.7+d=0,7+0,15 =0,85 м

d =0,15м

H_min=0,3< 0,85

2. При уклоне поверхности земли (отношение разности отметок земли в начале и в конце участка к длине участка), большем минимального уклона заложения трубы, трубы прокладываем параллельно поверхности земли, т.е. уклон труб принимают равным уклону земли или принимаем ближайший больший табличный уклон.

3.Отметки земли в начале Z_н и в конце Z_k расчетного участка определяем по генплану квартала, на котором нанесена внутриквартальная сеть водоотведения.

Глубину заложения (H_H )лотка трубы в первом колодце КК1-1 определим по формуле (5)

H_н=H_min+0.02Чl_вып+0.05 (3)

H_н=0,85+0,02Ч5+0,05=1м

0,02 - уклон выпуска К1-1, диаметром 100 мм;

l_вып - длина выпуска К1-1 от стены здания до колодца КК1-1, (м);

0,05 - разность диаметров выпуска (Ш 100 мм) и внутриквартального участка сети КК1-1 - КК1-2 (Ш 150 мм), соединенных в колодце КК1-1 по шелыгам (по верху труб).

Отметка лотка в начале первого расчетного участка:

Z_лн=Z_лк- H_н (4)

Отметка лотка трубы в конце Z_лк расчетного участка:

Z_лк= Z_лн-iЧl (5)

i и l - уклон и длина трубы на участке,

Глубина заложения лотка трубы Н_K в конце расчетного участка:

H_к= Z_к -Z_лк (6)

Отметки шелыг в начале и в конце участка больше отметок лотков на величину диаметра:

Z_лш= Z_лп+d (7)

Z_лш= Z_лк+d (8)

В расчетах принимаем, что конец предыдущего расчетного участка является началом следующего. Сопряжение труб в колодцах внутриквартальной сети осуществляется с помощью открытых лотков «шелыга в шелыгу». т.е. по верху труб (отметка шелыги в начале участка равна отметке шелыги в конце предыдущего участка).

При большой глубине заложения городской сети водоотведения в т. КК1-Г на внутриквартальной сети в т, КК1-К устраиваем перепад, т.е. контрольный канализационный колодец одновременно является и перепадным колодцем. холодное водоснабжение водоотведение

Расчет последнего участка производим от КК1-Г до КК1-К, т.е. в направлении, обратном движению сточных вод

Zлк (КК1-Г) = ZКК1-К -HКК1-Г + (ДКК1-Г -d)

H(КК1-Г) = HКК1-Г - (Д КК1-Г -d)

Zлк (КК1-К) = Zлк +iЧl

H (КК1-К) = Zлк КК1-К - Zлк

Уклон на участке КК1-К - КК1-Г принимаем равным уклону на предыдущем участке.

Список используемой литературы

1. Методические указания к курсовой работе “Водоснабжение и водоотведение жилых зданий”, Е.Ю. Николаев, В.М. Криворучко.

2. СНиП 2.04.03-85* “Внутренний водопровод и канализация здания”/Госстрой СССР-М.:ЦИТП Госстроя СССР ,1986

3. Методические указания “Санитарно-техническое оборудование зданий”. О.В. Быковский

4. А.А. Лукиных, Н.А. Лукиных .Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей - М: Стройиздат, 1974г.

5. “Монтаж внутренних санитарно технических устройств”, Справочник строителя М: Стройиздат.

6. Справочник строителя. Монтаж внутренних санитарно-технических устройств / Ю.В.Александрович ,Д.Я. Викдорчик и другие :3-е изд.,перераб.и доп .- М.:Стройиздат, 1984.

7. Методические указания ”Правила выполнения пояснительной записки”

Размещено на Allbest.ru