Проектирование инженерных сетей жизнеобеспечения здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время при проектировании и строительстве жилых домов и, в частности, жилых домов малой этажности (коттеджей) особое внимание уделяется системам инженерных коммуникаций. Создание комфортных условий для проживания людей - актуальная проблема современного строительства. Бесперебойное снабжение водой - горячей и холодной, своевременное водоотведение и утилизация отходов, газоснабжение, отопление, электроснабжение и прочее - насущные проблемы строительства. Особенно важно решить эти вопросы при отсутствии централизованных сетей.

В разделе рассматриваются вопросы проектирования, устройства и расчета инженерных сетей жизнеобеспечения здания.

Задачей проекта является разработка методов трассировки и гидравлического расчета систем водоснабжения и водоотведения. От правильности выбора трассировки (на начальном этапе проектирования) зависят бесперебойность снабжения здания водой, наличие или отсутствие насосных установок, диаметры труб и, как следствие, выше перечисленного, - стоимость строительства.

При проектировании систем водоснабжения данного здания учитывалась не только рациональность инженерных решений, но и бытовые интересы жильцов. Так, в проекте предусматривается возможность установки современных автоматических стиральных машин, разработан вариант устройства бани и гаража. Для полива огорода предусматривается наличие летнего водопровода.

Проектирование и расчет систем холодного водоснабжения и водоотведения, а также расчет дворовой канализации, являются обязательными разделами в данном проекте.

Дополнительно разрабатывается система газоснабжения и отопления.

При выполнении раздел 4 комплексного курсового проекта, использовалась нормативная литература. Проектирование инженерных коммуникаций выполнялось с учетом комфортности жилья и экономических требований. Раздел «Теплотехнический расчет» - является обязательным в данном проекте. Выполняя эту часть расчета, проверялись правильность выбранного для наружных ограждающих конструкций материала и толщину стены.

1. Водоснабжение

водопровод канализация отопление

В данной работе предусматривается разработка системы холодного водоснабжения.

Системы внутреннего водопровода включают: вводы в здание, водомерный узел, разводящую сеть, стояки, подводки к водоразборным приборам, водоразборную, смесительную, запорную и регулирующую арматуру.

Выбор системы внутреннего водопровода производится в зависимости от технико-экономической целесообразности, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, а также с учетом принятой системы наружного водопровода.

Для данного здания рекомендуется принимать тупиковые системы с нижней разводкой внутреннего водопровода холодной воды с одним вводом.

В проектируемом здании имеется подвал, следовательно, ввод, водомерный узел и магистральные трубопроводы размещаются в подвале.

На плане подвала и 1-го этажа намечено расположение клапана НL 900, EN 12 380 позволяющее не выводить стояк выше крыши .

Магистральные трубопроводы прокладывают вдоль внутренней капитальной стены на 40 - 50 см. ниже потолка подвала. Крепление трубопроводов осуществляются на кронштейнах или крючках. Магистральные трубопроводы проектируют с уклоном 0,002 - 0,005 в сторону ввода для осуществления спуска воды из системы водоснабжения здания.

1.1 Водопроводный ввод

Ввод - участок трубопровода от городской сети до проектируемого здания. Выполняется по наикратчайшему пути перпендикулярно зданию, в месте наибольшего расположения водопроводных стояков. Уклон ввода 0,002--0,005 к городскому водопроводу. Вводы устраиваются из стальных водогазопроводных труб (ГОСТ 3262 - 75) диаметром 20мм.

Ввод проходит через отверстие в фундаменте, данное решение принято с учетом глубины заложения фундамента и глубины промерзания грунта в данном климатическом районе (рис.1).

рис. 1

Расстояние по горизонтали в свету между вводами водопровода и выпусками водоотводящих сетей -- не менее 1,5 м при диаметре ввода до 200 мм. Расстояние в свету по вертикали между этими трубопроводами при их пересечении не менее 0,4 м.

1.2 Водомерный узел. Подбор водомера

Для учета количества воды, расходуемой в здании, устанавливаются счетчик воды (водомер).

Водомерные узлы (согласно требованиям СНиП 2.04.01-85*, п.11) надлежит устанавливать у наружной стены здания в удобном и легкодоступном помещении с искусственным или естественным освещением и температурой воздуха не ниже 5 °С (в нашем случае - это подвал).

Водомер должен обеспечивать пропуск расчетного расхода воды. Диаметр условного прохода счетчика воды следует выбирать исходя из среднечасового расхода воды за период потребления, который не должен превышать эксплуатационный.

Среднечасовой расход воды Qтtot = 0,00175 м3/ч, в проектируемом здании определяется по формуле:

qutot • u

Qтtot =

1000 • 24

qutot - нома расхода воды, принимаемая по заданию(л/чел•сут)

u - число жителей

Принимаем водомер: крыльчатый ВК - 20

Определяем потери напора в счетчике:

hв = S • q2 = 5,18 • (0,38)2 = 0,748м. , где:

S - гидравлическое сопротивление счетчика (м•с2/л2)

q - расчетный секундный расход (л/с)

Сравниваем потери напора с допустимыми (для крыльчатых водомеров):

0,5м. ? hв ? 2,5м.

0,5м. ? 0,748 ? 2,5м.

Принят диаметр водомера: ВК - 20 с параметрами : S= 5,18

экспл.расход воды 2 м3/ч

Определяем общие потери напора во внутренней водопроводной сети проектируемого здания :

Hобщ = ?He + hв = 26,9+ 0,75 = 27,65м.

?He - потери напора во внутреннем водопроводе(определяемые по графе 12 табл.1)

hв - потери напора в водомере выбранного калибра/

1.3 Построение аксонометрической схемы внутренней водопроводной сети

После решения вопросов трассировки водопровода приступаем к составлению аксонометрической схемы внутреннего водопровода.

Аксонометрическая схема должна включать все элементы - от расчетного прибора до городского водопроводного колодца: водомерный узел, ввод в здание. На схеме указывают водоразборную, запорную и предохранительную арматуру; обозначают отметки пола подвала, первого и верхнего этажей, отметки ввода и земли в месте ввода в здание. Проставляются номера расчетных участков вдоль расчетного направления, начиная от диктующей (расчетной) точки (прибора) - обычно наиболее удаленного и высоко расположенного - до места присоединения ввода к городскому водопроводу (против течения воды).

Аксонометрическую схему вычерчивают так, чтобы горизонтальные трубопроводы, расположенные вдоль чертежного листа, были направлены параллельно нижнему краю листа, а расположенные поперек чертежного листа (перпендикулярно нижнему краю листа) были направлены (по схеме) под углом 45° (в том же масштабе). (рис. 2)

Аксонометрическая схема внутреннего водопровода

рис. 2

По аксонометрической схеме выполняется гидравлический расчет водопроводной сети.

1.4 Гидравлический расчет водопроводной сети

Для подбора диаметров трубопроводов и создания оптимальных условий водоснабжения проектируемого объекта следует произвести гидравлический расчет сети.

Расчет сети предусматривает: определение расчетных расходов, назначение диаметров труб, принятых для монтажа (стальных, пластмассовых); определение потерь напора по длине и на местные сопротивления.

Определение расходов по расчетным участкам и гидравлический расчет производим в табличной форме (табл. 1).

Расчет производится в следующей последовательности. В графе 1 на основании нумерации расчетных точек проставляются номера расчетных участков : 1-2; 2-3; 4-3 и т.д. В графу 2 записываем длины расчетных участков, которые определяют с учетом масштабов по аксонометрической схеме. В графу 3 заносим число приборов, которые обеспечиваются водой, проходящей через данный расчетный участок.

Секундный расход воды прибором qo назначается по приложению 3 СНиП 2.04.01-85*. Определяемые значения вносят в графу 4.

Для определения расчетных расходов необходимо рассчитывать вероятность действия санитарно-технических приборов.

Вероятность действия приборов Р для участков сети, обслуживающих одинаковых водотребителей, определяют по формуле:

Р = ( qutot • u ) / (3600 • qo • N) = (10,5 • 4) / (3600 • 0,3 • 9) = 0,0043 , где:

qutot - общая норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления (приложение 3 СНиП 2.04.01-85*), л;

u - число вод о потребителей (принимается по проекту);

N- число водоразборных приборов;

qo - секундный расход воды диктующим прибором.

Общая норма расхода воды принимается в зависимости от степени благоустройства здания (СНиП 2.04.03-85*, прил. 3).

Значения Р вносятся в графу 5 (одно значение для всего здания).

Графа 6 заполняется путем перемножения значений граф 3-й и 5-й.

Коэффициент б (графа 7) находится по СНиП 2.04.01-85*, прил. 4, табл. 2 в зависимости от значения (P • N)

Расчетный расход воды q (л/с) (графа 8) определяется по формуле: q = 5qo • б

Далее по таблице (прил. 1) в соответствии с полученными значениями q определяют диаметр d (мм), учитывая расчетные скорости движения воды в трубах. Так, скорость в магистральном трубопроводе и стояках 1,25 - 1,77 м/с, а в подводках 1,77 м/с.

По этой же таблице (прил. 1) в той же строке выписывают потери напора, соответствующие данному расходу и диаметру, и заполняют графу 11.

Для определения потери напора на расчетном участке используют формулу:

Нe = i • l •1,3 (м)

Определенные по формуле потери заносят в графу 12 (табл.1) и суммируют ее значения.

1.5 Высота установки водоразборной арматуры под полом

Водоразборная арматура	Высота установки, м
Унитаз	0,50
Смесители:
для мойки	1,10
для умывальника	1,10
Душ	1,76

2. Канализация

На плане первого этажа и подвала наносятся канализационные стояки, которые нумеруются. Канализационные стояки размещаются по оси унитаза, установка канализационных стояков в жилых помещениях и кухнях недопустима. Все стояки должны иметь вытяжную часть, которая выводиться выше крыши на 0,5 м

Диаметр канализационного стояка принимается по расчету или же по наибольшему диаметру отводного трубопровода и угла присоединения к стояку(в нашем случае принимается равным 100 мм). На плане подвала показываем горизонтальные трубопроводы, соединяющие ряд стояков с колодцем внутриквартальной канализации, указываем на этих участках необходимые прочистки, диаметры и уклоны.

Вычерчиваем аксонометрическую схему канализационного выпуска с присоединенным к нему стоякам и отводным трубопроводам от санитарных приборов (рис. 3)

Аксонометрическая схема внутренней канализационной сети

рис. 3

Внутренняя канализационная сеть включает : приемники сточных вод (санитарные приборы),гидравлические затворы, отводные трубы, стояки, выпуски. На выпуске у здания перед наружной стеной устанавливается прочистка.

Система внутренней канализации прокладывается из труб ПВХ. В подвале канализационные трубопроводы крепят к строительным конструкциям стальными хомутами, подвесками и кронштейнами

- для пластмассовых трубопроводов 0,6- 0,15 м

Выбор места прокладки трубопроводов в подвале диктует отметка лотка городской канализации. Так же их следует размещать компактно, что бы не затрудняли проход и в то же время следует соблюдать все требования , предъявляемые к прокладке инженерных коммуникаций.

Канализационные выпуски собирают воду от стояков и выводят из здания в дворовую канализационную сеть. При присоединении выпуска к дворовой сети устраиваются канализационные смотровые колодцы.

Диаметр выпуска следует определять расчетом, но он должен быть не менее диаметра наибольшего из стояков, присоединяемых к данному выпуску. Выпуски следует присоединять к дворовой сети под углом не менее 90°. Выпуски прокладывают перпендикулярно наружным стенам по кратчайшему расстоянию к дворовой сети. Не рекомендуется направлять выпуски в сторону главного фасада здания. При пересечении выпуском стен подвала или фундаментов здания необходимо предусмотреть мероприятия, аналогичные устройству водопроводного ввода. Для выпуска от стояка или прочистки перед наружной стеной здания до оси ближайшего смотрового колодца дворовой канализации должно быть не менее 3 м, но не более 8 м при диаметре выпуска 50 мм.

Минимальная глубина заложения выпуска (у здания) определяется в зависимости от глубины промерзания грунта для данного климатического района, но не менее 0,7 м от верха трубы. (Принята глубина 1,2 м )

В местах пересечения фундаментов здания с выпуском необходимо предусматривать отверстия определенных размеров.

2.1 Дворовая канализационная сеть

Задачей дворовой канализации является сбор сточных вод от проектируемого объекта и отвод в городскую канализацию (ГК)- К2 отм.80,24

Решение схемы дворовой канализации зависит от рельефа местности, расположения здания, расположения ГК, других коммуникаций и т.д. Дворовую сеть прокладываем из керамических труб диаметром 150 мм. Сеть, трассируют вдоль здания на расстоянии от стен от 3 до 5 м по направлению, совпадающему с уклоном местности.

Для контроля за работой канализационной сети и ее эксплуатации необходимо предусмотреть устройство смотровых колодцев в местах присоединения выпусков из здания, на поворотах трубопровода, в местах изменения диаметра и уклона труб, на прямых участках через 35 м при диаметре труб 150 мм ( в нашем случае К1,КК).

Перед присоединением к наружной сети на трубопроводе дворовой канализации на расстоянии 1 -- 1.5 м от красной линии застройки в глубину участка размещают контрольный смотровой колодец (КК). В нем обычно устраивают перепад, так как проектируемый колодец на уличном коллекторе всегда имеет большее заглубление.

На генплане участка наносится дворовая канализационная сеть с указанием всех смотровых, поворотных и контрольных колодцев, далее обозначается городская канализационная сеть и красная линия застройки.

Продольный профиль дворовой сети вычерчивается от наиболее удаленного выпуска до колодца городской сети (в котором происходит присоединение дворовой водоотводящей сети к городской). Независимо от направления движения сточных вод профиль вычерчивается слева направо .

3. Теплотехнический расчет

1). По карте (пр.ил. 1 СНиП Н-3-79*) определяем зону, в которой находится город. Зона - 3 - сухая.

Затем по прил. 2 и табл. 1 СНиП П-3-79* определяем условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности города. Условия эксплуатации - А.

2). Определение термического сопротивления каждого слоя ограждающей конструкции определяется по формуле:

Rк =

где:

- толщина слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/м2*С, принимаемый по табл.6* СНиП II-3-79*.

а). Керамзитобетонный блок : = 280мм

= 0,157 Вт/м2*С

R1= 0,28/0,157=1,78 м2 С/Вт

б). Утеплитель - Пеноплекс тип 35 = 50мм

= 0,03 Вт/м2*С

R2= 0,05/0,03=1,7 м2С/Вт

в). Штукатурка сухая: = 17,5мм

= 0,21 Вт/м2*С

R3= 0,0175/0,21=0,084 м2С/Вт

б). Гипсокартон влагост.: = 12,5мм

= 0,23 Вт/м2*С

R4= 0,0125/0,23=0,054м2С/Вт

3). Определение термического сопротивления всей ограждающей конструкции.

Rк= R1+ R2+ R3+ R4

Rк= 1,78+1,7+0,084+0,054 = 3,618 (м2С/Вт)

4). Определение общего сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции.

Rо=1/ав+Rк+1/ан

где:

ав = 8,7Вт/м3С - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей поверхности, принимаемый по табл. 4* СНиП II-3-79*;

ан = 237Вт - то же, наружной.

Rо = 1/8,7+3,618+1/237 = 3,73 м2С/Вт

5). Определение градусо-сутки отопительного периода.

ГСОП=(tв-tот.пер)*zот.пер

где:

zот.пер = 195,

tот.пер = - 2,2 - средняя продолжительность и температура периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 С по СНиП II-3-79*;

tв=18 - расчетная температура внутреннего воздуха, принимая согласно ГОСТ 12.1.005-88.

ГСОП=(20+4,2)*230=5566 = Rотр.= 3,5 м2С/Вт.

Вывод: Принимая конструкция наружной стены отвечает теплотехническим требованиям, т.к.

Rо = 3,73 м2С/Вт >Rотр.= 3,5 м2С/Вт

4. Отопление

Системы отопления - совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне.

В проектируемом здании предусмотрена централизованная водяная система отопления. В здании в течение отопительного периода применяют системы водяного отопления с радиаторами и конвекторами.

Предельная температура теплоносителя (вода) = 95 С, а температура теплоотдающей поверхности не более 75 С.

В зданиях, сооружениях и помещениях с постоянным тепловым режимом в течение отопительного сезона для поддержания температуры на заданном уровне сопоставляют теплопотери и теплопоступления в расчетом установившемся режиме, когда возможен наибольший дефицит теплоты.

Теолопотери в помещении в общем виде слагаются из теплопотерь через ограждающие конструкции Q , теплозатрат на нагревание наружного воздуха, поступающего через открываемые двери, окна и другие проемы и шели в ограждениях Q .

Тепловыделения в помещениях в общем виде составляются из теплоотдачи людьми Qt, теплопроводов и нагревательного оборудования Q тепловыделений источниками искусственного освещения и работающим электрическим оборудованием, солнечной радиации.

Принята водяная система отопления с естественной циркуляцией, удовлетворяющая требованиям теплового комфорта. Циркуляционный напор в таких системах зависит от разности высот между центром самого удаленного отопительного прибора и центром нагрева котла.

В системе водяного отопления с естественной циркуляцией охлажденная в отопительных приборах вода по обратному трубопроводу поступает в котел и, как более тяжелая, вытесняет нагретую воду, которая поднимаясь по главному стояку, поступает в разводящую магистраль и отопительным приборам. Поэтому охлаждение воды в трубопроводах системы отопления, находящихся выше котла, способствует улучшению циркуляции воды. В связи с этим трубопроводы системы отопления прокладывают по помещениям без тепловой изоляции за исключением главного стояка.

Трубопроводы изолируют шнуром в хлопчатобумажной оплетке толщиной 30 мм с последующим нанесением тепловой изоляции труб стеклотканью. Перед нанесение тепловой изоляции трубы должны быть очищены от грязи и ржавчины и покрыты антикоррозийным лаком два раза.

Трубопроводы и отопительные приборы квартирной системы отопления крепятся к стене инвентарными кронштейнами и хомутами. Поверхности их должны быть окрашены масляной краской.

На самом верху стояка устанавливают расширительный бак, из которого система подпитывается. Подающую и обратную линии прокладывают с уклоном по движению воды, что обеспечивает свободный выход воздуха через расширительный сосуд.

Полезный объем бака при расчетной температуре теплоносителя 95 С принимается равным 0,045 объема воды в отопительных приборах и трубах системы отопления. От бачка отводится труба диаметром 15 мм в раковину для сброса воды и воздуха, она же является контрольной при заполнении системы.

Поверхность бака покрывают антикоррозионным покрытием.

Расширительный бак может быть изготовлен из листовой стали (2-3 мм) и отрезка трубы большого диаметра.

Горизонтальные трубопроводы системы отопления прокладываются с уклоном не менее 0,003 в направлении движения теплоносителя.

Отопительные приборы служат для непосредственного отопления помещения. Они предназначены для теплопередачи от теплоносителя в обогреваемое помещение.

Отопительный прибор характеризуется площадью нагревательной поверхности, рассчитываемой для обеспечения требуемой теплоотдачи прибора. На отопительные приборы введен в действие новый измеритель теплового потока -- «номинальный тепловой поток» с единицей измерения в кВт.

Для квартирных систем отопления в качестве нагревательных приборов могут быть приняты следующие радиаторы: чугунные секционные типов МС-140, МС-90; стальные панельные типов РСГ-2 (рис. 3.9), РСВ (рис. 3.10), а также стальной конвектор типа «Универсал» («Комфорт-20»).

Радиаторы чугунные средней глубины МС-140 и малой глубины (МС-90) монтажной высотой 500 мм состоят из отдельных чугунных секций, собираемых на ниппелях с применением прокладок, которые обеспечивают герметичность соединений. Они обладают улучшенными гигиеническими свойствами из-за отсутствия невертикального оребрения и увеличенного расстояния между колонками соседних секций. Эти приборы обладают значительной тепловой инерцией благодаря большой массе. Производство чугунных радиаторов трудоемко, а монтаж сложен из-за их большой массы.

1. АКГВ - 11,6 - котел.

2. Расширительный бак

3. Отвод в раковину кухни

4. Отопительный прибор

5. Радиатор МС -140

6. Теплоизоляция

7. Водопровод

8. В систему холодного водоснабжения

9. Обратный клапан

10. Запорный вентиль

5. Газоснабжение

При снабжении районов индивидуальной застройки природным газом предусматривают его использование на хозяйственно-бытовые нужды (приготовление пищи).

Годовой расход газа определяется в зависимости от количества потребителей на основании удельных норм расхода газа.

Удельная норма расхода природного газа при наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения составляет 83 м3/год на человека.

Для отдельных жилых домов расчетный часовой расход газа следует определять по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом одновременности их действия.

Газоснабжение жилого дома включает в себя прокладку газового ввода, установку газовых приборов и прокладку внутриквартирных газопроводов.

Условия установки газовых приборов регламентируются требованиями соответствующих нормативных документов.

Литература

1. Калицун В.И., Кедров B.C., Ласков Ю.М. Гидравлика, водоснабжение и канализация. -- М.: Стройиздат, 1980.

2. Шварцман А.С. и др. Инженерное оборудование индивидуального дома. -- М.: Стройиздат, 1993.

3. Справочник проектировщика. Водопровод и канализация, ч 2, Отопление, ч.1. -- М.: Стройиздат, 1990.

4. Инженерное оборудование зданий и сооружений: Энциклопедия. -- М.: Стройиздат, 1994.

5. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.

6. Соснин Ю.П., Бухарин Е.Н. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома.

7. СНиП И-3-79*. Строительная теплотехника

Размещено на Allbest.ru