Расчет расхода холодного водоснабжения по фактической нагрузке. Определение расчетных расходов сточных вод

Расчет проектируемых систем водоснабжения коттеджа будем вести согласно СНиПу 2.04.01-85.

Системы холодного и горячего водоснабжения должны обеспечивать подачу воды соответствующую расчетному числу водопотребителей или установленных санитарно-технических приборов. Секундный расход воды q o (q o tot , q o h , q o c), л/с, водоразборной арматурой отнесенный к одному прибору для различных приборов обслуживающих одинаковых водопотребителей на участке тупиковой сети (что применимо к системе холодного ВС) следует определять согласно приложению 3. В нашем случае ближе всего категория “Жилые дома квартирного типа с водопроводом канализацией и ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованными душами“. Для данной категории: расход воды в средние сутки общий и горячей, соответственно 300 и 120– л; в час наибольшего водопотребления 15,6 и 10 л; и собственно основная искомая величина – секундный расход воды прибором: общий – 0,3 л/с, горячей или холодной 0,2 л/с.

Максимальный секундный расход на расчетном участке сети q (q tot , q h , q c), л/с, следует определять по формуле q=5 q o a.

Вероятность действия санитарно-технических приборов на участке сети P(P tot , P h , P c) определяем по формуле:

где q hr,u – норма расхода воды в час наибольшего водопотребления;

U– число водопотребителей;

N – число приборов на участке;

Вероятность использования с/т приборов для системы в целом находим по формуле

где q o, hr – часовой расход воды с/т прибором, принимаемый по прил. 3

Максимальный часовой расход воды q hr определяем по формуле , где a – коэффициент, определяемый согласно прил. 4 в зависимости от общего числа приборов, обслуживаемых системой и вероятности их использования.

Расчет водопроводной сети холодной воды

Гидравлический расчет данной сети необходимо производить по максимальному секундному расходу воды. При расчете должны быть обеспечены необходимые напоры воды у приборов (свободные напоры). Скорость воды не должна превышать 3 м/с.

Расчетная схема для системы ХВ представлена на рис. 4-2.

Рис. 4-2

Наиболее загруженная ветвь правая (6-10), соответственно она и будет диктующей. Участки нумеруем, начиная с последнего прибора (ванная). В скобках указано количество приборов на участке.

Расчет ведем следующим образом:

определяем вероятность действия санитарно-технических приборов P (определяется один раз для всей системы при одинаковых водопотребителях в здании);

Учитывая, что на последнем участке включается расход и на горячее водоснабжение, для него необходимо отдельно определить значение P изменив в формуле значение максимального часового и секундного расхода.

по номограмме 2 приложения 4 определяем максимальный расход воды на участке q с, который будет являться расчетным. Значение на последнем участке (водомерный узел) используется при подборе счетчика воды.

Подбор счетчика воды.

Максимальный расход через водомер q с =0,48 л/с = 1,728 м 3 /ч; расход воды в средние сутки q u,m tot =0,25 м 3 /ч

Принимаем счетчик воды СГВ 1,5-90, крыльчатого типа, со следующими характеристиками

минимальный расход 0,03 м 3 /ч;

эксплутационный расход 1,5 м 3 /ч;

максимальный расход 3 м 3 /ч;

порог чувствительности – не более 0,015 м 3 /ч;

максимальный объем воды в сутки 45 м 3 ;

гидравлическое сопротивление 14,5 м/(л/с) 2 ;

диаметр условного прохода – 15 мм.

Согласно СНиПу необходимо проверить, чтобы потери на счетчике при максимальном расчетном секундном расходе не превышали 5 м.

h=S*q 2 =14.5*0.48 2 =3.34 м. Значит, принимаем счетчик воды крыльчатого типа.

Гидравлический расчет.

При расчете непосредственно гидравлики будем пользоваться методом характеристик сопротивления S o , т.к. с помощью этого можно определить действительные значения расходов на участках, даже не уравнивая смежные ветви.

Алгоритм расчета:

по предварительно подобранным диаметрам труб (см. табл. 2-1) определяем скорость движения воды по участкам, контролируя, чтобы её значение не превышало 3 м/с, динамическое давление, затем число Re и коэффициент Дарси.

Коэф-т Дарси будем находить по формуле Альтшуля

где k э – коэф-т эквивалентной шероховатости, для меди 0,01 мм;

d – внутренний диаметр трубы, мм;

суммируем значения коэф-тов местного сопротивления Σ ζ на участке (приближено принимая их по приложению 5 ).

После участка 11 сеть разделяется, поэтому потери на участке водомерного узла и в узле гидроаккумулятора не следует включать в общую сумму, а вынести отдельными пунктами. Причем потери на счетчике мы определили ранее в пункте ”Подбор счетчика воды”, поэтому в местные сопротивления их включать не следует. А определяя потери на ветке со стороны скважины, в учет берем только элементы между гидроаккумулятором и тройником, объединяющим две ветви, т.к. источником требуемого давления служит именно он. Потери на умягчителе воды по данным производителя при расходе 1,8 м 3 /ч составляют 7м.

Суммируем потери по обеим ветвям, к полученному числу прибавляя 10% на неучтенные местные сопротивления; полученное значение и составляет гидравлические потери в системе для снабжения с наружных сетей и от скважины, соответственно H tot нс и H tot скв м. вод. ст.

Результаты расчета сведены в таблицу 4-1.

Требуемый напор на вводе в здание:

H тр =H tot +H geom +H f ; м. вод. ст.

где H geom – геометрическая разница высот между точкой ввода воды в здание и наиболее удаленным потребителем; 8 м.

H f – величина свободного напора на диктующем с/т приборе, для ванной H f = 3 м.

H тр нс =17,9+8+3=28,9 м. вод. ст.

H тр скв =13,9+8+3=24,9 м. вод. ст.

Оценка результатов:

Давление на входе в здание равно 3 атм. ≈ 30 м. вод. ст., то есть его будет вполне достаточно для обеспечения необходимых расходов.

На регулирующем клапане гидроаккумулятора необходимо установить значение 2,5 атм. Помимо этого теперь известна величина напора, который должен развивать погружной насос:

H тр н = H тр скв +H п +Δh=24,9+1,32+13=39,20 м

Выбираем насос ЭВПБ 0,26-40-У харьковского предприятия АО «ИМТ» с напором 40 м. вд. ст.

Вывод: данная система холодного водоснабжения при запроектированных диаметрах сможет обеспечить расчетные расходы воды.

Расчет циркуляционной сети горячего водоснабжения выполнять не обязательно т.к. ввиду того, что сеть закольцована двумя параллельными кольцами её сопротивление при тех же диаметрах будет меньше сопротивления сети холодного водопровода. К тому же все циркуляционное кольцо кроме специально обозначенного участка имеет диаметр 22 мм.

Коэффициенты местных сопротивлений

№ участка
	1+1,5*3+3=8,5
	1+1,5*4=7
	1+1,5*2=4
	1+1,5*4+3=10
	1,5+7*1,5=12
	1*3+2*2+2*1+10=19
Водомерный узел	2*1+1*3+10+2*1+2*4=25
Участок от Г.А.	1,5*2+2*1+1*2+10+2*2=21

> Определить расчетные расходы холодной воды (суточный, м3/сут; средний часовой, м3/час; максимальный расчетный секундный расход, л/с; максимальный часовой расход, м3/час) на вводе в здание и подберите водомер

Определить секундный и часовой расходы воды для жилого дома с централизованным горячим водоснабжением с числом квартир n кв = 30 и средней заселённостью V o = 4,5 чел/м 2 , число потребителей U = V o n кв = 4,5 30 = 135 чел. В каждой квартире установлены следующие санитарно-технические приборы: ванны, длиной 1700 мм, умывальник, унитаз, мойка.

1. Устанавливаем число водоразборных приборов в здании

N tot = N = 4*30 = 120;

2. В соответствии с прил. 3 СНиП 2.04.01-85* нормы расхода воды на одного потребителя в час наибольшего водопотребления составляет:

q tot hr,u = 15,6 л/ч; - общий

q h hr,u = 10 л/ч; - горячей воды

q c hr,u = 15,6 - 10 = 5,6 л/ч. - холодной воды

3. По той же таблице норма расхода воды санитарно-техническим прибором:

q tot o = 0,3 л/с (q tot o,hr = 300 л/ч); - общий

q c o = 0,2 л/с (q c o,hr = 200 л/ч); - холодной воды

4. Определяем секундную вероятность действия приборов по формуле:

5. Находим значение произведения NP и по приложению 4 СНиП 2.04.01-85* значения коэффициентов б. Промежуточные значения б находить точной интерполяцией.

N c P c = 135*0,0078 =1,053 б c = 0,99656;

NP = 1,05 б = 0,995

NP = 1,10 б = 1,021

6. Определяем максимальный секундный расход холодной воды:

q c = 5*q c o ? б c =5?0,2? 0,99656= 0,99656 л/с;

7. Определим часовую вероятность действия приборов по формуле:

8. Находим значение произведения NP hr и по приложению 4 СНиП 2.04.01-85* значения коэффициентов б hr . Промежуточные значения б hr находить точной интерполяцией.

N c P c hr = 135*0,028 = 3,78; б c hr = 2,102288;

NP hr = 3,7 б = 2,102

NP hr = 3,8 б = 2,138

9. Определяем максимальный часовой расход холодный воды в м3/ч по формуле:

q с hr = 0,005*q с o,hr ? б с hr =0,005?200?2,102288 = 2,102288 м 3 /ч

10. Из приложения 3 СНиП 2.04.01-85* можно найти:

300 - 120 = 180 л. в сутки наибольшего потребления.

11. Средний часовой расход холодной волы, м3/ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления Т, ч, определяют по формуле:

q T = = = 1,0125 м 3 /ч

> Начертить принципиальную схему водоснабжения населенного пункта. Описать назначение основных элементов системы

> Устройство водоснабжения населенного пункта

Для водоснабжения населенных пунктов используют воду из открытых водоемов (рек, озер) или из подземных источников. Вода из открытых водоемов содержит болезнетворные бактерии и различные примеси, поэтому требует очистки и обеззараживания. Подземные воды обычно такой обработки не требуют. При проектировании систем водоснабжения учитывают и предъявляемые к ней технические и экономические требования: 1) обеспечение нужд населенного пункта в воде в часы максимального ее потребления; 2) устройство магистральных и внутриквартальных водопроводных сетей, обеспечивающих снабжение водой всех вводимых в эксплуатацию объектов; 3) низкую стоимость воды, поступающей к потребителям; 4) создание эксплуатационной службы, задачей которой является обеспечение требуемого санитарно-гигиенического и технического уровня водоснабжения населенного пункта.

Забор воды из реки обычно осуществляется выше (считая по течению реки) населенных пунктов или промышленных предприятий, что уменьшает загрязнение поступающей в водоприемник воды. Затем она по самотечному трубопроводу 2 поступает в береговой колодец 3 и насосами первого подъема 4 направляется в отстойники 5, где из воды выпадает большая часть содержащихся в ней взвешенных веществ. Ускорения процесса осаждения взве сей достигают добавлением в воду коагулянтов -- химических веществ, которые вступают в реакцию с содержащимися в воде солями, в результате чего образуются хлопья. Последние быстро осаждаются в воде и увлекают за собой взвешенные частицы. Далее вода самотеком поступает на очистные сооружения 6, где сначала фильтруется через слой зернистого материала (кварцевого песка) в фильтрах, а затем обеззараживается -- добавлением в нее жидкого хлора.

Для этой цели применяют озонаторные установки, которые оказывают большее бактерицидное действие и придают воде более высокие вкусовые качества, чем ее хлорирование (озон получают из воздуха посредством электрических раз рядов).

Очищенная и обеззараженная вода стекает в запасные резервуары 7, откуда насосы второго подъема 8 нагнетают воду в магистральные водоводы 9, водонапорную башню 10 и далее через магистральные 11 и распределительные 12 трубопроводы вода поступает в здания к потребителям.

Для забора подземной воды из водоносных пластов устраивают трубчатые колод цы -- скважины, закрепленные колонной стальных труб.

Над колодцем делают надстройку в виде павильона. В ниж ней части колодца устраивают фильтр, через который по ступает вода. Подъем воды обычно осуществляют центро бежными насосами, которые подают ее в сборные резервуары или непосредственно в водопроводную сеть.

Водопроводные сети устраивают из стальных, напорных, чугунных, железобетонных и асбестоцементных труб. Оборудованием этих сетей являются задвижки, слу жащие для выключения отдельных участков сети на случай ремонта или аварии; пожарные гидранты, служащие для получения через них воды для тушения пожаров, и водо разборные колонки.

Хозяйственно-питьевые водопроводы при диаметре труб не более 100 мм допускается устраивать тупиковыми (в виде ряда отдельных ответвлений). При больших диаметрах сети ее устраивают кольцевой, состоящей из нескольких замк нутых колец (Приложение 1); кольцевая сеть обеспечивает бесперебойное снабжение водой всех потребителей и при повреждении ее в какой-либо точке.

вентиляция здание водоснабжение канализационный

Задание 3. Опишите устройства внутренней канализационной сети, её конструктивные элементы, их назначение. Укажите соединительные фасонные части канализационных сетей

Расчёт расхода сточных вод необходим для проведения расчёта гидравлики сетей и сооружений канализации.

Расчётный расход - это максимальный расход стоков, пропускать который должны все установленные в сети сооружения в течение всего своего расчётного периода действия.

В зависимости от специфики различных сооружений расчётный расход сточных вод для них определяется относительно суток, часа и секунды. Для удобства суточный и часовой расходы Q определяются в кубических метрах, а расход секундный q - в литрах. Чтобы определить расчётные расходы нужно знать величины средних Q cp .

Базовыми показателями для расчета и проектирования сетей и сооружений канализации являются 2 величины расхода сточных вод: расчётный часовой, а чаще его производная - расчётный секундный. Часто используется также суточный расход Q макс.сут. По этому параметру характеризуется объект канализации и её производственная мощность, например (канализационной насосной станции). Он также в обязательном порядке отражается в отчётных данных о работе системы.

Расчётные формулы

Для бытовых сточных вод

Жилые помещения

Для средних расходов:

Q cp.сут = п · N р / 1000 м³/сутки;

Q cp.час = п · N р / (24 · 1000) м³/час;

q ср.сек = п · N р / (24 · 3600) л/сек.

П — средние нормы водоотведения на 1 жителя (в литрах);

N р - расчётное количество жителей.

Для максимальных расходов:

Q макс.сут = Q cp.сут · k сут = п · N р · k сут / 1000 м³/сутки;

Q макс.час = п 1 · N р · k общ / (24 · 1000) м³/час;

q макс.сек = п 1 · N р · k общ / (24 · 3600) л/сек.

Здесь k - коэффициенты неравномерности: k сут - суточной, k общ - общей.

Предприятия

Для бытовых стоков:

Q cp.сут = п 2 · N 2 / 1000 м³/сутки;

Q макс.час = п 2 · N 3 · k час / (Т · 1000) м³/час;

q макс.сек = п 2 · N 3 · k час / (Т · 3600) л/сек.

• п 2 - норма водоотведения на 1 работника в смену: 45 л в горячих цехах, 25 л - в остальных;
• N 2 - количество работающих в сутки;
• N 3 - количество работников в смену с максимальным их числом;
• k час - коэффициент неравномерности водоотведения часовой: 3 при норме водоотведения 25 л/чел, 2,5 - при 45 л/чел;
• Т - длительность смены в часах.

Для душевых сточных вод:

Q сут = п 3 · N 4 / 1000 м³/сутки;

q макс.сек = п 3 · N 5 / (t · 60) л/сек.

• п 3 - норма водоотведения на разовое принятие душа: 40 л/чел для производств с особым санитарным режимом или приводящим к загрязнению тела; 60 л/чел - при повышенном содержании на производстве пыли и влаги с загрязняющими свойствами, а также при обработке зараженных материалов или ядовитых веществ;
• N 4 - ежесуточное количество душевых процедур;
• N 5 - наибольшее число посещений душевых в смену;
• t - продолжительность работы душевых сеток (в расчётах принимается 45 мин).

Для технологических сточных вод

В этом случае исходными данными для расчёта расхода являются норма водоотведения на один агрегат (механизм, машину) п4 и количество единиц оборудования М:

Q технол.сут = п 4 · М м³/сутки.

Расчёт расхода для посёлков специального назначения

Вахтовые посёлки или посёлки строителей крупных народнохозяйственных объектов имеют свою специфику. По опыту проектирования канализации для таких населённых пунктов для определения расчётных расходов сточных вод были выработаны такие рекомендации.

Расход стоков от постоянного населения можно определять из удельных расходов qyд. Это величина, отнесённая к единице длины сети канализации в жилом секторе. Объёмы расходуемой воды будут невелики, и колебания по объектам застройки будут также небольшими. Поэтому допустимо за расчётный показатель сети общей длиной L принять удельный расход общий:

q yд = q макс.сек / L л/сек.

Это величина, приходящаяся на 1 погонный метр канализационной сети.

Из неё, при известной протяжённости участка, можно найти путевой расход:

q пут = q уд · l уч л/сек

Но нужно учесть также расходы воды на участке, лежащего выше рассчитываемого, а также поступление от боковых присоединений (qтранз), - транзитных для него. Тогда полный расчётный расход для конкретного линейного участка

q расч = q пут + q транз.

Если на участке присутствуют здания общественного или производственного назначения, расходующие относительно много воды (прачечные, мойки, бани и т. д.), их расходы нужно рассчитывать по отдельности. Они принимаются как сосредоточенные объекты. Такой подход целесообразен и к редкой застройке.

Для каждого сооружения или здания определяется так называемый сосредоточенный расход qсоср. Это максимальная величина для данного объекта. Расчётный на линейном участке расход будет равен сумме всех сосредоточенных на этом отрезке сети.

И в том и в другом случае считается, что весь расход будет поступать в верхнюю часть расчётного участка сети (в самое его начало). Принятое постоянство расхода стоков на данном участке сети делает проще его расчёт.