Определение теплового потока на нужды горячего водоснабжения

Для поддержания расчетной температуры воды предусматриваем работу системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции.

Тепловой поток, кВт, за период максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения с учетом теплопотерь, определяют по формуле в  течение часа максимального потребления:

Q^h_hr= 1,16 · q^h_hr · (60 - t^c) · Q^ht (2.22)

где, q^h_hr – максимальный часовой расход горячей воды, м³/ч, определенный по формуле (2.18).

Q^ht – теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения, кВт, принимается - 1,15;

t^c – температура холодной воды, составляет 5°С.

Q_hr^h  = 1,16 ∙ 2,352 ∙ (60 - 5) ∙1,15 =172,57 кВТ

Тепловой поток в течение среднего часа, Q^h_T, кВт, определяется по формуле:

Q^h_T = 1,16 ∙ q^h_Т ∙ (60 – t^c) ∙ Q^ht (2.23)

где q^h_{Т –} среднечасовой расход горячей воды за сутки максимального водопотребления, рассчитанный по формуле 2.21.

Q^h_T = 1,16 ∙ 0,38 ∙ (60 – 5) ∙ 1,15 = 27,88 кВт

 

2.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМ ВНУТРЕННЕГО ВОДООТВЕДЕНИЯ И ВОДОСТОКОВ

2.3.1 Конструктивная разработка систем внутреннего водоотведения и водостоков

Внутренняя хозяйственно-бытовая канализация зданий состоит из приемников сточных вод (сантехнических приборов) и системы трубопроводов, отводящих ее в дворовую сеть канализации.

Систему внутренней канализации здания выбирают согласно положениям СП 30.13330.2016 "Внутренний водопровод и канализация зданий". В зависимости от назначения здания и предъявляемых требований к сбору сточных вод необходимо проектировать следующие системы внутренней канализации:

- хозяйственно - бытовую - для отведения сточных вот от санитарно-технических приборов (унитазов, умывальников, ванн, душей и др.);

- внутренние водостоки - для отведения дождевых и талых вод с кровли здания.

Система внутренней канализации проектируется безнапорной, самотечной.

Для внутренней системы канализации применяем полиэтиленовые трубы.

Внутренние водостоки должны обеспечивать отвод дождевых и талых вод с кровель зданий.

При отсутствии дождевой канализации выпуск дождевых вод из внутренних водостоков следует принимать открыто в лотки около здания (открытый выпуск); при этом следует предусматривать мероприятия, исключающие размыв поверхности земли около здания. Отводы воды из системы внутренних водостоков в сеть бытовой канализации не допускается.

Внутренняя канализационная сеть состоит из следующих элементов: отводных труб, стояков, выпусков, вытяжных труб и устройств для прочистки.

Отводные трубы задают конструктивно диаметром 110 мм (если на поэтажной разводке присутствует унитаз) и диаметром 50 мм (если унитаз отсутствует) с уклоном 0,04.

Особенность монтажа канализации состоит в том, что ее собирают с раструбными соединениями, а повороты труб и боковые присоединения устраивают с помощью фасонных деталей.

В жилом доме проектируем один канализационный выпуск. При этом учитываем, чтобы выпуск канализации и ввод водопровода находились не ближе 1,5 м в свету при параллельном их расположении.

Канализационная сеть в подвале должна быть проложена с уклоном 0,02 в сторону выпуска. Канализационные трубы устанавливают с зазором 20 мм от стены для удобства заделки раструбов.

Высота установки сантехнических приборов от уровня чистого пола:

- умывальники (до верха борта) - 800мм;

-мойки (до верха борта) - 850 мм;

-ванны (до верха борта) - 600мм;

- унитазы – 400 мм;

-ревизия (до оси) -1000 мм.

На сетях внутренней бытовой канализации следует предусматривать установку ревизий на 1 этажах.

Сети бытовой канализации, отводящие сточные воды в наружную канализационную сеть, должны вентилироваться через стояки, вытяжная часть которых выводится через кровлю или сборную вентиляционную шахту здания на высоту 0,3 м от плоской неэксплуатируемой кровли.

Выводимые выше кровли вытяжные части канализационных стояков следует размещать от открываемых окон на расстоянии не менее 4 м (по горизонтали).

Внутренние водостоки состоят из водосточных воронок, стояков, компенсационных патрубков, соединяющих водосточные воронки со стояками выпусков, устройств для прочистки. Они проектируются из труб ПВХ.

Водосточные воронки на кровле размещаются с учетом ее рельефа, допустимого расхода воды на воронку (в зависимости от ее диаметра), конструкции здания и интенсивности дождя.

На плоской кровле жилого дома  установлена одна водосточная воронка.

Присоединение водосточной воронки к стояку следует предусматривать при помощи компенсационного патрубка с эластичной заделкой. Стояк прокладываем в отапливаемом помещении вдали от наружных стен.

 

2.1.2 Определение расчетных расходов сточных вод

Максимальный секундный расход сточных вод по стоякам q^s, л/с, определяют при общем максимальном секундном расходе воды q^tot < 8 л/с, по формуле:

q^s = q^tot + q^s_o,   (2.24)

q^s = 1,604 + 0,8 =2,404 л/с

где, q^s_o – расход сточной жидкости от прибора с максимальным водоотведением, принимаемый по таблице А1.СП  30.13330.2016;

q^tot – общий расчетный расход сточных вод на участке, л/с, определяемый по формуле:

q^tot = 5 ^. q^tot₀ ^. α ^tot,       (2.25)

Максимальный секундный расход сточных вод, q^tot, л/с, определяется по формуле:

q^tot = 5 ∙ q₀^tot ∙α ^tot  (2.26)

где  q^tot - общий секундный расход воды диктующим санитарно- техническим прибором, принимается по таблице А.2. СП 30.13330.2016. 

α ^tot - коэффициент, определяемый в зависимости от N и P^tot по таблице Б.2. СП 30.13330.2016.

q^tot = 5 · 0,3 · 1,12 = 2,8 л/с

Вероятность действия приборов P^tot определяем по формуле:

P^tot = (q_hr,u^tot  · U) / (3600 · N · q₀^tot )         (2.27)

где U - число людей;

N - число приборов на внутреннем холодном водопроводе;

q_hr,u^tot - норма расхода воды потребителем, в час наибольшего водопотребления, л/ч, принимается по таблице А.2. СП 30.13330.2016;

q₀^tot - общий секундный расход воды диктующим санитарно- техническим прибором, принимается по таблице А.2. СП 30.13330.2016.            

P^tot = (11,6 · 120) / (3600 · 210 · 0,3) = 0,006

N · P^tot =210 · 0,006 = 1,26, следовательно α ^tot = 1,12

Максимальный часовой расход сточных вод, q_hr^tot, м³/ч, определяется по формуле:

q_hr^tot = 0,005 · q_{o, hr}^tot  · α_hr           (2.28)

где q_o,hr^tot - расход холодной воды санитарно- техническим прибором,

принимается по таблице А.2. СП 30.13330.2016;

α_hr - величина, определяемая в зависимости от N и P_hr^tot  по таблице Б.2. СП 30.13330.2016.

q_hr^tot = 0,005 · 300 · 2,281 =3,42 м³/ч

Часовая вероятность действия приборов определяется по формуле:

P_hr^tot = (3600 · P^tot  · q₀^tot) / q_0,hr^tot                   (2.29)

где P^tot - вероятность действия приборов;

q₀^tot - общий секундный расход воды диктующим санитарно- техническим прибором, принимается по таблице А.2. СП 30.13330.2016;

q_o,hr^tot - расход воды санитарно- техническим прибором, принимается по таблице А.2. СП 30.13330.2016.

P_hr^tot = (3600 · 0,006 · 0,3) / 300 = 0,02

             N ∙ P_hr^tot = 210 ·0,02 = 4,2, следовательно α_hr = 2,281

Максимальный суточный расход сточных вод q_сут^tot , м³/сут, определяется по формуле:

q_сут^tot  = q^потр = (q_u^tot · U) / 1000         (2.30) 

где U - число людей;

q_u^tot - норма расхода воды потребителями, л, в сутки наибольшего водопотребления, принимается по таблице А.2. СП 30.13330.2016.            

q_сут^tot  = q^потр = (230 · 120)/1000= 27,6 м³/сут

Средний часовой расход воды с учетом горячего водоснабжения за сутки максимального водопотребления q_Т^tot, м³/ч, определяется по формуле:

q_Т^tot  = q_сут^tot/ T        (2.31)                           

где Т – время потребления воды. Для жилого дома Т = 24 часов.

q_Т^tot  = 27,6 / 24= 1,15 м³/ч

2.3.2 Проверка пропускной способности стояков и выпусков

Для проверки пропускной способности определяем максимальный секундный расход сточных вод и сравниваем со значениями в СП  30.13330.2016, все расчёты сводим в табличную форму.

Таблица 2.3 - Проверка пропускной способности стояков 

№ стояка	Наименование приборов на стояке	Количество приборов, N	N ∙ P^tot	α	q0^s	Расход стоков на стояке		Табличный расход	Диаметр отводной линии	Диаметр стояка	Угол присоединения отводной линии к стояку
						q^tot	q^s
К1-1	Ун – 5  Ум – 5 В - 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К 1-2	Ун – 5 Ум – 5 В – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К1-3	М – 5 Ун – 5 Ум – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К 1-4	М-5	5	0,03	0,237	0,3	0,36	0,66	0,849	50	50	87,5
К 1-5	М-5	5	0,03	0,237	0,3	0,36	0,66	0,849	50	50	87,5
К1-6	М – 5 Ун – 5 Ум – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К 1-7	Ун – 5 Ум – 5 В – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К 1-8	Ун – 5 Ум – 5 В – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К1-9	Ун-5 Ум-5	10	0,06	0,289	1,6	0,43	2,03	2,362	110	110	87,5
К1-10	Ун – 5 Ум – 5 В – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К1-11	Ун – 5 Ум – 5 В – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К1-12	М – 5 Ун – 5 Ум – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К1-13	М-5	5	0,03	0,237	0,3	0,36	0,66	0,849	50	50	87,5
К1-14	М-5	5	0,03	0,237	0,3	0,36	0,66	0,849	50	50	87,5
К1-15	М – 5 Ун – 5 Ум – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К1-16	Ун – 5 Ум – 5 В – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5
К1-17	Ун – 5 Ум – 5 В – 5	15	0,09	0,331	1,6	0,50	2,1	2,362	110	110	87,5

 

Проверка пропускной способности выпусков канализации производится по таблицам Лукиных. Для этого на каждом выпуске определяют расчетные секундные расходы сточных вод, используя которые определяют скорость движения сточных вод и наполнение труб. Расчет канализационных выпусков следует производить, назначая скорость движения жидкости V, м/с, и наполнение H/d таким образом, чтобы выполнялось условие:

V ∙ √ H/d ≥ K (2.32)        

где, К = 0,5 для пластмассовых труб.

Все расчеты сводим в табличную форму.

 

 

Таблица 2.4 - Определение расходов стока на выпуске

 

№ выпуска	Стояки, обслуживаемые выпуском	Количество приборов на выпуске	N ^.P^tot	α	q^tot, л/c	q ^s, л/c	d, мм	V,  м/с	H/d	i
К1-1	Ст К1-1 Ст К1-2 Ст К1-3 Ст К1-4 Ст К1-5 Ст К1-6 Ст К1-7 Ст К1-8 Ст К1-9	Ум - 35 Ун – 35 } 110 М – 20 В - 20	1,32	1,144	1,72	3,32	110	1,285	0,4	0,02
К1-2	Ст К1-10 Ст К1-11 Ст К1-12 Ст К1-13 Ст К1-14 Ст К1-15 Ст К1-16 Ст К1-17	Ум - 30 Ун – 30 } 105 М – 20 В - 20	1,26	1,12	1,68	3,28	110	1,285	0,4	0,02

 

Для выпуска К1-1: 1,285 ∙ √0,4 = 0,81 > 0,5

Для выпуска К1-2: 1,285 ∙ √0,4 = 0,81 > 0,5

Условие 2.32 выполняется.

 

2.3.4 Расчет водостоков

При расчёте внутренних водостоков определяют расходы дождевых вод, тип и диаметр водосточных воронок, диаметр стояков.

При нахождении водосборной площади дополнительно учитываем 30% суммарной площади вертикальных стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней.

F = S·1,3 (2.33)

F = 747,7 · 1,3 = 972,01 м²

В здании жилого дома устанавливаем три водосточных воронок с водосточным стояком.

F = 972,01 м²

Расчетный расход дождевых вод Q (л/с) с водосборной площади следует определять по формуле:

          (2.34)        

где F – водосборная площадь, м²;

q ₂₀ – интенсивность дождя, л/с с 1 га, продолжительностью 20 мин при периоде однократного превышения расчетной интенсивности равной одному году, принимается по СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».

 Q= 972,01 ∙ 70 / 10000 = 6,8 л/с

Принимаем диаметр водосточного стояка в зависимости от расчетного расхода дождевых сточных вод 110 мм и проверяем его на пропуск максимального расхода.

Критический расход Q_кр, л/с, то есть максимальный расход, который пропускает система внутренних водостоков, без превышения уровня воды при напорном режиме определяют по формуле:

                                                   (2.35)

 л/с

где, Н – располагаемый напор, м. Н = 12,4 м;

 Sо – полное сопротивление системы, (м · с²)/л² .

Полное сопротивление системы определяется по формуле:

Sо = A· l +A_м·Σ ξ          (2.36)

где, А – удельное сопротивление трению по длине трубопроводов, с²/л² ;

А = 0,000962 для полипропиленовых труб.

А_м – удельное местное сопротивление, м-с²/л², принимается в зависимости от диаметра водосточного стояка; А_м = 0,002;

l  – длина трубопровода, м. l  = 15.7 м;

 Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Sо = 0,000962· 15.7 + 0,002 · 4,65 = 0,0109 (м · с²)/л²

Конструкция водосточной системы должна обеспечивать при минимальном диаметре труб пропуск расчётного расхода воды с принятой водосборной площади, т.е. должно быть соблюдено основное условие:                                                

Q ≤ Q_кр         (2.37)      

6,8 < 33,73 л/с  Условие 2.37 выполняется, следовательно, данная водосточная воронка удовлетворяет требованиям системы.