Мета роботи - закріплення теоретичних знань, придбання навичок проектування та оволодіння методиками розрахунку інженерних систем.

Робота над проектом, уміння користуватися нормативною та довідковою літературою, таблицями, знання методик розрахунку інженерних мереж, дозволить студентам, як майбутнім інженерам, самостійно проектувати системи ВВ різноманітних об'єктів.

Завдання на проект містить всі необхідні дані (дод.2, 3): генплан кварталу з інженерними комунікаціями і їх характеристики (гарантійний напір у точці підключення, діаметр, глибина закладення, ґрунти на місці будівництва, наявність і рівень ґрунтових вод); план типового поверху; характеристика будинку (кількість поверхів, наявність підвалу і його глибина, ступінь благоустрою).

Проект складається з пояснювальної записки (обсяг 15...20 с., формат А4) та графічної частини, що може бути виконана на одному аркуші креслення формату А1 або на декількох формату А4.

Склад пояснювальної записки:

Реферат

1. Проектування та розрахунок системи холодного водопроводу.

1.1. Загальна характеристика об'єкта проектування.

1.2. Гідравлічний розрахунок системи.

1.3. Вибір лічильника води та визначення втрат напору.

1.4. Визначення потрібного напору в системі та аналіз отриманих результатів.

2. Проектування та розрахунок системи водовідведення.

2.1. Гідравлічний розрахунок стояків.

2.2. Гідравлічний розрахунок випусків.

2.3. Трасування квартальної мережі, визначення розрахункових витрат і початкової глибини закладення.

2.4. Гідравлічний розрахунок квартальної мережі.

Література.

 

Склад графічної частини проекту:

· генплан кварталу з інженерними комунікаціями (М1:500 або 1:1000);

· план типового поверху та план підвальної частини (М1:100);

· аксонометрична схема системи холодного водопроводу;

· аксонометрична схема випуску системи водовідведення;

· профіль квартальної мережі системи водовідведення;

· специфікація.

Приклад оформлення графічної частини проекту наведено у дод. № 11-18 методичних вказівок.

 

1. ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ВНУТРІШНЬОГО ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДУ

Внутрішня водопровідна система - сукупність інженерних пристроїв, що призначені для подачі води під тиском до водорозбірних пристроїв, розташованих у будинку.

У житлових будинках такими пристроями є: змішувачі мийок, ванн та умивальників, змивні бачки унітазів, місцеві водонагрівачі, поливальні крани.

Система внутрішнього холодного водопроводу містить у собі:

· ввід в будинок;

· водомірний вузол;

· розвідна мережа;

· стояки;

· підведення до водорозбірних пристроїв;

· санітарно-технічна та запірно-регулююча арматура [5, п.4.1].

В залежності від місцевих умов, до системи може бути включено додаткове обладнання - насосні установки, запасні й регулюючі ємності.

В курсовому проекті студентам запропоновані будинки, у яких кількість поверхів коливається від трьох до п'яти. Для таких будинків застосовується тупикова схема водопостачання з нижнім розведенням трубопроводів на висоті 0,25...0,30 м над підлогою [5, п.9.1].

 

1.1.Влаштування вводів.

Якщо в проекті прийнята тупикова схема внутрішнього водопроводу з одним вводом, то його краще розташовувати в центрі будинку (якщо споживачі розташовані рівномірно по обидві сторони), або в тій частині будинку, де споживається більша кількість води.

Ввід приєднується до зовнішньої мережі під прямим кутом, якщо це виконати не можливо, допускається приєднання по діагоналі, з кутом перетинання стіни будинку не менш 45⁰.

Перетин вводу із зовнішніми стінами або підлогою підвалу в сухих ґрунтах виконується із зазором 0,2 м між трубопроводом і будівельними конструкціями із закладенням отвору водо- і газонепроникними матеріалами, а в мокрих ґрунтах улаштовуються сальники. На мал.1.1 та 1.2. показані влаштування вводів.

Мал. 1.1. Ввід водопроводу через стіну підвалу в сухих ґрунтах

1-футляр зі сталевої труби; 2-м'ята глина; 3-закладення цементним розчином; 4-смоляне пасмо

не менш

не менш 500

не менш 300

Мал. 1.2. Ввід водопроводу з використанням сальника при наявності підземних вод (а) і ребристого патрубка у вологих і мокрих ґрунтах (б).

1-гідроізоляція; 2-монолітна стіна; 3-замок з м'ятої глини; 4-приварні ребра; 5-закладення бетонним розчином.

 

Ввід укладається з ухилом 0,003-0,005 убік зовнішньої мережі на глибині, м:

h_зак = (h_пр+0,5);

де: h_пр - глибина проникнення в ґрунт нульової температури, м (приймається за завданням).

При паралельній прокладці інженерних комунікацій відстань у плані між ними і вводом повинне бути не менш:

· 1,5 м для випусків каналізації та водостоків (при діаметрі до 200 мм) і 3,0м (при діаметрі більше 200 мм);

· 1,5 м від трубопроводів системи теплопостачання або газопроводу середнього тиску;

· 1,0 м від газопроводу середнього тиску;

· 1,0 м від електричних кабелів;

· 0,5 м від телефонної мережі.

Відстань між трубопроводами (за винятком трубопроводів системи водовідведення) повинне бути не менш ніж 0,20 м.

Водопровід прокладається вище трубопроводу системи водовідведення не менш ніж на 0,40 м; якщо цю умову виконати не можливо, водопровід повинен бути покладений у футляр зі сталевих труб. Довжина футляра приймається 5,0 м в обидва боки в сухих ґрунтах та 10,0 м - у мокрих.

 

1.2. Водомірний вузол

Відповідно до вимог [5, п. 11.1-11.3] для обліку кількості та витрати на вводах у будинок необхідно передбачати установку лічильників води. Водомірний вузол містить у собі: вентилі (засувки), які встановлюються на прямолінійних ділянках до та після водоміра, також між водоміром і наступним за рухом води вентилем (засувкою) варто встановлювати спускний кран (мал. 1.3.).

Обвідна лінія обов'язкова при наявності одного вводу в будинку, а також у тому випадку, якщо він не розрахований на пропуск пожежної витрати.

Лічильники повинні розташовуватися в зручному легкодоступному приміщенні зі штучним або природним освітленням і температурою повітря не нижче +5 ⁰С (допускається установка лічильників поза будинком у колодязях).

 

типова вставка

типова вставка

типова вставка

типова вставка

Мал. 1.3. Водомірний вузол для води із крильчастим (а) і турбінним лічильником (б)

 

 

1.3. Трасування внутрішнього водопроводу

Розвідна мережа (магістральні трубопроводи) звичайно прокладаються під стелею підвалу (h=0,30 м) або в технічному підпіллі, уздовж капітальних стін. При цьому повинен забезпечуватися вільний доступ до запірно-регулюючої арматури і з'єднанням труб. Мережа прокладається з ухилом 0,002...0,005 убік водомірного вузла.

Кількість стояків і місця їхнього розташування, залежать від планування квартир. Тому їх рекомендується встановлювати у відповідності зі стандартними монтажними положеннями (дод. № 10).

Стояки системи позначаються: Ст.В1-№: Ст. - стояк; В1 - система господарсько-питного водопроводу; № - порядковий номер стояка системи.

1.4. Труби. Санітарно-технічна та запірно-регулююча арматура

Матеріал труб для внутрішніх трубопроводів, що подають холодну воду, варто приймати відповідно до рекомендацій [5, п.10.1]: для внутрішніх трубопроводів холодної - пластмасові труби та фасонні вироби з поліетилену, поліпропілену, полівінілхлориду, полібутилену, металополімерні, зі склопластику та інших пластмасових матеріалів.

Допускається застосовувати мідні, бронзові та латунні труби, фасонні вироби, а також сталеві із внутрішнім і зовнішнім захисним покриттям від корозії.

З'єднання труб на зварюванні, приєднання арматури муфтове.

Підведення до санітарних приладів повинні відповідати стандартним монтажним схемам (див. дод. № 8). Їх рекомендується виконувати автономними гнучкими шлангами, розрахованими на тиск не нижче 0,4...0,6 МПа.

Рекомендується наступна висота встановлення санітарно-технічної арматури над підлогою:

· змішувач мийки-1,05...1,30 м;

· змішувач загальний для ванни та умивальника - 1,00...1,10 м;

· змивний бачок унітаза 0,60...0,80 м;

· змішувачі в душових кабінах - 0,80 м.

Відповідно до вимог [5, п.10.5], запірно-регулюючу арматуру на внутрішніх мережах водопроводу слід встановлювати:

· на кожному вводі;

· в основі стояків;

· на відгалуженнях від магістралі;

· на відгалуженнях у кожну квартиру;

· на підведеннях до змивних бачків;

· на підведеннях до водонагрівальних колонок;

· перед поливальними кранами.

Кількість поливальних кранів приймається з розрахунку - один кран на 60...70 м периметра будинку [5, п.10.7]. Вісь крана повинна бути вище рівня землі у місці установки на 0,30 м. Зазвичай поливальні крани встановлюють у нішах зовнішніх стін.

 

1.5. Гідравлічний розрахунок системи холодного водопроводу

Метою гідравлічного розрахунку системи холодного водопроводу є визначення розрахункових витрат на ділянках мережі, діаметрів трубопроводів, швидкостей руху води та втрат напору по розрахунковому напрямку.

Для цього будується аксонометрична схема, на яку наносяться всі вищевказані елементи. За розрахунковий напрям приймається рух води до найбільш віддаленого і високо розташованого водорозбірного пристрою системи (т.зв. диктуюча точка). Прийнятий напрям розбивається на розрахункові ділянки.

Розрахункова ділянка – це ділянка мережі, на якій постійні: максимальна витрата води, довжина, діаметр трубопроводу та матеріал.

Знаючи розрахункові витрати, значення яких відбиває критичні рівні навантаження, при яких повинна нормально функціонувати проектована система, можна визначити величину необхідного напору в системі, підібрати, в разі необхідності, насосне обладнання або напірні баки та т.д.

Розрахунок системи виконується по [5, п.п.3.1...3.4, п.7.1...7.8] і зводиться до табл.1.1.

 

Таблиця 1.1. Відомість гідравлічного розрахунку водопроводу

№№ розрахункової ділянки

Кількість пристроїв N, шт

Р (Р)

NР (NР )

α

q (q )

q = 5q α (q = 5q α)

d, мм

V, м/с

1000i

l, м

Втрати напору

Hl=il

ΣH= il(1+k )

1-2

2-3

3-4

4-5

…

 

Р = - ймовірність дії загальної системи;

Р = -ймовірність дії системи холодного водопроводу;

q - загальна норма витрати води в годину максимального водоспоживання, л/год (приймається за дод. 5);

q - норма витрати гарячої води в годину максимального водоспоживання, л/год (приймається за дод. 5);

α - безрозмірний коефіцієнт, що визначається залежно від добутку NР (NР ) за дод. 6;

q (q ) - загальна витрата води приладом системи (витрата холодної води приладом системи), л/год;

q =5q α (q =5q α) – загальна максимальна секундна витрата води на розрахунковій ділянці (максимальна витрата холодної води на розрахунковій ділянці);

U - загальна кількість споживачів у будинку;

N - загальна кількість приладів у будинку;

d, V, 1000i - діаметр трубопроводу та швидкість руху води на розрахунковій ділянці, втрати напору на одиницю довжини. Залежно від прийнятого матеріалу трубопроводу ці дані можуть прийматися за дод. 7;

ΣH=il(1+k )- сумарні втрати напору на ділянці мережі;

k =0,3 для мереж господарсько-питного водопроводу [5, п. 7.7].

При виборі діаметрів труб на розрахункових ділянках необхідно враховувати, що економічні швидкості руху води в магістралях лежать у межах 0,90...1,20 м/с, а припустимі швидкості в підведеннях до приладів рівні 2,50 м/с.

 

1.6. Пристрої для виміру кількості та витрати води

Відповідно до вимог [5, п.11.1-11.3] для обліку кількості та витрати на вводах у будинок необхідно передбачати установку лічильників води. У системах водопостачання житлових і громадських будинків для цих цілей застосовуються крильчасті та турбінні лічильники.

Крильчасті лічильники мають вертикальну вісь обертання та випускаються для невеликих розмірів умовного проходу (15-50 мм).

Турбінні мають горизонтальну вісь обертання та випускаються діаметрами від 50 до 250мм.

При підборі лічильника визначають:

· відповідність калібру режиму водоспоживання об'єкта;

· втрати напору, які можуть виникнути при розрахункових витратах.

Калібр лічильника або діаметр умовного проходу визначається по табл. 1.2., або по [5, табл. 4], виходячи зі середньо годинної витрати води, що визначається по формулі, м³/год:

Q_ср = ;

де: q - загальна середня годинна витрата води, що доводиться на одного споживача, дод.5;

q - середня годинна витрата гарячої води, що доводиться на одного споживача, дод. 5.

При цьому отримане значення середньої годинної витрати не повинне перевищувати експлуатаційної витрати для обраного калібру.

Втрати напору визначаються по формулі:

Н_s= S (q^{tot (с)})²

де: S - питомий гідравлічний опір;

q^{tot (с)} - максимальна секундна витрата на ділянці, де встановлено лічильник.

При цьому припустима величина втрат напору для крильчастого лічильника не повинна перевищувати 5,0 м, а для турбінного - 2,5 м. [5]

Таблиця 1.2. Технічні характеристики водомірів ВСКМ (ДЕРЖСТАНДАРТ 6018-83^*)

Діаметр умовного проходу лічиль-ника, мм	Параметри
витрата води, м^3/год	поріг чутливості, м^3/год, не більше	максимальний обсяг води за добу, м^3	гідравлічний опір лічильника S,
міні-мальна	експлу-атаційна	максі- мальна
	0,03	1,2		0,015		14,5
	0,05			0,025		5,18
	0,07	2,8		0,035		2,64
	0,1			0,05		1,3
	0,16	6,4		0,08		0,5
	0,3			0,15		0,143

 

 

1.7. Визначення потрібного напору системи.

Потрібний напір, у місці приєднання вводу до міського водопроводу, повинен забезпечувати подачу води в диктуючу точку, з урахуванням величини вільного напору в ній.

Н_потр = Н_geom +ΣH_l +H_s +H_f

Де: Н_geom- геометрична висота підйому води, визначається як різниця позначок висі диктуючого приладу та позначки верха водопроводу в точці підключення до зовнішньої мережі;

ΣH_l – сумарні втрати напору від диктуючої точки, до точки підключення до мережі зовнішнього водопроводу;

H_s- втрати напору в лічильнику;

H_f- вільний напір у диктуючому пристрої (приймається по дод.4).

Отримане значення потрібного напору порівнюють із гарантійним у мережі.

При цьому можуть виникнути такі варіанти:

· Н_ПОТР < Н_ГАР – система водопостачання без підвищувальних насосів і баків;

· Н_ПОТР > Н_ГАР на 1,50...2,00 м. У цьому випадку можна виконати корегування гідравлічного розрахунку та понизити значення Нпотр.

· Н_ПОТР >> Н_ГАР (але не більше 40,0 м) – у цьому випадку передбачається установка підвищувальних насосів або баків.

Для зниження витоків у мережі, найкращим варіантом є той, коли величина необхідного напору дорівнює гарантованому напору в мережі.

 

2. ПРОЕКТУВАННЯ та РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ВНУТРІШНЬОГО ВОДОВІДВЕДЕННЯ.

 

2.1.Трасування внутрішньої системи водовідведення

Система водовідведення будинку містить у собі наступні елементи: приймачі стічних вод з гідравлічними затворами, відвідні трубопроводи (горизонтальні ділянки мережі в межах квартири), стояки (вертикальні трубопроводи) і випуски.

На план типового поверху наносять стояки та відвідні трубопроводи, стояки нумерують (Ст.К1-№ - стояк господарсько-побутової системи водовідведення) і вказують діаметр.

На плані підвалу необхідно вказати місця розташування стояків, випусків і їхні діаметри (дод.13). При виконанні трасування необхідно дотримувати вимоги (5, п. 17.5, 17.9, 17.10, 17.15, 17.25).

Слід зазначити, що один випуск може відводити стічні води як від одного стояка, так і від декількох стояків системи, причому відстань від стояка до випуску повинна бути мінімальною.

Мережа системи водовідведення може бути запроектована із чавунних труб і фасонних частин (ДЕРЖСТАНДАРТ 6942-80^*) або пластмасових (ДЕРЖСТАНДАРТ 22689-77^*).