Указание к решению задачи 1

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания предназначены для работы на практических занятиях по дисциплинам «Водоснабжение и водоотведение» и «Санитарно-техническое оборудование зданий» студентов строительных специальностей и направлений очной формы обучения. Для студентов, обучающихся заочно или заочно с сокращённым сроком, данные методические указания являются заданием для контрольной работы.

Выполнение заданий представленных методических указаний предусматривает самостоятельную работу с учебной, нормативной и справочной литературой с целью лучшего усвоения знаний, полученных при изучении дисциплины, и приобретения навыков решения практических и инженерных задач по водоснабжению и водоотведению.

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

ЗАДАЧА 1

Рассчитать сеть внутреннего водопровода жилого здания, квар­тиры которого оборудованы умывальниками, мойками, ваннами с душами (или только душами – варианты 2, 5 и 9) и унитазами со смывными бачками (схема водопровода показана на рис. 1).

Рис. 1 Типовая схема водопровода

Здание оборудовано централизованной системой горячего водо­снабжения с приготовлением горячей воды в водонагревателе, рас­положенном в подвале.

Исходные данные	Номер варианта
Количество этажей,
* Средняя заселённость квартир , чел/кв	2,5	3,6	3,2	2,4		2,8	3,3	3,1	3,4	2,9
Нормы потребления воды:
общая (холодная и горячая), в сутки наибольшего водопотребления , л/сут
общая (холодная и горячая), в час наибольшего водопотребления , л/ч	15,6	12,5	14,3	15,6	12,5	15,6	14,3	15,6	12,5	15,6
холодная , л/ч	5,6	4,6	5,1	5,6	4,6	5,6	5,1	5,6	4,6	5,6
Расход воды прибором:
общий , л/с	0,3	0,2	0,3	0,3	0,2	0,3	0,3	0,3	0,2	0,3
, л/ч
холодной , л/с	0,2	0,14	0,2	0,2	0,14	0,2	0,2	0,2	0,14	0,2
* Высота этажа (от пола до пола), м	2,9	3,0	2,8	3,0	2,9	3,1	2,8	2,9	3,2	3,1
Длины участков, м:
1 – 2	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9		1,9	1,8	1,7	1,6
2 – 3		1,2	1,5	1,1	0,9	1,2	0,9	1,4	1,5	1,3
3 – 4	2,4	2,5	2,3	2,5	2,4	2,6	2,3	2,4	2,7	2,6
a – b	4,2	4,8	4,5		3,8	4,7	3,6	4,3	4,6	3,9
b – c, d – e	5,2		6,5		5,5	7,4	8,5	6,7	8,2
c – d, e – f		9,2	7,5	8,3	7,2	10,5	8,7		9,4	8,5
f – g	7,2	6,8	9,4	7,5	8,3		9,2		7,3	8,5
Ввод
* Разность отметок пола первого этажа и уровня земли в месте присоединения ввода к уличной водопроводной сети , м	1,2	1,4		0,9	0,8	1,3	1,1	0,9	1,2	1,5
* Гарантийный напор в городском водопроводе , м вод. ст.

Примечание. Исходные данные, отмеченные звёздочкой, берут по предпоследней цифре учебного шифра.

Указание к решению задачи 1

Внутренний водопровод состоит из ввода, посредством ко­торого он соединяется с уличной водопроводной сетью; магис­трали, прокладываемой чаще всего в подвале или техническом подполье; распределительных трубопроводов (стояков); подво­док к водоразборным устройствам и арматуры (см. рис. 1).

В состав внутреннего водопровода входит и водомерный узел, состоящий из скоростного водомера (водосчётчика), контрольно-спускного крана и арматуры, необходимой для его отключения.

Водомер служит дляинтегрального учёта расхода воды в систе­мах внутреннего водопровода. Применяют скоростные водомеры двух типов – крыльчатые с диаметром условного прохода до 50 мм и турбинные от 50 до 250 мм.

Водопровод хозяйственно-питьевого назначения рассчитыва­ется на случай максимального хозяйственного водопотребления. Задачей гидравлического расчёта внутреннего водопровода явля­ется обеспечение нормальной работой всех водоразборных при­боров, находящихся в проектируемом задании. Расход воды, вы­текающей из водоразборной арматуры при полностью открытом кране, зависит от её гидравлического сопротивления иот величины напора перед арматурой. Каждый вид водоразборной арматуры имеет свой нормативный расход. Этот нормативный расход обеспечивается при определённом свободном норматив­ном напоре перед арматурой. Величина действующего свободно­го напора передводоразборной арматурой определяется раз­ностью междугарантийным напором в городской сети и сум­мой потерь напора при движении воды до данной водоразборной точки , сложенной с геометрической высотой её подъёма

Другими словами, свободной напор – это то, что остаётся от гарантийного напора после всех потерь напора и подъёма воды на определённую высоту при её движении до данной во­доразборной точки.

Очевидно, что в наиболее невыгодном положении будет на­ходиться самая удалённая и высоко расположенная от ввода водоразборная точка, до которой сумма потерь напора будет наи­большей. Такая водоразборная точка называется диктующей. На неё и ведётся расчёт.

Потери напора на каждом участке внутреннего водопрово­да зависят от расхода воды, протекающей по участку, длины участка и диаметра труб. Основным назначением гидравличес­кого расчёта водопроводной сети является выбор наиболее эко­номичных диаметров трубопроводов и определение требуемо­го напора для пропуска расчётных расходов воды.

Расчёт выполняют в следующем порядке.

Выбранное расчётное направление движения воды (от ввода до диктующей точки) разделяют на расчётные участки. За расчётный участок принимают часть сети с постоянным расходом и диаметром между двумя водоразборными точками. Каждый расчётный учас­ток водопроводной сети обозначают цифрами 1-2, 2-3, 3-4 и т. д. (см. рис. 1). Нумерацию ведут от выливного отверстия диктующего крана сверху вниз. В заданной системе диктующей точкой будет смеситель кухонной мойки, для которой нормативный свободный напор будет наибольшим, поэтому первым расчётным участком будет уча­сток 0-1 (см. рис. 1). Нумерацию латинскими строчными буквами участков на рис. 1 не­обходимо заменить цифровой в соответствии с числом расчётных участков по каждому варианту. Аксонометрическую схему внутрен­него водопровода с разбивкой на расчётные участки следует выпол­нить в масштабе 1:100. На аксоно­метрической схеме целиком показывается только стояк, содержащий диктующую точку, остальные стояки показываются с обрывом. Под­водка к водоразборным приборам и их расположение показывается только на последнем этаже диктующего стояка, на остальных эта­жах ответвление в каждую квартиру обозначается обрывом.

Затем определяют расходы воды на каждом расчётном участке по формуле

(1)

где – нормативный секундный расход холодной воды санитарно-техническим прибором (арматурой), л/с;

– безразмерный коэффициент, зависящий от количества водоразборных приборов на данном участке сети и вероятности их действия.

При определении расчётных расходов следует иметь в виду, что на всех участках от диктующего водоразборного устройства до точки ответвления к водонагревателю (точка f) вода расходуется на нужды холодного водоснабжения. На участке f-g и во вводе расход воды общий – на холодное и горячее водоснабжение.

Предварительно следует определить вероятность действия приборов на участках холодного и общего водопровода. Для уча­стков холодного водопровода вероятность действия приборов:

(2)

где – норма расхода холодной воды потребителем в час наибольшего водопотребления, л/ч, принимается согласно приложения 1;

– число водопотребителей;

(3)

здесь – средняя заселённость квартир, чел/кв;

– число квартир на этаже, равное числу стояков;

– нормативный расход холодной воды диктующим водоразборным устройством (приложение 9);

– число водоразборных приборов.

Количество водоразборных приборов определяется по формуле

(4)

где – количество водоразборных приборов в одной квартире.

Для общих участков величина определяют по формуле

(5)

где – общая норма расхода воды (холодной и горячей), л, потребителем в час наибольшего водопотребления;

– общий нормативный расход воды одним прибором, л/с.

Затем, пользуясь прил. 1, по произведению определяется величина для каждого расчётного участка и соответствующий ей максимальный секундный расход воды или .

После определения расходов воды на всех расчётных участках назначаются диаметры труб. Для подбора диаметров труб пользу­ютсятаблицами гидравлического расчёта труб, выдержки из кото­рых приводятся в прил. 3. В этих таблицах для различных диамет­ров и расходов приводится скорость протекания воды .

Диаметры труб внутренних водопроводных сетей надлежит на­значать из расчёта наибольшего использования гарантийного на­пора воды в наружной водопроводной сети.

Скорость движения воды в трубопроводах внутренних водопро­водных сетей не должна превышать 3 м/с. Наиболее экономичны­ми являются скорости в переделах 0,9 – 1,2 м/с. Эти скорости и дол­жны служить ориентиром при назначении диаметров труб.

В этих же таблицах (прил. 3) в зависимости от расхода воды и диаметра трубопровода приведены значения гидравлических укло­нов (потерь напора на единицу длины трубопровода) на основа­нии которых определяют потери напора по длине каждого расчёт­ного участка по формуле

(6)

где – длина расчётного участка.

Весь расчёт внутреннего водопровода сводят в расчётную таблицу (табл. 1).

Таблица 1

Гидравлический расчёт водопроводной сети

Наименование участка	Количество приборов	NP	α	Расчётный расход на участке, q, л/с	Диаметр трубы участка, d, мм	Скорость движения воды, V, м/с	Длина участка, l, м	Уклон, i	Потери напора по длине участка, hl, м
А – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 и т. д.
Сумма потерь напора по длине   Ввод

После определения расчётных расходов следует выбрать водо­мер.

Прежде чем выбрать водомер, необходимо посчитать рас­чётные расходы воды: максимальный суточный, средний, часо­вой и максимальный часовой.

Максимальный суточный расход воды (м³/сут) на нужды хо­лодного и горячего водоснабжения определяют по формуле

(7)

где – общая норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л;

– число водопотребителей.

Средний часовой расход воды , м³/ч, за сутки максимального водопотребления

(8)

Максимальный часовой расход воды , м³/ч, на нужды холодного и горячего водоснабжения:

(9)

где – общий расход воды, л/ч, санитарно-техническим прибором;

– коэффициент, определяемый по прил. 1 в зависимости от значения произведения ( – общее число санитарно-технических приборов, обслуживаемых проектируемой системой, – вероятность их использования).

Вероятность использования санитарно-технических приборов для системы в целом определяют по формуле

(10)

Эксплуатационные параметры скоростных водомеров пред­ставлены в прил. 4.

Диаметр условного прохода счётчика воды следует выбирать ис­ходя из общего среднечасового расхода воды за сутки максимально­го водопотребления , который не должен превышать эксплуатаци­онный расход для счётчика данного калибра, приведенного в прил. 4.

Кроме того, выбранный счётчик следует проверить и по другим параметрам – общему максимальному часовому расходу и рас­чётному суточному расходу воды в сутки максимального водопот­ребления . Эти расходы не должны превышать максимально­го часового и максимального суточного расходов, указанных в прил. 4 для выбранного калибра водомера.

После выбора водомера следует определить потерю напора в нём. Потерю напора в водомере , м, определяют по формуле

(11)

где – гидравлическое сопротивление счётчика, принимаемое по прил. 4;

– расход воды, протекающей через водомер, л/с.

Потери напора в крыльчатых счётчиках холодной воды не должны превышать 2,5 м, турбинных – 1 м. Кроме того, жела­тельно, чтобы потери напора в водомере при пропуске расчёт­ного расхода были не менее 0,3 м для увеличения точности учё­та минимальных расходов воды.

В заключение расчёта определяют величину напора, требуе­мого для подачи нормативного расхода воды к диктующему во­доразборному устройству при наибольшем хозяйственно-пить­евом водопотреблении с учётом потерь напора на преодоление сопротивлений по пути движения воды.

(12)

где – геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до диктующего водоразборного устройства:

(13)

где – высота этажа;

– количество этажей;

– высота расположения диктующей расчётной точки над уровнем пола верхнего этажа;

– потеря напора во вводе;

– потеря напора в водомере;

– сумма потерь напора по длине расчётных участков;

1,3 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, которые для сетей хозяйственно-питьевого водопровода жилых и общественных зданий берутся в размере 30% от потерь напора по длине;

– рабочий нормативный напор у диктующего водоразборного устройства.

Полученный расчётный напор сравнивают с заданным га­рантийным напором и делают вывод о необходимости в повысительной насосной установке.

При имеем наиболее простую и экономичную сис­тему, действующую под напором в наружном водопроводе. При этом, если окажется много меньше , можно пойти на экономию металла, уменьшив на некоторых участках диамет­ры труб, руководствуясь предельно-допустимой скоростью движения воды = 3 м/с. В таком случае будет наиболее полно использован располагаемый гарантийный напор.

Если потребный напор окажется немного больше гарантийно­го, следует попробовать на некоторых участках увеличить диа­метр трубопровода с тем, чтобы уменьшить потери напора. Та­кую операцию можно рекомендовать, если недостающий напор не превышает 50 % от суммы потерь напора по длине участков.

При значительной недостаче напора необходима повысительная насосная установка. Подбор насоса производится по расчетному расходу и недостающему напору. Характеристика насосов, применяемых в системах внутреннего водопровода, представлена в прил. 5.

ЗАДАЧА 2

Определить максимальный расчётный расход холодной воды л/с, в системе хозяйственно-питьевого водопровода промыш­ленного предприятия, в едином блоке, которого имеются:

а) цех с тепловыделениями менее 84 кДж на 1м³/ч;

б) бытовые помещения с групповыми душевыми;

в) столовая с полным циклом приготовления блюд.

В здании имеется централизованная система горячего водо­снабжения.

Нормы расхода холодной воды различными потребителями приведены в табл. 2.

Данные табл. 2 взяты из обязательного прил. 3 СниП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: