Расчет системы канализации здания

Задачей расчета является подбор диаметров и уклонов трубопроводов канализационной сети, обеспечивающих отвод сточных вод от санитарно-технических приборов и сброс их в городской канализационный коллектор в самотечном режиме. Расчет системы канализации жилого здания рекомендуется вести в следующем порядке.

1. Строится расчетная аксонометрическая схема системы канализации здания (если в здании несколько выпусков, рассчитывается только часть системы канализации здания, работающая на один наиболее удаленный от городского коллектора выпуск).

2. Без расчета назначаются диаметры поэтажных отводных линий: на участках, пропускающих расход сточных вод от унитазов, – 100 мм, на других участках – 50 мм.

3. Назначается диаметр стояка (не менее наибольшего диаметра поэтажных отводных линий, если есть унитазы – 100 мм) и проверяется его пропускная способность.

Максимальная пропускная способность вентилируемого стояка из чугунных труб диаметром 100 мм при отводных линиях диаметром также 100 мм и угле присоединения поэтажных ответвлений 90° составляет 3,2 л/с, при соответствующих диаметрах 50 мм – 0,8 л/с, при других материалах труб и в других случаях – см табл.6, 7, 8, 9 .

Расчетный расход в основании стояка, л/с, определяется

q^s = q^tot + q₀^s, (2.1)

где q^tot – общиймаксимальный расчетный суммарный расход холодной и горячей воды приборами рассчитываемого стояка, л/с, q₀^s – залповый сброс стоков одним прибором, л/с, при наличии на стояке унитазов q₀^s =1,6 л/с, в других случаях – по прил. 4.

, (2.2)

где q₀^tot – суммарный расход холодной и горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором. Для приборов, обычно используемых в жилых зданиях, q₀^tot = 0,25 л/с; a – коэффициент, определяемый по прил. 1 в соответствии с произведением NP^tot, при этом N – количество санитарно-технических приборов на стояке. Общая вероятность действия приборов Р^tot для расчета систем канализации определяется

, (2.3)

где – норма расхода суммарно холодной и горячей воды, л, потребителем в час наибольшего потребления. Для жилых зданий с традиционным комплектом санитарно-технических приборов = 15,6 л/ч; значения U и N здесь принимаются те же, что и при расчете холодного водоснабжения.

Если расчетный расход q^s в основании стояка превысит его максимальную пропускную способность, необходимо увеличить диаметр или изменить угол присоединения к стояку поэтажных ответвлений и тем самым увеличить пропускную способность.

4. Производится расчет горизонтальных трубопроводов (в подвале), выпусков и дворовой канализационной сети. Расчет заключается в подборе таких диаметров и геодезических уклонов, при которых скорости V – не менее самоочищающей скорости 0,7 м/с, при которой происходит вынос отложений в нижней части труб, а наполнение трубопроводов H/d – не менее 0,3 и выполняется условие

. (3.2)

где К = 0,5 – для трубопроводов с использованием труб из полимерных материалов; К = 0,6 – для трубопроводов из других материалов.

В тех случаях, когда выполнить эти условия не представляется возможным из-за недостаточной величины расхода сточных вод, участки считаются нерасчетными и прокладываются с уклоном не менее 1/D, где D – наружный диаметр трубопровода, мм.

Для расчета используются таблицы для гидравлического расчета самотечных трубопроводов канализации (прил. 5).

По данным гидравлического расчета определяются отметки всех характерных точек внутренних горизонтальных трубопроводов и лотка колодцев дворовой сети. Для защиты от замерзания глубина заложения труб дворовой сети (от поверхности земли до лотка трубы) должна быть не менее глубины промерзания грунта в данном регионе минус 0,3 м. Расстояние от поверхности земли до верха труб должно быть не менее 0,7 м для защиты от разрушения труб колесным транспортом. По итогам расчета определяется величина перепада труб в контрольном колодце, отметка лотка трубы на входе в канализационный коллектор должна быть не ниже отметки лотка этого коллектора.

Пример 2.Конструирование и расчет системы канализации здания.

Исходные данные: здание принимается согласно исходным данным примера 1, глубина заложения уличного канализационного коллектора – 4,0 м.

Решение. На плане этажа размещены канализационные 2 стояка (в туалетах), принято решение предусмотреть из здания 1 выпуск в сторону оси 1 – 1. Аксонометрическая расчетная схема системы канализации представлена на рис. 2.3. Размещение трубопроводов показано на планах этажа и подвала (рис.1.13 и 1.14).

Поэтажные ответвления приняты чугунные, прокладываются непосредственно по полу соответствующего этажа, диаметр до присоединения унитаза (по ходу воды) 50 мм, после присоединения унитаза – 100 мм. Присоединение поэтажных отводных линий к стояку предусмотрено под углом 90⁰.

Стояки приняты чугунные диаметром 100 мм, их вытяжная часть выводится на 0,2 м выше скатной кровли. Предусмотрены ревизии на 1-м и 3-м этажах. Каждый стояк собирает стоки от 12 приборов, вероятность их действия определена по формуле 2.3

При 12 приборах на стояке NP^tot = 0,204 и по прил. 1 a = 0,450.

По формулам (2.2) и (2.1) определен расчетный расход в основании стояка:

q^tot = 5×0,25×0,450 = 0,56 л/с;

q^s = 0,56 + 1,6 = 2,16 л/с.

Полученное значение не превышает пропускной способности стояка 3,2 л/с, работоспособность стояка обеспечена.

Прокладка горизонтальных канализационных сетей в подвале здания принята над полом. Назначены расчетные участки 1–2–3 по наиболее длинной ветви в здании. За начальную точку расчета принята точка 3 у наружной стены, отметка низа трубы назначена равной отметке пола подвала – 2,70 м. Отметки низа трубы в точках 2 и 1 назначены в соответствии с результатами гидравлического расчета по табл. 2.1 соответственно – 2,64 и – 2,52.

Рис. 2.3. Расчетная схема канализации здания К1

Таблица 2.1

Расчет канализационной сети

Для защиты от засоров на 1 и 3 этажах на стояках на высоте 1,65 м от пола устанавливаются ревизии, а в основании стояков – прочистки. Также прочистка предусмотрена в точке перепада трубопровода на выходе из здания. Рабочий чертеж «Схема водоотведения здания» представлен на рис 2. 4.

Рис.2.4. Схема водоотведения здания К1

По генеральному плану произведена трассировка дворовой сети, назначены смотровой колодец КК-1 в 3 м от наружной стены, приемный колодец на городской сети ГКК и контрольный колодец ККК в 3 м от ГКК (участки 3–КК1–ККК–ГКК длиной соответственно 3,00 м; 10,00 м; 3,00 м) (см. рис. 1.15). Отметка лотка трубы в точке 3 на выходе из здания назначена 48,00 м при отметке земли 50,20 м в соответствии с глубиной промерзания 2,50 м минус 0,30 м. Перепад трубопровода на выходе из здания составил 0,50 м. Для обеспечения плавного поступления воды в колодец ГКК городской канализации в контрольном колодце КК-2 предусмотрен перепад, величина которого определена расчетом 1,48 м. Все расчеты сведены в табл. 2.1.

На основании данных этой таблицы и генплана составлен продольный профиль дворовой сети (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Профиль дворовой канализационной сети

При этом вначале вычерчивается в установленном масштабе профиль поверхности земли по трассе дворовой сети. На профиль переносятся с генплана канализационные колодцы, коммуникации и откладываются определенные по генплану длины расчетных участков и отметки мест пересечений канализационных сетей с иными коммуникациями. Ниже профиля заполняется бланк установленной формы, в который заносятся результаты вычислений из табл. 2.1 и отметки с генерального плана. Инженерные сети (водопровод, теплосеть, канализация) должны иметь привязку к координатной сети квартала. В данном примере в соответствии с исходными данными отметка земли по генплану в точке присоединения к коллектору 50,20 м, отметка коллектора на 4,0 м меньше отметки земли – 46,20 м. Трубопровод дворовой сети по результатам расчета примыкает к коллектору на той же отметке, и работа этой системы в самотечном режиме обеспечена.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработка рациональных и экономичных технических решений при проектировании систем водоснабжения и канализации зданий обусловливает снижение капитальных затрат и расходов на эксплуатацию инженерных коммуникаций, позволяет улучшить условия потребления воды.

Материал, изложенный в методическом пособии, дает возможность последовательно изучить методику выбора схем водоснабжения и канализации для зданий различного назначения, особенности режима работы этих систем в целом и их отдельных элементов, методику расчета, правила конструирования и подбора эффективного оборудования.

Для более глубокого изучения отдельных вопросов проектирования инженерных коммуникаций и оборудования зданий приведен библиографический список.

В условиях повышения требований к надежности и качеству водоснабжения хозяйственно-питьевых и производственных потребителей внимание к данной дисциплине и другим системам жизнеобеспечения будет возрастать.

Автор выражает надежду, что данное методическое пособие будет полезно студентам при изучении специальных дисциплин, а также инженерно-техни­ческим работникам проектных организаций и жилищно-коммунального хозяйства.

Приложение 1

Значение коэффициентов a (a_hr) при P (P_hr) < 0,1

Приложение 2

ТАБЛИЦА для Гидравлического расчета стальных труб внутренней водопроводной сети (таблица шевелева, ИЗВЛЕЧЕНИЯ)

Расход, л/с	Скорость, м/c, гидравлический уклон (потери напора на единицу длины) при условном проходе труб, мм
V	1000i	V	1000i	V	1000i	V	1000i	V	1000i
0,01	0,057	1,6	0,032	0,41	0,020	0,14	0,012	0,04	0,008	0,02
0,02	0,113	5,2	0,064	1,35	0,041	0,47	0,025	0,15	0,016	0,05
0,05	0,283	26,1	0,159	6,5	0,102	2,3	0,062	0,69	0,040	0,24
0,1	0,566	90,7	0,318	22,1	0,204	7,6	0,124	2,3	0,080	0,80
0,2	1,18	360,5	0,62	73,5	0,37	20,9	0,21	5,4	0,16	0,11
0,3	1,77		0,94	154,2	0,56	43,4	0,31	10,5	0,24	5,4
0,4	2,36		1,25	265,6	0,75	73,5	0,42	17,5	0,32	8,98
0,5	2,95		1,56	414,9	0,93	110,9	0,52	26,2	0,4	13,4
0,6	–	–	1,87	597,5	1,12	155,8	0,63	36,5	0,48	18,4
0,7	–	–	2,18	813,3	1,31	209,6	0,73	48,4	0,56	24,6
0,8	–	–	2,5		1,5	273,8	0,84	61,9	0,64	31,3
0,9	–	–	2,31		1,68	346,5	0,94	77,7	0,72	38,9
	–	–	–	–	1,87	427,8	1,05	93,6	0,8	47,2
1,2	–	–	–	–	2,24		1,25		0,95	66,1
1,4	–	–	–	–	2,62	838,5	1,46	179,7	1,11	88,2
1,6	–	–	–	–	2,99		1,67	234,7	1,27	113,7
1,8	–	–	–	–	–	–	1,88	297,1	1,43	143,9
	–	–	–	–	–	–	2,09	366,8	1,59	177,6
2,6	–	–	–	–	–	–	2,72	619,9	2,07	300,2
	–	–	–	–	–	–	–	–	2,39	300,7
3,6	–	–	–	–	–	–	–	–	2,86	575,6

Окончание прил. 2

Приложение 3

Основные характеристики счетчиков воды

Приложение 4

Расходы воды и стоков санитарными приборами

Санитарные приборы	Секундный расход воды, л/c	Часовой расход воды, л/ч	Свободный напор Hсв, м	Расход стоков от приборов , л/c
общий	холодной	горячей	общий	холодной	горячей
Умывальник со смесителем	0,12	0,09	0,09					0,15
Мойка со смесителем	0,12	0,09	0,09					0,6
Ванна со сме­сителем (в т.ч. об­щим для ванны и умывальника)	0,25	0,18	0,18					0,8
Унитаз со смывным бачком	0,1	0,1	–			–		1,6

Приложение 5

Таблицы для гидравлического расчета
горизонтальных участков внутренней канализации
из чугунных труб при (ТАБЛИЦЫ ЛУКИНЫХ, ИЗВЛЕЧЕНИЯ)

Примечание. Числитель – расход q, л/с; знаменатель – скорость u, м/с.

Приложение 6

ЗАДАНИЕ НА курсовую работу

Выполнить проект систем холодного водопровода и водоотведения для жилого здания (план этажа на рис. 1, схема трубопроводов микрорайона на рис. 2).

Пояснительная записка к работе должна содержать: обоснование и описание принятых схем и конструктивных решений, гидравлические расчеты, расчетные схемы, марки принятого оборудования.

Графическая часть проекта включает в себя рабочие чертежи: планы этажа и подвала жилого здания с показом всех инженерных коммуникаций (М 1:100), схемы внутреннего водопровода и схемы системы водоотведения (М 1:100), генеральный план здания с показом всех инженерных коммуникаций (М 1:500), профиль дворовой канализационной сети (по горизонтали М 1:500, по вертикали М 1:100). Образцы выполнения рабочих чертежей см. рис. 1.5, 1.6, 1.7, 1.10, 2.4, 2.5. Графическая часть представляется на чертежах формата А1, А2, А3, А4 по выбору студента.

Исходные данные для студентов заочной формы обучения принимаются по шифру зачетной книжки, студентам очной формы обучения вариант задается преподавателем.

Для всех вариантов жилое здание (план на рис. 1) оборудовано холодным, горячим водоснабжением, канализацией, газоснабжением, ваннами длиной 1,5 м.

Высота этажа здания от пола до пола 2,8 м. Высота подвала от пола до потолка 2,2 м, толщина перекрытия над подвалом 0,5 м. Глубина заложения наружной водопроводной сети 3 м, канализационной сети – 4 м.

Рис.1. План здания

Рис.2. Схема трубопроводов микрорайона

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.04.01–85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. – М. : Госстрой России, 1998. – 59 с.

2. СП 10.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности.

3. СП 30.13330.2012. Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01–85*. – М.: ФАУ «ФЦС»,2012.

4. СП 31.13330.2012 « СНиП 2.04.02-84^* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

5. Кедров, В.С. Санитарно-техническое оборудование зданий : учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. – М. : «БАСТЕТ», 2008. – 480 с.:ил.

6. Внутренние санитарно-технические устройства : справ. проектировщика. В 3 ч. Ч. 2. Водопровод и канализация / Ю.Н. Саргин [и др.]; под ред. И.Г. Староверова, Ю.И. Шиллера. – 4-е изд., пераб. и доп. – М. : Стройиздат, 1990. – 247с.

7. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М. : Госстрой России. 1985. – 86 с.

8. Пальгунов, П.П. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий : учеб. / П.П. Пальгунов, В.Н. Исаев. – М. : Высш. школа, 1982. – 397 с.

9. Михеев, О.П. Проектирование санитарно-технических приборов и устройств зданий / О.П. Михеев. – М. : Стройиздат, 1982. – 224 с.