Гидравлический расчёт водопроводной сети.

Внутренний водопровод рассчитывается по максимальному секундному расходу хозяйственного водопотребления. При устройстве в здании объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода сеть должна быть проверена расчётом на пропуск суммарного пожарно-хозяйственного расхода, при этом расход воды на пользование душами, мытье полов, поливку территории не учитывается.

Перед гидравлическим расчётом в начале намечают на аксонометрической схеме расчётное направление. Это направление от водомера до самой удаленной и высокорасположенной водоразборной точки, требующей наибольшего свободного напора. Эта точки называется диктующей. От нее против движения воды нумеруются по порядку все узловые точки расчетного направления, в которых меняется расход. Точки системы, не попадающие в расчетное направление, не нумеруются. Соседние узловые точки образуют расчетные участки, имеющие свои расчетные расходы. Каждый расчетный участок обозначают цифрами 1—2, 2—3, 3—4 и т. д. Нумерацию ведут от диктующей точки сверху вниз. На каждом участке проставляют его длину, а после гидравлического расчета — диаметр.

При расчете сети внутреннего водопровода решаются два вопроса: назначаются наиболее экономичные диаметры труб участков сети и определяется потребный напор в точке присоединения ввода к наружному водопроводу. Для этого:

1. Определяют расчетные расходы воды на участках сети.

Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети q (q^tot, q^c), л/с, определяют по формуле:

q = 5*q_о*α, (2)

где: q_о(q^tot_о, q^с_о) — секундный расход воды общий или холодной, л/с, водоразборной арматурой (прибором), отнесенный к одному прибору, принимается по прил.2 СНиП 2.04.01-85*; различными приборами, обслуживающими одинаковых водопотребителей на участках тупиковой сети — по прил.3 СНиП 2.04.01-85*;

α — коэффициент принимаемый в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р(Р^tot, Р^c) и определяемый по прил.4 СНиП 2.04.01-85*.

Вероятность действия приборов Р(Р^tot, Р^c) для всех участков сети, обслуживающих в зданиях группы одинаковых потребителей, определяют по формуле:

Р = , (3)

где: q_hr.u(q^tot_hr.u, q^с_hr.u) — норма расхода воды потреби­телем в час наибольшего потребления, л, принимается по прил.3 СНиП 2.04.01-85*;

U — общее число одинаковых потребителей в здании;

N — общее число приборов, обслужи­вающих U потребителей.

Если в здании число санитарно-технических приборов неизвестно, то вероятность действия можно считать, приняв N=U.

Значения q^tot, q^tot_о, q^tot_hr.u, Р^tot принимаются для внутреннего водопровода в зданиях, оборудованных холодным водопроводом и системами местного горячего водоснабжения, а также при расчете участков трубопровода, подающих общий расход воды для внутреннего холодного водопровода и горячего водоснабжения (от места врезки ввода до отвода на водонагреватель), т. е. для закрытых систем горячего водоснабжения.

Значения q^c, q^с_о, q^c_hr.u, Р^c принимаются при расчете внутреннего водопровода и наличии централизованного горячего водоснабжения в здании (за исключением указанных выше участков).

При устройстве кольцевой сети расход q следует определять для сети в целом и принимать одинаковым для всех участков.

В жилых и общественных зданиях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать: q^tot_о = 0,3л/с; q^с_о = 0,2л/с.

Если здание оборудовано различными приборами, обслуживающими разных потребителей, величина q_о(q^tot_о, q^с_о) определяется по формуле:

q_о = , (4)

где: q_оi(q^tot_oi, q^с_oi) — секундный расход воды водоразборной арматурой для каждой группы водопотребителей, л/с, принимается по прил.3 [1];

Р_i(Р^tot_i, Р^c_i) — вероятность действия санитарно-технических приборов, определённая для каждой группы водопотребителей.

Вероятность действия приборов для участков сети трубопроводов Р_Σi, обслуживающих разных потребителей определяется по формуле:

Р_Σi = , (5)

где: N_i, Р_i — величины, относящиеся к каждому виду потребителей.

При проектировании внутренних водопроводов промышленных предприятий q_о определяется как сумма расходов воды технологическим оборудованием при условии совпадения работы оборудования по времени. Для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение q_о можно определять как сумму расходов воды на бытовые нужды и душевые нужды по числу установленных душевых сеток по прил.2 СНиП 2.04.01-85*.

1. Подбирают диаметры трубопроводов и определяют потери напора на расчетном направлении.

Диаметры подводок к санитарным приборам принимаются по прил.2 СНиП 2.04.01-85*. Диаметры трубопроводов водозаборных стояков в секционном узле следует выбирать по расчетному расходу воды в стояке с коэффициентом 0,7. Диаметры трубопроводов кольцующих перемычек следует принимать не менее наибольшего диаметра водоразборного стояка.

Определив расчетные секундные расходы воды на каждом участке и задавшись значениями скоростей движения воды по таблицам Шевелева, подбирают диаметры трубопроводов. Скорость движения воды в трубопроводах внутренних водопроводных сетей, в том числе при пожаротушении, не должна превышать 3м/с.

Потери напора Н, м, зависят от расхода воды и диаметра труб расчетного участка и определяются:

Н = i * L *( 1 + k_i ), (6)

где: i — гидравлический уклон, принимаемый по таблицам Шевелева;

L — длина расчетного участка, м;

k_i — коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления и принимается:

0,3—в сетях хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий;

0,2—в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов жилых и общественных зданий, а также в сетях производственных водопроводов;

0,15—в сетях объединенных производственно-противопожарных водопроводов;

0,1—в сетях противопожарных водопроводов.

При объединении стояков в секционные узлы потери напора в узле определяются по формуле:

Н = f * Σi * L *( 1 + k_i ) / m, (7)

где: f — коэффициент, учитывающий характер водоразбора в системе и принимается:

0,5—для систем хозяйственного водопровода;

0,3—для систем хозяйственно-противопожарного водопровода.

m — число стояков в узле.

Гидравлический расчет водопроводных сетей, питаемых несколькими вводами, следует производить с учетом выключения одного из них. При двух вводах каждый из них должен быть рассчитан на 100%-ный, а при большем количестве вводов — на 50%-ный расход воды. При устройстве в здании объединенного противопожарного водопровода сеть должна быть проверена расчетом на пропуск пожарно-хозяйственного расхода. Проверочный расчет сети на­чинают с самого удаленного от ввода пожарного крана. Диаметр противопожарного стояка при минимальном расходе 2,5л/с на одну струю принимают одинаковым по всей высоте и равным D_у=50мм, а при расходе 5,0л/с D_у=65мм. Норма расхода воды и число струй на внутреннее пожаротушение принимаются по табл.1,2 СНиП 2.04.01-85*.

2. Подбирают счетчик воды и вычисляют потери напора в нем.

Пример 2. Необходимо определить расход воды для внутреннего водопровода в жилом здании приведенном на рис.1,2, высотой 9этажей. Здание оборудовано централизованным горячим водоснабжением. Расчётная средняя заселённость квартир U_о=3чел. Расчётная (безмасштабная) схема приведена на рис.3.

Решение:

1. Принимаем нормы расхода воды санитарными приборами по прил.3. СНиП 2.04.01-85*:

общий расход воды санитарным прибором q^tot_о = 0,3л/с;

общий расход холодной воды санитарным прибором q^с_о = 0,2л/с;

общий расход воды в час максимального водопотребления q^tot_hr.u = 15,6л/ч на 1чел.;

общий расход горячей воды в час максимального водопотребления q^h_hr.u=10л/ч на 1чел.

Тогда общий расход холодной воды в час максимального водопотребления составляет:

q^с_hr.u= q^tot_hr.u - q^h_hr.u =15,6-10=5,6л/ч на 1чел.

2. Общее число одинаковых потребителей в здании:

U = U_о * Nкв = 3*9*12 = 324шт.

3. Общее число приборов, обслуживающих U потребителей:

N = Nпр * Nкв = 4 * 9*12 = 432шт.

4. Вероятность действия приборов, т.к здание с группой одинаковых потребителей, определяем по формуле:

Р^tot = = 0,01083,

Р^с = = 0,00583.

5. Коэффициент α принимаем в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия, принимаем по прил.4 СНиП 2.04.01-85*:

N * Р^с = 432 * 0,00583 = 2,519 тогда α =1,645.

Все расчеты сводим в таблицу. 1.

Рис.3 Аксонометрическая схема водопровода

Гидравлический расчет водопроводной сети Таблица 1.

Nуч-ка	Число приборов на Nуч-ка	Длина уч-ка Lуч-ка, м	Число потребителей на уч-ке	Мах часовой расход, л/с	Мах расход на прибор, л/с	Вероятность действия Р	Р*N	Величина α	Расчетный расход на уч-ке q, л/с	dтруб, мм	Скорость, м/с	Потери напора H, м
			U	qc,tothr.u	qс,totо							на 1м длины i*1000	на уч-ке il	с местными сопротивлениями (1+ki)il
1	2	3	4а	4б	4в	4	5а	5	6	7	8	9	10	11
1-2	1	0,5	-	-	-	-	-	-	0,20	15	1,13	360,5	0,18	0,234
2-3	2	0,5	3	5,6	0,2	0,0117	0,0234	0,222	0,22	15	1,3	449,8	0,225	0,2925
3-4	3	0,5	3	5,6	0,2	0,0078	0,0234	0,222	0,22	15	1,3	449,8	0,225	0,2925
4-5	4	2,8	3	5,6	0,2	0,0058	0,0232	0,222	0,22	15	1,3	449,8	1,259	1,6367
5-6	8	2,8	6	5,6	0,2	0,0058	0,0464	0,266	0,27	20	0,86	130,5	0,365	0,4745
6-7	12	2,8	9	5,6	0,2	0,0058	0,0696	0,304	0,30	20	0,96	154,9	0,434	0,5642
7-8	16	2,8	12	5,6	0,2	0,0058	0,0928	0,344	0,34	20	1,08	188,1	0,527	0,6851
8-9	20	2,8	15	5,6	0,2	0,0058	0,116	0,367	0,37	20	1,18	232,4	0,651	0,8463
9-10	24	2,8	18	5,6	0,2	0,0058	0,1392	0,385	0,39	20	1,24	243,5	0,682	0,8866
10-11	28	2,8	21	5,6	0,2	0,0058	0,1624	0,408	0,41	20	1,31	280,5	0,785	1,0205
11-12	32	2,8	24	5,6	0,2	0,0058	0,1856	0,435	0,44	25	0,9	90,3	0,253	0,3289
12-13	36	5	27	5,6	0,2	0,0058	0,2088	0,451	0,45	25	0,92	73,5	0,368	0,4784
13-14	72	14	54	5,6	0,2	0,0058	0,4176	0,617	0,62	25	1,26	166,4	2,33	3,029
14-15	144	5	108	5,6	0,2	0,0058	0,8352	0,877	0,88	32	1,09	73	0,365	0,4745
15-16	216	14	162	5,6	0,2	0,0058	1,2528	1,1	1,10	32	1,37	111,9	1,567	2,0371
16-17	432	6	324	5,6	0,2	0,0058	2,5056	1,646	1,65	40	1,31	120,9	0,725	0,9425
17-18	432	16	324	15,6	0,3	0,0108	4,6656	2,442	3,66	50	1,86	145,6	2,330	3,029
											итого		13,271	17,25