3.2.4. Асбестоцементные напорные трубы

Асбестоцементные напорные трубы выпускают по ГОСТ 539-80 условными диаметрами 100-500 мм четырёх классов: ВТ6 (0,6 МПа), ВТ9 (0,9 МПа), ВТ12 (1,2 МПа), ВТ15 (1,5 МПа).

В зависимости от диаметра и длины делятся на 3 типа: 1,2,3. Соединение - муфтовое на резиновых кольцах.

2.3. Способы прокладки труб

Водопроводные сети состоят из магистральных труб, стояков, поквартирных (поэтажных) разводок и подводок к водоразборной

арматуре.

П рокладку магистральных и разводящих сетей производят открыто или скрыто. Прокладку магистральных труб рекомендуют по поверхностям внутренних стен подвалов. Скрытая прокладка в штрабах и каналах наружных стен нежелательна во избежание замерзания воды в трубах.

Стояки и разводки предусматривают прокладывать в шахтах, штрабах, открыто по стенам. Скрытую прокладку производят в помещениях с повышенными требованиями к отделке.

Прокладка пластмассовых труб должна предусматриваться преимущественно скрытой: в плинтусах, бороздах, штрабах, шахтах, каналах и в полах помещений. Допускается открытая прокладка подводок к водоразборной арматуре, а также в местах, исключающих механическое повреждение труб.

Горизонтальные трубопроводы прокладывают с уклоном 0,002-0,005 в сторону стояков, вводов и других пониженных точек. В точках сходов уклонов устраивают тройник с заглушкой для спуска воды.

В жилых зданиях, в квартирах допускается применение коллекторной системы с присоединением каждой водоразборной арматуры к стояку отдельными гибкими пластмассовыми подводками, которые прокладывают между стеной и фальшперегородками и в полах помещений.

Холодный трубопровод прокладывают ниже горячего и изолируют от избыточного тепла. Изолируют его и от конденсации влаги во влажных помещениях.

Диаметр подводок к водоразборной арматуре принимают равным минимальным диаметрам применяемых труб: для стальных труб обычно 15 мм (1/2 дюйма); для полимерных труб –15 мм и меньше, если позволяет конструкция водоразборной арматуры и наличие фитингов соответствующего размера. Диаметр квартирной разводки и в санузлах общественных зданий определяется расчетом.

Стояки прокладываются в местах скопления сантехнических приборов открыто в углу или скрыто в нишах, штрабах, шахтах.

Магистральные сети в подвале могут прокладываться: под потолком (с креплением к потолку на хомутах или подвесках), по стенам фундамента или перегородок (на крючках или кронштейнах), по полу (на опорах).

При температуре воздуха в помещении не более 2^оС на трубах устраивают теплоизоляцию.

П ластмассовые трубы укладываются с учетом линейного расширения с устройством компенсаторов: угловых, ступенчатых, П-образных, лирообразных и круглых.

2.4. Водопроводная арматура

Водопроводная арматура служит для управления потоком и подачей воды потребителю. В соответствии с [3, п.10.3] арматуру устанавливают на рабочее давление: 0,6 МПа – для хозпитьевого водопровода, 1МПа – для отдельных противопожарных водопроводов, на технологическое давление – для отдельных производственных водопроводов по заданию технологов.

По назначению арматура бывает запорной, регулирующей, предохранительной и водоразборной. Первые три вида арматуры называют ещё трубопроводной. Водоразборная включает в себя и наполнительную арматуру (поплавковые клапаны).

Запорная арматура (вентили, краны, задвижки)

Запорная арматура служит для прекращения движения воды на участках водопроводной сети. Запорную арматуру устанавливают в следующих случаях:

1. на вводах;

2. у основания пожарных стояков с числом пожарных кранов 5 и более;

3. у основания стояков хозпитьевой или производственной сети в зданиях высотой 3 этажа и более;

4. на ответвлениях с пятью водоразборными точками и более;

5. на ответвлениях от магистральных линий водопровода;

6. на ответвлениях в каждую квартиру или номер гостиницы;

7. на ответвлениях к групповым душам и умывальникам;

8. перед наружными поливочными кранами и т.д.

Условные обозначения водопроводной арматуры регламентированы ГОСТ 21.205-93. СПДС. «Условные обозначения элементов санитарно-технических систем».

К запорной арматуре относятся: вентили, краны, задвижки.

Вентили выпускают до d_у = 65 мм. Вентили устанавливают на трубах диаметром меньше 50 мм. Вентили применяют только на тупиковых участках, допускающих движение воды в одном направлении (в противном случае – краны и задвижки).

В ентиль перекрывает поток клапаном, который перемещается параллельно оси потока.

Краны бывают пробковые и шаровые. Они устанавливаются при любом направлении движения воды.

Задвижки выпускаются и применяются для труб с условным диаметром 50 мм и более.

Задвижка допускает движение воды в трубах в двух направлениях.

Регулирующая арматура

Регулирующая арматура служит для поддержания в сети за арматурой требуемых давления и расхода с целью экономии потребляемой воды и уменьшения стоимости трубопроводов.

1. Регуляторы расхода, обеспечивают постоянный расход после регулятора за счёт создания переменного гидравлического сопротивления.

2. Регуляторы давления поддерживают постоянное давление после себя независимо от расхода в сети. Для поддержания постоянного давления применяют регуляторы давления (на вводах в здания и ЦТП) и стабилизаторы давления на вводах в квартиры, на подводках к водоразборной арматуре и в конструкции водоразборной арматуры на сливе.

Предохранительная арматура

Предохранительная арматура служит для защиты системы водоснабжения от гидравлических ударов, для предотвращения движение воды в обратную сторону и для выпуска воздуха из системы.

К предохранительной арматуре относятся: предохранительные клапаны, обратные клапаны, воздухоотводчики.

Предохранительные клапаны (пружинные, рычажно-грузовые) открытого и закрытого типов работают следующим образом. Пружина прижимает клапан к седлу. При увеличении давления выше допустимого происходит выброс воздуха или воды из системы.

Обратный клапан предотвращает движение воды в обратном направлении.

Обратные клапаны бывают поворотно-дисковые и подъёмные.

Воздухотводчики служат для выпуска воздуха из верхних частей системы и для предотвращения образования воздушных пробок.

И х применяют в системах холодного и горячего водоснабжения и отопления.

Водоразборная арматура

Водоразборная арматура предназначена для отбора воды из системы. Водоразборная арматура является запорно-регулирующей. По своему назначению она делится на собственно водоразборную арматуру и наполнительную.

К водоразборной арматуре относятся краны, смесители, наполнители. Краны подают воду одной температуры: или холодную, или горячую. Наполнители – холодную воду. К смесителю подают горячую и холодную воду.

Краны бывают туалетные водоразборные, лабораторные, писсуарные, банные пробочного типа, поливочные, пожарные, смывные.

Смесители бывают для умывальников, раковин, ванн, бидэ и для душа.

К наполнительной арматуре относятся поплавковые клапаны для подачи воды в смывные бачки, напорно-запасные баки и другие ёмкости.

Поплавковые клапаны для смывных бачков бывают двух типов:

1) клапаны, закрывающиеся против давления в подводке;

2) клапаны попутного давления.

В отечественной практике наибольшее распространение получили клапаны противодавления. Они просты и экономичны в изготовлении, но при большом давлении в сети пропускают воду.

Лекция 3. Водонапорные установки и расчёт внутреннего водопровода

3.1. Водонапорные баки

Водонапорные установки служат для повышения напора во внутреннем водопроводе. К ним относятся водонапорные баки, повысительные насосы, пневматические установки.

Водонапорные баки применяют:

1. В схемах без повысительных насосов.

2. В схемах с повысительными насосами.

3. При необходимости создания постоянных напоров у водоразборных точек водопроводной сети.

4. В случае кратковременного использования большого запаса воды.

1. Водонапорный бак

Бак выполняют из листовой стали толщиной не менее 4 мм с антикоррозийным покрытием снаружи и изнутри суриком или другой водостойкой нетоксичной краской. Его объём колеблется, примерно, от 0,5 до 20 м³. В плане баки изготавливают круглыми, прямоугольными, квадратными или другой формы в зависимости от конфигурации помещения.

Расчёт водонапорного бака при повторно-кратковременном режиме работы насосной установки

Объём бака:

V = βW + W₁

где W₁ – десятиминутный противопожарный запас воды;

2,5 – расход воды на одну пожарную струю, л;

n₁ – число одновременно действующих

пожарных струй: n₁ = 2 при расчётном числе

струй 2 и более; n₁ = 1 в противном случае;

W – регулирующий объем:

W =

- производительность насоса, м³/ч;

n - число включений насоса за 1 час: n = 2- 4 – для

открытых баков, n = 6 - 10 – для гидропневматических баков;

β - коэффициент запаса вместимости бака; при

повторно-кратковременном режиме работы насоса β = 1,2 – 1,3.

Высота установки дна бака

Высота установки дна бака определяется с учётом потерь напора в трубопроводе до диктующей водоразборной арматуры (∑H) и свободного напора у этой арматуры (h_f).

3.2.Гидропневмоустановки

Гидропневматические установки являются наиболее экономичными и целесообразными для внутреннего водопровода. Они состоят из повысительных насосов и гидропневмобаков. Гидропневмоустановки могут быть переменного и постоянного давления.

Гидропневмоустановку переменного давления используют чаще. Она проще в изготовлении, монтаже и эксплуатации. Недостатком является большой перепад давлений в водопроводной сети. Это обстоятельство обусловливает повышение мощности насосов и перерасход воды в водоразборной арматуре. Гидропневмоустановка постоянного давления лишена это недостатка, но она сложнее и дороже. Поэтому её применяют только при необходимости поддержания в сети строго постоянного давления.

3.3. Насосные повысительные установки

Насосные установки предусматривают при постоянном или периодическом недостатке напора в системах водоснабжения, а так же при принудительной циркуляции в централизованных системах горячего водоснабжения.

Центробежные насосные установки не имеют недостатков, характерных для напорных баков.

Насосы обвязываются стальными трубопроводами в пределах насосных станций.

Насосные агрегаты устанавливают на виброизолирующих основаниях. На напорных и всасывающих линиях предусматривают установку виброизолирующих вставок из резиновых гофрированных рукавов длиной 1м.

Насосы и двигатели устанавливают на металлическую фундаментную плиту или на раму, закреплённую на кирпичном или бетонном фундаменте. Фундамент насосов возвышается над полом на 20-30 см и заглубляется на 0,5 м не менее.

Число рабочих и резервных насосов и их компоновка выбираются согласно требованию СНИП 2.04.02–84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». При этом учитываются категории надёжности электроснабжения, приводимые в СНИП 2.04.01-85*[3, п.12.23].

Производительность хозпитьевых и производственных насосных установок принимают в зависимости от наличия регулирующей ёмкости:

а) не менее максимального секундного расхода воды при отсутствии регулирующей ёмкости;

б) не менее максимального часового расхода воды при наличии водонапорного или гидропневматического бака и насосов, работающих в повторно-кратковременном режиме.

Напор хозяйственно-питьевых насосов определяют после гидравлического расчёта водопроводной сети (холодного и горячего водоснабжения) и подбора оборудования. При необходимости тушения внутреннего пожара хозяйственно-питьевые насосы должны обеспечить требуемый напор. В противном случае подбирают противопожарные насосы на суммарный хозяйственно-питьевой и противопожарный расход.

Напор насосов, подающих воду в напорный бак.

,

3.4. Расчёт внутреннего водопровода

Целью этого расчёта является определение диаметров труб на участках сети, потерь напора, необходимых для расчёта требуемого напора, и подбора водонапорного оборудования.

Перед расчётом строят аксонометрическую схему водопроводной сети. Схему разбивают на расчётные участки, начиная с диктующей точки водоразбора.

Диктующей точкой называется самая удалённая и высоко располагаемая водоразборная арматура по отношению к ЦТП или к городскому водопроводному колодцу на наружной водопроводной сети.

Расчётным участком называется участок трубопровода, для которого гидравлические условия движения воды остаются неизменными. Гидравлические условия изменяются:

1) при изменении расхода воды;

2) при изменении диаметра трубопровода;

3) при изменении материала труб;

4) при изменении коэффициента местных сопротивлений (например, в сети горячего водоснабжения).

Требуемый напор определяют только для расчётной ветки (например, от ЦТП до диктующей водоразборной арматуры). Если вода дойдёт до диктующей точки, то она дойдёт и до любой другой точки сети.

Диаметр трубы определяют по расходу и скорости движения воды. Скорость [3, п.7.6] – не более 3 м/с. Скорости, близкие к максимальным, принимаются в подводках к водоразборной арматуре – 2,5 м/с. Для полного использования гарантированного напора наружной городской сети в магистралях и стояках рекомендуется принимать скорость 0,9 – 1,2 м/с.

Диаметр находится по известной формуле:

Q = ω·V= Vπd²/4.

На расчётном участке сети потери напора по длине и на местные сопротивления определяют по формуле

Н = il(1+k_l),

где i - потери напора на 1 м длины участка в м вод.ст. ( в

таблице для гидравлического расчёта водопроводных труб

[8]);

l – длина расчётного участка, м;

k_l – коэффициент местных сопротивлений:

k_l = 0,3 – для хозпитьевого водопровода жилых и общественных зданий;

Определение расчётных расходов

Сеть водопровода рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода, т.е. на самый неблагоприятный случай водопотребления.

Расчётный максимальный секундный расход определяют по формуле

5q₀α,

где q₀ – нормативный секундный расход водоразборной арматуры; принимается по [3, приложение 3].

Для расчётных участков тупиковой сети, обслуживающих разные группы водопотребителей (жилые дома, общественные здания и т.д.), q_0, определяют для каждого участка сети, как средневзвешенную величину по произведению числа водоразборной арматуры на вероятность её действия.

.

По [3, приложению 2] определяют секундные расходы для всех типов арматуры.

α - коэффициент, определяемый в зависимости от общего числа водоразборной арматуры N, обслуживаемых расчётным участком сети, и вероятности Р, принимается по [3, приложение 4, табл.1 и 2].

Для одинаковых водопотребителей (жилые дома или общественные здания) Р определяется без учёта изменения U/N в различных зданиях:

,

где q_hr,u – норма расхода воды в час наибольшего

водопотребления, л/(чел·ч);

U – количество однотипных водопотребителей в здании (например, жителей в жилом доме).

N - количество водоразборной арматуры в здании однотипных

водопотребителей (например, в жилом доме);

Для различных групп водопотребителей внутри здания или в разных зданиях Р определяется как средневзвешенная величина по числу водоразборной арматуры N.

.

Отдельно определяют секундный расход холодной (с-cold), горячей (h-hot) и общий (tot-total) расходы воды.

Максимальный часовой расход определяют для расчёта повысительных установок с водонапорными баками и гидропневмобаками.

q_hr = 0,005q_0,hrα, л/ч.

где q_0,hr – нормативный часовой расход воды водоразборной

арматуры, принимается по [3, приложение 3];

α - принимается по N и P_hr по [3, приложение 4].

Вероятность действия водоразборной арматуры в течение часа (P_hr) определяют по формуле

P_hr= P3600q₀/q_0,hr

Лекция 4. Внутреннее водоотведение

4.1. Классификация систем внутренней канализации

Внутренняя канализация - система трубопроводов и устройств, предназначенных для сбора и отведения сточных вод в наружную канализационную сеть.

Системы внутренней канализации можно классифицировать по следующим признакам.

1. По способу удаления загрязнений:

а) сплавная - стоки транспортируются за пределы зданий по трубам в городские канализационные сети. Здание, оборудованное внутренним водопроводом, должно иметь систему канализации;

б) вывозная система – предусматривает сбор хозбытовых и других стоков в выгребные ямы или накопительные резервуары и вывоз транспортными средствами на очистные сооружения (сливные станции) или за пределы населенного пункта в специально отведенные места, согласованные с санэпидстанцией и природоохранными государственными организациями.

в) централизованные системы – транспортируют сточные воды на городские очистные сооружения;

г) децентрализованные системы (локальные) – транспортируют сточные воды на локальные очистные сооружения для небольших объектов (зданий, школ, больниц и т.д.) с последующим сбросом сточных вод в водные объекты или в специально отведённые места. Применяются в небольших населенных пунктах.

2. По назначению:

а) бытовая – для бытовых сточных вод;

б) производственная – для производственных сточных вод; может быть несколько систем;

в) внутренние водостоки – для удаления дождевых и талых вод с поверхности крыш.

4.2. Трубы

Для устройства внутренней канализации применяются трубы: безнапорные для самотечной канализации: пластмассовые, чугунные, асбестоцементные, бетонные, железобетонные, керамические, стеклянные; напорные: пластмассовые, чугунные, железобетонные, асбестоцементные.

Пластмассовые трубы изготавливают из полиэтилена высокой прочности (ПВП) или из непластифицированного поливинилхлорида (винипласта) диаметром от 50 до 150 мм.

Соединяются трубы: на сварке при t = 230-260˚С, на клею, а раструбные трубы – на резиновых уплотнительных кольцах.

Ч угунные безнапорные трубы могут применяться при монтаже как внутренней канализации зданий, так и внутриквартальной или внутриплощадочной канализации. Диаметр и строительная длина этих труб составляют соответственно 50, 100, 150 мм, и 750 - 2200 мм. Соединение труб - раструбное. Раструб направляют против движения воды. Зазор между раструбом и гладким концом трубы заполняют (чеканят) просмоленной льняной прядью и асбестоцементом (или быстро твердеющим, расширяющимся цементом).

Трубы в плоскости соединяются с помощью фасонных частей: отводов, тройников, крестовин. Фасонные части бывают комбинированные: тройник с переходной муфтой, крестовина с отводами т.д.

Асбестоцементные трубы применяются для дворовых и внутриквартальных сетей в местах, защищенных от механических повреждений.

Диаметр и длина этих труб составляют соответственно 100 - 400 мм и 3 - 4 м.

Соединение труб - муфтовое с помощью резиновых уплотнительных колец или с помощью чугунных фасонных частей с заделкой раструбов как у чугунных труб.

Керамические трубы могут применяться для дворовых внутриквартальных сетей.

Диаметр и длина этих труб составляют соответственно 150 - 600 мм и 1000, 1200 мм.

Соединение труб - раструбное по типу чугунных труб.

4.3. Гидравлические затворы (сифоны)

Сточные воды – смесь горячей и холодной воды, т.е. тёплые воды, содержащие большое количество органических веществ. В этих условиях достаточно интенсивно протекают окислительно–восстановительные реакции. В результате выделяются: сероводород, метан и другие газы, имеющие неприятный запах и вредные для здоровья. Например, при сбросе в канализационную сеть промстоков могут выделяться ядовитые и взрывоопасные газы.

Для предотвращения попадания газов в квартиры все сантехприборы комплектуются гидравлическими затворами. Исключение составляют приборы со встроенными сифонами: унитазы и трапы.

Рис. 42. Гидравлические затворы.

А – бутылочный сифон. Б – двухоборотный сифон. В – напольный сифон для ванн.

При Н₃ = 60 мм срыв затвора происходит, когда разность давлений атмосферного и в стояке равна 65 мм вод.ст. (637 Па), а полное испарение воды (при Н₃ = 60 мм) завершается через 3 -2 месяца из расчета скорости испарения воды в сифоне 20-30 мм в месяц.

4.4. Устройства для прочистки канализационной сети.

Для прочистки канализационной сети служат ревизии и прочистки.

Ревизия служит для прочистки сети в двух направлениях.

Ревизии и прочистки устанавливают до поворота потоков.

Плавность поворотов на 90˚ достигают применением сочетаний отводов и тройников с различными углами.

Рис. 44. Поворот на 90° с помощью отводов и тройников.

1) 2 отвода - 150˚ и 120˚; 2) отвод 150˚ и тройник 60˚; 3) 2 отвода по 135˚; 4) отвод 135˚ и тройник 45˚.

Прочистка устанавливается в начале отводных труб при числе присоединяемых приборов 3 и более, под которыми нет устройств для прочистки.

Ревизии устанавливают на стояках на первом и на последнем этажах (1м от пола), над отступом выше этажом, в жилых зданиях высотой 5 этажей и более – через 3 этажа. Расстояния между ревизиями и прочистками на горизонтальных участках указаны в табл. 6 СНиП 2.04.01-85*, в зависимости от диаметра труб и системы канализации.

4.5. Отводные трубопроводы, стояки, выпуски

Отводные трубопроводы отводят воду от сантехнических приборов к стоякам. Диаметр отводного трубопровода равен диаметру отвода от приборов или сифонов. У унитаза диаметр отводного патрубка равен 100 мм, у остальных приборов - 40-50 мм. Уклон труб завит от диаметра трубы: для диаметра 150 – 0,008; для диаметра 100 – 0,02; для диаметра 50 – 0,035.

Стояки отводят сточную воду в подвалы и технические этажи зданий. Стояки и отводные трубы прокладываются открыто вдоль стены и скрыто: в коробах, бороздах, каналах, шахтах и т. д., в зависимости от требований к отделке помещений.

В подвале стояки перехватываются сборными коллекторами, которые заканчиваются выпусками.

Выпуски отводят воду в колодец дворовой канализации. Минимальное количество выпусков для зданий длиной 50-100 м равно 1-2, в секционном доме - 1 выпуск на секцию при эксплуатируемых подвалах.

Режим движения сточной жидкости - самотечный. Он характеризуется тремя взаимосвязанными параметрами – гидравлическим уклоном (i), скоростью жидкости (v) и наполнением (h/d). Уклон должен быть таким, чтобы скорость воды была больше минимального критического значения, при котором возможно осаждение загрязнений и засорение трубопровода. V_min = 0,7 м/с (при диаметре труб до 250 мм).

Степень наполнения не должна быть меньше 0,3. При меньшем наполнении транспортирующая способность потока сточной жидкости резко снижается и возможно засорение труб. Если наполнение меньше 0,3 при минимальном диаметре, то трубы укладываются с минимальным уклоном.

Вентиляция городских и внутриквартальных сетей осуществляется через канализационные стояки, поэтому горизонтальные участки труб должны иметь достаточно свободного от стоков объема для движения смеси воздуха и газов. Наполнение (h/d) ≤ 0,6 (при диаметре труб до 250 мм).

В ентиляционная часть стояка предназначена для обмена воздуха в стояке с атмосферным воздухом, что приводит к поддержанию атмосферного давления в стояке и к уменьшению вероятности срыва сифонов.

Вентиляция осуществляется через вытяжные стояки. Диаметр вытяжной части стояка равен диаметру канализационного стояка. Несколько вытяжных стояков могут объединяться на чердаке в один вытяжной стояк с целью сокращения числа отверстий в перекрытии чердака

Выпуск устраивается под потолком подвала, в земле или в канале ниже пола подвала. Снаружи лоток выпуска укладывают на 0,3 м выше глубины промерзания, но не менее чем на 0,7 м от поверхности земли до верха трубы из условия механической прочности трубы. Минимальное расстояние от фундамента до колодца - 3м; максимальное расстояние от последнего стояка или опуска, или последней (по ходу движения воды) прочистки (или ревизии) до оси колодца принимают в зависимости от диаметра выпуска: при диаметре выпуска 50 мм – 8 м, 100 мм – 12 м, 150 мм -15 м из условия удобства прочистки выпуска.

4.6. Внутриквартальные водоотводящие сети

Внутриквартальные водоотводящие сети состоят из трубопроводов и колодцев. Начиная от наружной части выпусков, трубопроводы выполняют из керамических, асбестоцементных, бетонных, железобетонных, пластмассовых и чугунных труб.

Минимальный диаметр внутриквартальной сети - 150 мм.

Смотровые колодцы предусматриваются во всех случаях, что и в наружной канализации. На линейных участках сети для диаметра труб 150 мм расстояние между колодцами равно 35 м, для диаметра труб более 150 мм – по СНиП 2.04.0.3-85.Канализация. Наружные сети и сооружения.

Минимальный диаметр колодца, при глубине до 2,0 м и диаметре трубы до 200 мм – 700 мм, при большей глубине - 1000 мм. Диаметр горловины колодца – 700 мм.

Внутриквартальную сеть соединяют с уличной через контрольный колодец, который устанавливается на 1,5 - 2м за красной линией застройки внутрь квартала. Он служит для контроля качества сточных вод. Обычно в контрольных колодцах устраивают перепад, если шелыга трубы внутриквартальной сети подходит к уличной сети выше шелыги трубы уличной сети.

4.7. Расчет водоотводящей сети

Расчет водоотводящей сети общественных зданий, производственных и бытовых помещений промышленных предприятий и жилых зданий нетиповой планировки начинается с отводных трубопроводов от приёмников сточных вод и стояков. Затем рассчитывают сборные трубопроводы, выпуски и внутриквартальную сеть или внутриплощадную сеть на промышленных предприятиях.

В жилых зданиях с типовыми санитарно-техническими кабинами расчет начинают со сборных коллекторов и выпусков. Диаметры отводных труб и стояков принимают конструктивно, так как сантехкабины собираются на заводах и диаметры отводных трубопроводов и стояков уже определены.

Расчет горизонтальных трубопроводов сводится к определению диаметра и уклона прокладки трубопровода по расчетному расходу, наполнению и скорости движения стоков.

Расчетные расходы

Вода почти со всей водоразборной арматуры сразу же попадает в канализационную сеть, поэтому расходы сточных вод практически равны общему расходу холодной и горячей воды. Исключение составляют санприборы, наполненные водой, при опорожнении которых расход резко увеличивается (смывные бочки, ванны, умывальники, мойки и т.д.). Поэтому, при малых расходах сточных вод, следует учитывать залповый сброс воды от отдельных санприборов. Если расход достаточно велик (q^s > 8 л/с), то залповый сброс от санприбора не учитывается и

q^s = л/с.

Если расход небольшой (q^s˂ 8 л/с), то

q^s = 5q₀α + ,

где - расход сточных вод от сантехприбора с максимальным стоком из всех сантехприборов, которые обслуживает расчетный участок канализационной сети.

Работа всей сети без засорений возможна при соблюдении следующего условия:

где К₁ = 0,5 для пластмассовых и стеклянных труб;

К₁ = 0,6 для труб из других материалов.

Это условие должно соблюдаться как для сети внутри здания, так и для внутриквартальной сети.

В соответствие со СНиП [3] рекомендуетcя производить расчет по номограмме [3, приложение 9]. Зная q^s, d, N, можно определить все остальные характеристики: V, h/d, i.

Лекция 5. Местные установки для предварительной очистки и перекачки сточных вод

5.1.Местные установки для предварительной очистки сточных вод

Установки для предварительной очистки ст. вод предусматривают перед сбросом производственных стоков в городскую сеть.

Производственные сточные воды могут содержать крупные загрязнения, жиры, нефтепродукты, масла, минеральные загрязнения, ядовитые вещества.

Эти загрязнения могут вызвать разрушение водоотводящих сетей, их засорение, а также нарушение нормальной работы городских очистных сооружений канализации.

Жировые и взвешенные вещества поступают в стоки от предприятий пищевой промышленности: столовых, ресторанов, мясокомбинатов и т. д. Масла и нефтепродукты содержат стоки гаражей, автомоек, промышленных цехов и т. д. В качестве местных установок применяют решетки, песколовки, грязеуловители, бензомаслоуловители и теплоуловители.

Решётки

Решётки служат для очистки сточных вод от грубых загрязнений: бумаги, тряпья, древесины и т.д. Решётки – это рамы с вертикальными прутьями различного сечения (круглого, квадратного, прямоугольного) с прозорами от 5 до 20 мм. Очистка решётки производится вручную или механическими граблями.

Песколовки и грязеуловители

Песколовки и грязеуловители служат для выделения песка и других твердых минеральных веществ: шлака, стекла, гравия, грязи, глины и т. д. после картофелечисток, овощемоек, автомоек и т.д.

Песколовки

Песколовки бывают горизонтальные (прямоугольные в плане, прямоточные), горизонтальные с круговым движением воды (круглые в плане), вертикальные (круглые в плане с вертикальным движением воды) и тангенциальные.

V_гор. = 0,15 - 0,3 м/с;

V_верт. = 0,02 - 0,05 м/с;

t_отст. = 60 с.

Песколовки работают периодически или непрерывно. При непрерывной работе устанавливают 2 песколовки: одна работает, другую очищают.

Грязеуловители бывают горизонтальные (прямоугольные в плане прямоточные) и вертикальные (круглые в плане с вертикальным движением воды). Изготавливают грязеуловители из кирпича, бетона, железобетона или стальных листов.

V_гор. = 0,005 - 0,01 м/с;

t_отст.= 8 - 10 мин при q = 2,8 – 3 л/с;

t_отст. = 15 мин при q > 3 л/с.

Днище грязеотстойников очищают от осадка с помощью скребков, а удаляют насосами, гидроэлеваторами и другими средствами. Глубина проточной части не менее 0,5 м. Глубину осадочной части принимают равной 1 м.

Грязеуловители устанавливают вне зданий при содержании в воде быстрозагнивающих и горючих веществ.

Жироуловители

Жироуловители применяют для выделения жира и масел на предприятиях общественного питания, пищевой промышленности и т. д. для предотвращения отложения жира в сети городской канализации. Для их изготовления применяют бетон, кирпич, металл. Жироуловители бывают прямоугольные или круглые в плане.

V = 0,005 м/с; t_отст. = 2 – 15 мин.

Жир с поверхности жидкости скребками собирают к отводной трубе, подающей жир в жиросборник.

Конструктивно жироуловители могут объединяться с грязеуловителями.

Рис. 46. Крахмаложироловка

1 – Трубопровод исходной сточной воды. 2 – Жир. 3 – Труба для отвода жира. 4 – Запорное устройство для отвода крахмала. 5 – Крахмал. 6 – Труба для отвода очищенной жидкости.

Бензомаслоуловители

Бензомаслоуловители применяют при очистке стоков от бензина, масел, керосина и других легковоспламеняющихся веществ на автомойках, для цехов промышленных предприятий, гаражей. Бензомаслоуловители устанавливают вне зданий.

Бензомаслоуловители предотвращают образование взрывоопасных газовоздушных смесей. Они могут быть конструктивно совмещены с грязеотстойниками. Выполняют их из металла в виде перевернутого сосуда в колодце.

V ≤ 0,008 м/с.

Бензомаслоуловитель состоит из двух камер: первая камера - для сбора нефтепродуктов, вторая камера - для сбора очищенной воды.

Теплоуловители

Сточные воды часто имеют высокую температуру (30 - 50 ⁰С), достаточную для подогрева холодной воды с 5 до 25 ⁰С и более. Это дает экономию теплоты до 25 - 30 %. Теплоуловители – это обычные теплообменники, поэтому предварительно воду очищают от взвешенных веществ.

Установки для перекачки сточных вод

Э ти установки применяют, когда сточные воды нельзя сбросить во внутриквартальную или внутриплощадочную канализацию самотёком. Использую различные насосные установки или пневмобаки.

Приёмный резервуар оборудуют:

1) уровнемером;

2) решёткой;

3) приточно-вытяжной вентиляцией;

4) устройством для взмучивания осадка.

В местимость резервуара определяют по часовому графику притока сточных вод и режиму работы насосов. При отсутствии графиков объём определяют по формуле

W = (5-10%)q_max.час.

При автоматической работе насосов число включений насосов принимают не более 6 раз в течение часа.

Насосы устанавливают под заливом.

Резервуары размещают за пределами зданий, а насосы могут быть установлены в здании в специальных помещениях.

Пневматические установки.

Объём пневматической установки принимается не более 1,5 м³. Металлический резервуар оборудуют люком, реле уровня жидкости и патрубками: для подачи воздуха, приёма стоков, отвода стоков.

На подающей и напорной линии устанавливают обратные клапаны и задвижки с электроприводом. Между компрессором и пневмобаком помещают воздушный бак для поддержания постоянного давления воздуха.

При наполнении бака реле уровня включает компрессор и воздух выдавливает стоки в напорный трубопровод. Компрессор отключается при достижении минимального уровня воды в пневмобаке.

Рис. 49. Пневмобак

1 – Сточные воды. 2 – Атмосферный воздух. 3 – воздух от компрессора. 4 – Сетка или решётка. 5 – Гидрозатвор.

5.2.Устройства для очистки бытовых ст. вод

Для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод применяют септики, поля подземной фильтрации, песчано - гравийные фильтры, фильтрующие колодцы и другие устройства и сооружения.

Септики

Септики применяют для механической очистки сточных вод, поступающих на поля подземной фильтрации, в песчано-гравийные фильтры и фильтрующие колодцы. Их используют при суточном притоке сточных вод до 25 м³ .

Полный объем септика принимают:

а) при расходе сточных вод до 5 м³/сут

W ≥ 3Q_сут;

б) при расходе сточных вод свыше 5 м³/сут

W ≥ 2,5Q_сут .

Септик очищают не менее 1 раза в год.

Септики могут быть однокамерные, двухкамерные или трёхкамерные в зависимости от производительности:

В двухкамерных объем в долях между камерами распределяют следующим образом: 0,75 – в первой камере, 0,25 – во второй камере. В трехкамерных: 0,5 – в первой камере и по 0,25 – во второй и третьей камерах.

Септики выполняют из дерева, бетона, ж/б, кирпича и камня.

Септики могут изготовляться из бетонных колец. В этом случае все камеры делают равного объема.

На выпуске из здания перед септиком делают смотровой колодец.

Лоток подводящей трубы располагают выше уровня воды на 0,5 м. Плавающие вещества собирают с помощью полупогружной перегородки перед подающей трубой.

Поля подземной фильтрации

Поля подземной фильтрации применяют в песчаных и супесчаных грунтах.

Распределение воды в грунт производят с помощью оросительных труб, керамических или асбестоцементных.

Песчанно-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи

Песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи применяются в водонепроницаемых и слабофильтрующих грунтах при среднегодовой температуре воздуха 3 ⁰С и выше, и при расходе стоков не более 15 м³/сут. Они представляют из себя колодцы и траншеи (не более 30 м с шириной не меньше 0,5 м) с высотой фильтрующей загрузки 1 - 1,5 м для колодцев и 0,8 – 1 м для траншей. Фильтры и траншеи выполняют грунтовыми или с кирпичными стенками с фильтром из гравия, кокса, шлака или песка.

Фильтр может быть двухступенчатым. Первую ступень наполняют крупнозернистым материалом из гравия, щебня, кокса или шлака, а вторую - крупнозернистым песком.

Для увеличения пропускной способности в колодцах и траншеях устраивают оросительные трубы, подобные применяемым на полях подземной фильтрации. Их засыпают гравием на 15 - 20 см.

Фильтрующие колодцы

Фильтрующие колодцы применяются в песчаных и супесчаных грунтах при расходе стоков не более 1 м³/сут. Их делают размером в плане от 0,5х0,5 м до 2,0х2,0 м, глубиной до 2,5 м.

Стенки фильтрующего колодца выполняют из бутового камня, кирпича, бетона и сборных железобетонных колец с отверстиями на всю глубину фильтрующего слоя (1м) из гравия, щебня, спекшегося шлака и других материалов. Колодец - без дна. Обсыпка колодца – из фильтрующего материала. Фильтрующей площадью являются стенки и днище колодца.

Эти колодцы работают и как самостоятельные сооружения для хозяйственных стоков: от ванн, раковин, моек и душей.

Лекция 6. Внутренние водостоки и канализование твёрдых отбросов

6.1. Классификация и устройство внутренних водостоков

Внутренние водостоки обеспечивают отвод дождевых и талых вод с кровель зданий как при положительных, так и при отрицательных температурах.

Водостоки состоят из: водосточных воронок, отводных трубопроводов (стояков, коллекторов, выпусков) и устройств для осмотра и прочистки (ревизий, прочисток, смотровых колодцев).

В зависимости от расположения отводных трубопроводов водостоки бывают с наружными стояками и внутренними трубопроводами.

Кровли проектируют из расчета свободного стока воды к приемным воронкам.

Выпуски могут быть открытые и закрытые.

Через открытый выпуск воду сбрасывают на поверхность земли на отмостку и далее в лотки или кюветы. Закрытый выпуск применяют при наличии внутриквартальной дождевой или общесплавной канализации.

Водостоки с наружным расположением трубопроводов имеют ряд недостатков.

1. При отрицательных температурах происходит обмерзание воронок и стояков с разрушением трубопроводов.

2. Как следствие – портится вид стен здания и возникают аварийные ситуации.

Большинство современных жилых, общественных зданий имеют плоскую крышу, поэтому наибольшее распространение получили внутренние водостоки с внутренним расположением трубопроводов.

Схемы внутренних водостоков делятся на перпендикулярную и пересеченную.

Перпендикулярная схема состоит из воронки, одного стояка и выпуска.

При пересеченной схеме несколько стояков объединяются отводным трубопроводом или коллектором и имеют один выпуск.

Внутренние водостоки служат еще и для отвода талого снега. Снег тает при создании соответствующего теплового режима и отводится в хозбытовую канализацию.

П ри устройстве открытого выпуска холодный воздух проникает в трубопровод и вызывает обмерзание труб, поэтому открытые выпуски оборудуются гидрозатвороми глубиной 100 мм. Теплый воздух канализации обогревает стояк водостока.

Максимальное расстояние между воронками – 48 м. В жилых и общественных зданиях на каждую секцию допускается устанавливать одну воронку.

Расход воды с кровли определяют в зависимости от уклона кровли.

Для плоских кровель с уклоном i≤ 1,5%:

Q = Fq₂₀.

Для скатных кровель с i>1,5%:

Q = kFq₅,

q₅ = 4ⁿq₂₀,

где k - коэффициент, учитывающий аккумулирующую способность кровли:

k =1,0 при q₂₀ ≤ 90;

k =1,5 при q₂₀ > 90;

k =2,0 при q₂₀ >150;

q₂₀ - интенсивность дождя продолжительностью 20 минут при периоде однократного превышения расчётной интенсивности дождя, равной 1 году, л/(с·га), принимают по [17].

6.2.Конструкция водостоков

Водостоки выполняются из чугунных (безнапорных и напорных), асбестоцементных, бетонных, ж/б, керамических и пластмассовых труб. Стальные трубы применяют только на подвесных сетях при вибрационных нагрузках на сеть.

Отводные трубы, соединяющие воронки, прокладывают на чердаках, технических этажах, в пространстве между фермами на расстоянии 1-1,5 м от кровли.

Диаметр отводных подвесных труб больше диаметра воронок. i ≥ 0,005. Сборные трубопроводы прокладывают в земле, в канале, в подвале с расчетным уклоном.

Минимальный уклон труб зависит от их диаметра.

Ø 100 150 200

i 0,008 0,005 0,004

Ревизии и прочистки устанавливают так же, как и в канализации. На горизонтальных участках для труб диаметром 100 -150 мм: прочистки - через 15 м; ревизии - через 20 м. Для диаметра 200 мм ревизии – через 20 м.

Смотровые колодцы устраивают на сети внутри цехов так же, как и в дворовой канализации.

Отводные трубопроводы и выпуски рассчитываются как канализационные трубы с наполнением не более 0,8 – 0,9 и скорость движения 0,7 - 5 м/с.

6.3. Канализование твердых отбросов

В жилых и общественных зданиях образуются различные отбросы и отходы. Они состоят из органических легко загнивающих (пищевые отходы) и минеральных веществ и твердых органических веществ (незагнивающих).

Количество отходов и отбросов в год в больших городах составляет сотни тысяч тонн. А в жилых зданиях в среднем по городу 0,5 кг в сутки на человека или 180 - 288 кг/(год·чел.). В общественных зданиях – от 0,01 до 0,5 кг/(чел·сут).

Несвоевременное удаление отходов служит источником развития различных микроорганизмов, болезнетворных бактерий и приводит к размножению мух, тараканов и грызунов.

Применяют две системы сбора и удаления отходов: вывозную и сплавную.

Вывозная система

Вывозная система предусматривает сбор и транспортирование мусора на сортировочные мусороперерабатывающие предприятия или организованные свалки за пределами города.

На мусороперерабатывающих предприятиях отбросы сортируют для утилизации, как вторичное сырье и для получения сырья, идущего на изготовление новых изделий (удобрений, клеев и др.).

Твердые отбросы дробятся в дробилках, разводятся водой и сплавляются в канализацию. Твердые отбросы могут сжигаться в специальных печах. Отбросы, неподдающиеся дроблению, отвозятся на специальные свалки.

Сплавная система

Сплавная система предусматривает использование сети внутренней канализации. При этом мойки и раковины оборудуются специальными мусородробилками, которые устанавливают внизу под санприборами на выпуске. Пищевые отходы и отбросы измельчаются в дробилке, разбавляют водой (8 – 10 л на 1- 1,5 кг отходов) и сплавляются в канализационную сеть здания.

Отбросы не дробящиеся собираются в контейнеры и вывозятся на свалку. Недостатком этой системы является значительное удорожание канализации, шум от работы дробилок, ухудшение санитарного состояния, необходимость постоянного наблюдения, ремонта и замены дробилок. Поэтому эта система не получила широкого распространения в отечественной практике.

Транспортирование твердых отбросов со всех этажей здания в нижнюю часть здания производится с помощью мусоропроводов.

Известно три типа мусоропроводов: сухие, горячие, мокрые.

Наибольшее распространение получили сухие мусоропроводы.

Сухие мусоропроводы

Основными элементами сухих мусоропроводов являются: вертикальный канал (ствол) диаметром 400-500 мм из асбестоцементных или бетонных труб, проходящих через все этажи здания; приёмные клапаны, установленные через этаж; нижняя мусоросборная камера; верхняя камера или оголовок, оборудованные устройствами для вентиляции и чистки мусоропровода.

Вертикальный канал предназначен для приёма и транспортирования отбросов в нижнюю камеру, в которой размещены ёмкости для сбора отбросов –мусоросборный бункер, установленный под углом к стволу для гашения энергии падающего мусора, и приёмный контейнер-мусоросборник.

В нижней части ствола расположено шиберное (запорное) устройство для отключения ствола или бункера при смене контейнера. Вместимость бункера зависит от числа жителей дома.

Мусоропровод размещают в подъездах лестничных клеток в каждой секции здания или в специальных шахтах у внутренних стен кухонь. Расположение шахты на кухнях с одной стороны удобно, с другой стороны наблюдается шум, проникновение газов и насекомых в помещение. Поэтому в современных зданиях шахты располагают на лестничных клетках.

Мусоропроводы иногда оборудуются верхней камерой, располагаемой в чердачном помещении. В этой камере устанавливают устройства для прочистки шахты. Устройство состоит из ерша на тросе с лебедкой. В связи с редким использованием устройства от этой конструкции отказались.

Огневые, горячие мусоропроводы

Огневые, горячие мусоропроводы применялись в лечебных учреждениях и предусматривали сжигание отбросов непосредственно в местах их сбора. Для этой цели в нижнюю часть мусоросборной камеры подводили газ и сжигали отбросы не реже 1

раза в сутки. Золу вывозили на свалки. Вентиляционную часть выполняли в виде дымовой трубы. Такие мусоропроводы получили ограниченное применение в связи с необходимостью дополнительного оборудования для подачи и сжигания газа, расхода самого газа и загрязнения воздушной среды дымом. В санитарном отношении эта система близка к идеальной.

Мокрые мусоропроводы

Мокрые мусоропроводы применяются при сплавной системе мусороудаления. В верхней части ствола устанавливают распределительный трубопровод для смыва загрязнений. Приемный резервуар под стволом оборудуется дробилкой для измельчения отбросов и соединяется трубопроводом с внутренней канализацией.

В отечественной практике, из-за сложности эксплуатации мусоропровода и канализационной сети, мокрые мусоропроводы распространения не получили.

Рис. 57.

Литература.

• Основная литература

1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: ФГУП ЦПП, 2005 г.

2. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения – М.: ФГУП ЦПП, 2007 г.

3. СНиП 2.04.01-85^*. Внутренний водопровод и канализация зданий – М.: ФГУП ЦПП, 2007

4. Добромыслов А.Я. Таблицы для гидравлических расчётов трубопроводов из полимерных материалов. Том 1 «Напорные трубопроводы». Пособие. –М.: ВНИИМП», 2004.

5. Водоснабжение и водоотведение. Учебник для бакалавров. И.И. Павлинова, В.И. Баженова, И.Г. Губий. 2012.

• Дополнительная литература

6. Инженерное оборудование зданий и сооружений : учебник для вузов по спец. "Архитектура" / Ю. А. Табунщиков [и др.] ; под ред. Ю. А. Табунщикова. - М. : Высш. шк., 1989. - 238 с. : ил. - ISBN 5-06-000158-Х.

7. Кедров В.С., Ловцов Е.И. Санитарно-техническое оборудование зданий. - М.: Стройиздат, 1989.