Для подбора счетчика воды в здании по формуле (1.8.)

, м³/час.

По прил. 3 принят счетчик воды калибром 15 мм, S = 14,5 м/(л/с)².

По формуле (1.10) производится проверка потерь напора: Н_вод.зд = = 14,5  0,51² = 3,77 м, что не превышает допустимое значение.

Счетчик воды на вводе в квартиру назначается калибром 15 мм при расходе 0,22 л/с. Н_вод.кв = 14,5  0,22² = 0,7 м.

Для определения уточненного требуемого напора находится геометрическая высота подачи воды. Отметка диктующего прибора по аксонометрической схеме 12,20 м. С учетом того, что относительной отметке 0,000 соответствует по генплану абсолютная отметка 51,20, абсолютная отметка диктующего прибора 12,20 + 51,20 = 63,40 м.

Отметка земли в точке присоединения ввода к наружной сети – 50,20 м; глубина заложения водопровода – 3,00 м. Абсолютная отметка трубопровода наружной сети 50,20 – 3,00 = 47,20 м. Геометрическая высота подачи воды H_геом = 63,40 – 47,20 = 16,20 м.

По формуле (1.11) H_тр = 16,20 + 7,12 + 3,77 + 0,70 + 2,00 = 29,79 м

Результат показывает, что при гарантируемом напоре 30,00 м требуемый напор – 29,79 м, т.е. запроектированная система водоснабжения работоспособна.

1.3.2. Гидравлический расчет внутреннего водопровода при схеме с насосной станцией подкачки и гидропневматическим баком

Эта схема (см. рис. 1.3 и 1.6) применяется в случаях, когда гарантированный напор в наружной сети Н_гар меньше, чем приближенное значение Н_тр, т.е. недостаточен для водоснабжения здания, а режим водоразбора неравномерный.

В такой системе водоснабжения насос имеет производительность большую, чем среднее водопотребление здания (микрорайона). При работе насоса излишек поданной воды аккумулируется в баке, частично заполненном водой, частично сжатым воздухом, уровень воды повышается, давление воздуха увеличивается. Когда давление достигнет расчетного максимального значения Р_max, срабатывает реле давления, и насос автоматически отключается. Система водоснабжения переходит на работу в автономном режиме, когда вода потребителям поступает из бака под действием давления сжатого воздуха. По мере разбора воды потребителями уровень воды в баке падает, давление снижается. При достижении им расчетного минимального давления Р_min вновь автоматически включается насос, и весь цикл многократно повторяется.

Такая насосная станция может обслуживать и горячий, и холодный водопроводы здания (при закрытой схеме горячего водоснабжения) или только холодный водопровод (при открытой схеме горячего водоснабжения). При расчете рассматриваются 2 ветви: 1 ветвь – от трубопровода наружной сети до гидропневматического бака; 2 ветвь – от гидропневматического бака до диктующего прибора на внутренней сети. Расчет начинается со 2-й ветви, задачей является назначение экономичных диаметров внутреннего водопровода, определение минимального давления в баке Р_min, обеспечивающего нормальную работу системы, и максимального давления Р_max. Расчет рекомендуется вести в той же последовательности, что и расчет при простой схеме водоснабжения (разд. 1.3.1., пп. 1–7), поэтому далее нумерация продолжается.

8. Определяется минимальное давление в гидропневматическом баке Р_min, кПа:

Р_min = 10 (Н_геом + Н_l + Н_вод,зд + Н_вод,кв + Н_св), (1.12)

где Н_геом – разница отметок диктующего прибора и минимального уровня воды в баке Z_min, м (устанавливается на 0,2–0,5 м выше уровня пола в помещении насосной станции); Н_l – потери напора во 2-й ветви, м.

Следует иметь в виду, что при закрытой схеме горячего водоснабжения зданий насосная станция обслуживает и горячий, и холодный водопровод, а значит давление Р_min может быть увеличено по результатам гидравлического расчета системы горячего водоснабжения.

9. Определяются основные характеристики гидропневматического бака.

Регулирующий объем бака W, м³,

(1.13)

где n – допустимое число включений насосной установки в час, принимаемое n = 6 – 10; – производительность насоса, м³/час, которая назначается равной или превышающей максимальный часовой расход здания или микрорайона, определяемый:

– для системы холодного водоснабжения

; (1.14)

– для объединенной системы

, (1.15)

где и – соответственно расход холодной воды и общий расход одним санитарно-техническим прибором, л/час. Для жилых зданий принимается = 200 л/час, = 300 л/час; _hr определяется по прил. 1 в соответствии с NP_hr :

. (1.16)

Полный объем бака V, м³,

, (1.17)

где В – коэффициент запаса, принимаемый 1,2–1,3; A – отношение минимального давления к максимальному, принимается 0,75–0,8.

Гидропневматические баки имеют цилиндрическую форму. Типовые конструкции баков выпускаются емкостью 20, 80, 160, 320, 500, 800, 1250 л и диаметром соответственно 0,25; 0,37; 0,47; 0,60; 0,70; 0,80; 1,0 м. При необходимости может предусматриваться несколько однотипных баков. Отметка максимального уровня воды в баке

, (1.18)

где Z_min – отметка минимального уровня, принимается по указаниям к формуле (1.12); f – площадь принятого бака, f = (D²/4).

Максимальное давление в баке Р_mах, кПа, определяется

. (1.19)

10. Проверяется гидростатический напор у приборов нижнего этажа:

H¹ = 0,1 P_max – Н_геом, (1.20)

где Н_геом – разница отметок приборов нижнего этажа и максимального уровня воды в баке. Если этот напор превышает 45 м, следует за счет увеличения диаметров уменьшить Н_l и соответственно Р_min и P_max.

11. Производится гидравлический расчет первой ветви, задачей которого является назначение экономичного диаметра участка сети от городского водопровода до гидропневматического бака в насосной станции, определение требуемого напора и марки насоса.

Этот участок сети работает в режиме насоса, т.е. проходящий по нему расход равен производительности насоса. Диаметр назначается по рекомендуемой скорости, потери напора , м, определяются по формуле (1.7).

Требуемый напор насоса Н_нас, м, определяется

, (1.21)

где Н_геом – разница отметок максимального уровня воды в гидропневматическом баке и трубопровода в наружной сети.

Марка насоса подбирается по основным характеристикам Н_нас и в соответствии с прил. 6.

Пример 2. Конструирование и расчет системы холодного водоснабжения при схеме с насосной станцией подкачки и гидропневматическим баком.

Исходные данные: здание согласно исходным данным в примере 1: система горячего водоснабжения – открытая, гарантированный напор в наружной сети – 20 м.

Рис. 1.16. Генеральный план (М 1 : 500)

Решение. Поскольку Н_гар< Н_тр, применяется схема водоснабжения с насосной станцией подкачки и гидропневматическим баком. На генеральном плане устанавливается место расположения этой станции (рис. 1.16), производится трассировка наружных трубопроводов.

Трассировка внутренних трубопроводов полностью соответствует примеру 1.

Разрабатываются план (рис. 1.13) и аксонометрическая схема трубопроводов насосной станции (рис. 1.14). При этом отметка пола насосной станции принята равной отметке земли – 50,00 м

Рис. 1.17. Схематичный план насосной станции: 1 – рабочий и резервный насосы (показан фундамент, всасывающий и напорный трубопроводы); 2 – гидропневматический бак

Рис. 1.18. Схема трубопроводов насосной станции

Отметка минимального уровня воды в баке назначена на 0,3 м выше пола – 50,3 м.

Гидравлический расчет участков между узлами 1 и 11 (по рис. 1.13) полностью соответствует примеру 1. Участок от узла 11 до узла 12 (бака в НС) рассчитывается дополнительно. Расход q_11-12 = q_10-11 = 0,51 л/с. Длина этого участка по строительным чертежам и генплану около 9,4 м; при назначенном диаметре 50 мм 1000i = 3,75 мм/м; V = 0,24 м/с; il = 0,04 м.

Тогда с учетом исключенного прежнего участка 11-12: = 5,48 – 0,03 +0,04 = 5,49 м. Общие потери напора во 2-й ветви вычисляют по формуле (4.5):

= (1 +0,3) 5,49 = 7,14 м.

Счетчик воды на вводе в здание также подбирается только для нужд холодного водоснабжения. По формуле (1.8)

м³/час.

Принят счетчик калибром 15 мм, S = 14,5 м/(л/с)², по формуле (1.10) = 14,5  0,51² = 3,77 м, что допустимо.

Счетчик воды на вводе в квартиру аналогично примеру 1 назначен калибром 15 мм с потерями напора 0,70 м.

Минимальное давление в гидропневматическом баке определяется по формуле (1.12):

= 10 ₍(63,40 – 50,3) + 7,14 + 3,77 + 0,70 + 2,00) = 267,1 кПа.

Часовая вероятность определена по формуле (1.16):

При числе приборов в здании N = 40 шт. и NP^с_hr =1,12, = 1,02.