4. Конструирование внутреннего водопровода

При простой схеме водоснабжения здания на генеральном плане производится трассировка ввода по кратчайшему расстоянию от наружной водопроводной сети до здания. План этажа здания представлен на рис. 1.1. При необходимости установки насосов подкачки намечается место расположения ЦТП и трассируются вводы в здания микрорайона.

На вводах обычно используются напорные чугунные трубы, прокладываемые ниже глубины промерзания в данной местности. Трубопровод должен иметь уклон не менее 0,002 в сторону городской сети. Пересечение вводом стен подвала делается под прямым углом, и для защиты от возможной просадки над трубой в стене устраивается зазор 0,2 м, заделываемый эластичными водонепроницаемыми материалами.

Для контроля за водопотреблением на вводе у наружной стены устанавливается счетчик воды. Он должен быть размещен на горизонтальном участке циферблатом вверх на высоте, обеспечивающей легкий доступ к нему. Водосчетчики устанавливают в водомерных узлах (рис. 4.1), в состав которых входят вентили, контрольно-спускной кран, манометр, обводная линия. В зданиях, имеющих 2 и более вводов, каждый из них оборудуется водомерным узлом, причем обводные линии не предусматриваются. При несовпадении диаметра ввода и калибра водосчетчика, до и после водосчетчика, дополнительно предусматриваются переходники. Чтобы не происходило увеличения погрешности из-за искажения потока, до счетчика воды устраивается прямой участок длиной не менее 5 условных диаметров счетчика, а после него – не менее одного условного диаметра.

Рис. 4.1. Схема водомерного узла: 1 – счетчик воды; 2 – вентиль; 3 – контрольно-спускной кран; 4 – обводная линия; 5 – манометр; 6 – переходник

Разводящие трубопроводы в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения делаются тупиковыми, прокладываются в подвалах, технических подпольях (рис. 4.2), а при отсутствии их – в подпольных каналах первого этажа. Эти трубопроводы обычно размещаются вдоль стен и монтируются с уклоном не менее 0,002 в сторону ввода.

Рис. 4.2. Способы прокладки разводящих трубопроводов в подвале здания: 1 – на подвеске; 2 – на консольных опорах; 3 – на столбчатых фундаментах

Стояки в жилых зданиях прокладывают открыто в штробах или по стенам и перегородкам туалетов, ванных и кухонь. Подводки к приборам монтируются открыто на высоте 0,2 – 0,4м от уровня пола. На вводе в каждую квартиру устанавливается счетчик воды.

Для всех сетей внутреннего водопровода используются стальные трубы с внутренним и наружным защитным покрытием от коррозии (оцинкованные) либо пластмассовые трубы.

Запорная арматура (вентили или задвижки) предусматривается на вводе в здание (в рамках водомерного узла), у основания стояков в зданиях высотой 3 этажа и более, на ответвлениях в каждую квартиру.

На основании принятых конструктивных решений строится аксонометрическая схема внутреннего водопровода с указанием всех трубопроводов, оборудования и арматуры.

5. Гидравлический расчет внутреннего водопровода при простой схеме водоснабжения

Задачей расчета является подбор таких диаметров трубопроводов, при которых обеспечивается нормальная работа всех санитарно-технических приборов и максимально используется гарантийный напор в наружной водопроводной сети Н_гар. В качестве расчетной схемы используется аксонометрическая схема внутреннего водопровода.

Расчет рекомендуется выполнять в следующем порядке:

1. На расчетной схеме выбирается диктующий (наиболее удаленный от ввода и высоко расположенный) санитарно-технический прибор, выделяются и нумеруются участки расчетной ветви от этого прибора до точки присоединения ввода к наружной сети, границами которых являются точки разветвления потоков.

2. Определяется вероятность действия санитарно-технических приборов в здании Р^С

,              (5.1)

где – норма расхода холодной воды (л) потребителем в час наибольшего потребления, для жилых зданий = 5,6 л/час; U – число потребителей (жителей) в здании, назначается в соответствии с количеством и планировкой квартир; – расход холодной воды, л/с (санитарно-техническим прибором, для приборов, обычно используемых в жилых зданиях = 0,18 л/с); N – число санитарно-технических приборов в здании.

3. Определяются расчетные расходы на всех участках расчетной ветви q^C, л/с:

,                                     (5.2)

где – коэффициент, определяемый по прил. 1 в соответствии с произведением NP^C для каждого участка, при этом N – количество санитарно-технических приборов, снабжаемых водой по этому участку.

Следует иметь в виду, что в зданиях с закрытой системой горячего водоснабжения ввод и водомер обслуживают и холодный и горячий водопровод и рассчитываются на пропуск общего расхода воды q^tot, л/с,

                          ,                           (5.3)

где = 0,25 л/с, а – определяется в соответствии с общей вероятностью Р^tot:

                 ,                          (5.4)

где = 15,6 л/час.

4. Назначаются диаметры трубопроводов на участках расчетной ветви, и по таблицам для гидравлического расчета (прил. 2) определяются скорости V и гидравлические уклоны 1000i. При этом следует ориентироваться на экономичные скорости от 0,7 до 1,5 м/с, но не более 3 м/с и предусматривать постоянные диаметры на всем стояке, на всей магистрали. Обычно назначаются: на подводках к приборам – 15 мм, стояк – 20–25 мм, магистраль – 25–40 мм, ввод – 50 мм.

5. Определяются потери напора на отдельных участках и во всей расчетной ветви Н_l, м:

Н_l = (1+k₁)∑(il),                               (5.5)

где k_l – коэффициент, учитывающий местные потери напора, для хозяйственно-питьевых водопроводов k_l = 0,3; il – потери напора по длине на участках, l – длина соответствующих участков, м.

6. Производится подбор марки и калибра (диаметра условного прохода) счетчика воды на вводе в здание. В жилых зданиях обычно используются счетчики типа ВСКМ (водосчетчик “сухоход” крыльчатый, многоструйный). Для выбранного калибра эксплуатационный расход (прил. 3) должен быть больше среднего часового расхода воды q_т, м³/час, определенного при открытой (независимой) системе горячего водоснабжения:

                  ,                              (5.6)

для зданий с закрытой системой горячего водоснабжения:

                                ,                              (5.7)

где , – соответственно норма расхода холодной воды и общего расхода (л) потребителем в сутки: для жилых зданий – 180 л/чел.; – 300 л/чел.

Счетчик с принятым диаметром условного прохода проверяется на пропуск расчетного максимального секундного расхода воды, при этом потери напора в крыльчатых счетчиках Н_вод,зд не должны превышать 5м:

H_вод.зд= Sq² ,                                 (5.8)

где S – гидравлическое сопротивление счетчика, м/(л/с)², принимается по прил. 3; q – расчетный расход (по данным гидравлического расчета на участке ввода, где установлен счетчик), л/с.

Если потери напора превышают допустимые, назначается и проверяется больший калибр счетчика.

7. Без подбора назначается минимальный калибр счетчика 15мм на вводе в квартиру, и по формуле (5.8) определяются потери напора в нем Н_вод.кв, м.

8. Определяется уточненный требуемый напор для рассчитываемого здания Н_тр, м:

H_тр = H_геом+ H₁+ H_вод.зд+ H_вод.кв+ H_св ,                (5.9)

где Н_геом – геометрическая высота подачи воды от трубопровода городской сети до диктующего санитарно-технического прибора, м; H_св – свободный напор, м, диктующего санитарно-технического прибора, необходимый для его нормальной работы, принимается по прил. 4.

В результате расчета требуемый напор Н_тр должен быть меньше гарантированного напора Н_гар. Запас напора (разница между Н_тр и Н_гар) может составлять до 5м.

Если это требование не выполняется, необходимо скорректировать диаметры и соответственно потери напора на вводе и разводящей сети.

Пример 1.

Выбор, конструирование и расчет системы холодного водоснабжения при простой схеме.

Исходные данные: отдельно стоящее жилое пятиэтажное здание, высота этажа от пола до пола – 2,8 м; высота подвала от пола до потолка – 2,2 м; план этажа и подвала показаны на рис. 4.1 и 4.2 соответственно; генеральный план участка приведен на рис. 4.3. Гарантированный напор в наружной водопроводной сети Н_гар = 30 м. Система горячего водоснабжения – закрытая. Район строительства – г. Волгодонск. Глубина заложения наружной водопроводной сети – 3 м.

Рис. 5.1. План 1 этажа в примере

Рис. 5.2. План подвала в примере

Рис. 5.3. Генеральный план участка в примере

Решение.

Для выбора системы водоснабжения по формуле (3.1) определяется предварительное значение напора, требуемого для водоснабжения здания, Н_тр = 10+4 (5–1) = 26 м.

Так как Н_гар > Н_тр, применяется простая схема водоснабжения.

Гидростатический напор у приборов первого этажа не определяется, так как при напоре в наружной сети 30 м он не может превышать предельные 45 м.

На генеральном плане (рис. 5.3) произведена трассировка ввода и предусмотрено использование чугунных напорных труб с уклоном 0,002 в сторону наружной сети. В колодце в начале ввода устанавливается задвижка. Глубина заложения назначена, как для наружной сети – 3 м.

В подвале у наружной стены предусмотрен водомерный узел, включающий водомер типа ВСКМ и обводную линию. Водомер размещается на 1 м выше пола подвала.

Разводящие трубопроводы выполняются из стальных оцинкованных труб и прокладываются в подвале вдоль несущих стен на консольных опорах на высоте 1,8 м от пола подвала.

Стояки прокладываются открыто в туалетах. Ответвления в квартирах выполняются на высоте 0,7 м от пола, на ответвлениях устанавливают счетчики воды без обводных линий. Дальнейшая разводка по квартире производится на высоте 0,24 м от пола. Предусмотрен общий смеситель на ванну и умывальник.

По результатам конструирования построена аксонометрическая схема холодного водопровода (рис. 5.4).

Рис. 4.4. Аксонометрическая схема холодного водопровода

На схеме определен диктующий санитарно-технический прибор – мойка на 5–м этаже наиболее удаленного от ввода стояка, выделены и пронумерованы узлы расчетной ветви. При этом назначены точки 4 и 9, в которых расход не изменяется, но возможно изменение диаметра.

Определены отметки относительно первого этажа: отметки ввода в здание (- 3,30), магистрального трубопровода (- 0,90), пола верхнего этажа (+ 11,20), разводки трубопровода по квартире на верхнего этажа (+ 11,90), подводок к приборам (+ 11,40), приборов (+ 12,20).

Исходя из планировки квартир, количество жителей в одной квартире – 4 человека. Общее количество жителей в здании – 40 человек. Общее количество санитарно-технических приборов (мойка, умывальник, ванна, унитаз) – 40 шт. По прил. 4 и 5 = 5,6 л/час и наибольшее значение = 0,18 л/с. По формуле (5.1)

.

Для участков 1–11 определено: число обслуживаемых санитарно- технических приборов N, произведение N P^c , α – по прил. 1; q^c – по формуле (5.2). Для участка 11–12 по формулам (5.4) и (5.3) определены:

NP = 0,017×40 = 0,68; α = 0,79;

Длины участков между узлами 1–11 определены по строительным чертежам, участка 11–12 – по строительным чертежам и генплану. Результаты расчета сведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода.

Участок	Длина участка L, м	Число приборов N, шт.	N Pc	Коэффициент ά	Расчетный расход qc,л/с	Диаметр d, мм	Скорость ν , м/с	Гидравлический уклон 1000i, мм/м	Потери напора iL, м
1-2	1,96	1	0,0086	0,2	0,18	15	1,08	324	0,64
2-3	1,1	3	0,0258	0,228	0,21	15	1,24	405	0,44
3-4	1,66	4	0,0344	0,245	0,22	15	1,30	450	0,75
4-5	2,8	4	0,0344	0,245	0,22	20	0,68	89	0,25
5-6	2,8	8	0,0688	0,302	0,27	20	0,84	129	0,36
6-7	2,8	12	0,1032	0,346	0,31	20	0,97	165	0,46
7-8	2,8	16	0,1376	0,385	0,35	20	1,09	210	0,59
8-9	2	20	0,172	0,422	0,38	20	1,19	243	0,49
9-10	3,7	20	0,172	0,422	0,38	25	0,71	67	0,25
10-11	4	40	0,344	0,564	0,51	25	0,95	115	0,46
11-12	14,6	40	0,68	0,79	0,99	50	0,47	12,9	0,19

По формуле (5.5): H_l, =(1+0,3) 4,88 = 6,34 м.

Для подбора счетчика воды в здании по формуле (5.7):

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

По формуле (5.8) производится проверка потерь напора: Н_вод.зд = 14,5 · 0,99² = 14,2 м, что превышает допустимое значение. Методом подбора находится калибр счетчика, для которого потери напора не превысят 5м. Это калибр 25 мм, S = 2,64 м/(л/с)², Н_вод.зд = 2,64 · 0,99² = 2,59 м

Счетчик воды на вводе в квартиру назначается калибром 15мм 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. Или с учетом того, что относительной отметке 0,000 соответствует абсолютная отметка 51,20, абсолютная отметка диктующего прибора 12,20 + 51,20 = 63,40 м.

Отметка земли в точке присоединения ввода к наружной сети – 50,40 м; глубина заложения водопровода – 3,00 м.

Абсолютная отметка трубопровода наружной сети

50,40 – 3,00 = 47,40 м.

Геометрическая высота подачи воды

H_геом = 63,40 – 47,40 = 16,00 м.

По формуле (5.9):

H_тр = 16,00 + 6,34 + 2,59 + 0,70 + 2,00 = 27,63 м

Результат показывает, что при гарантируемом напоре 30,00 м требуемый напор – 27,63 м, т.е. запроектированная система водоснабжения работоспособна.