4.13.5. Расчет систем водоснабжения.

В зависимости от напора водонапорные сети предприятий различают:

• низконапорные сети (величина напора менее 30 м);

• средненапорные сети (величина напора 40 — 100 м);

• высоконапорные сети (величина напора более 100 м).

Для создания средних и высоких напоров используют насосные станции второго, третьего и выше подъемов. Подача воды осуществляется по магистральным и кольцевым схемам. Магистральные схема применяются для подачи воды от НС последнего подъема в районы потребления воды (цех, промышленный район).

Для подачи воды непосредственно потребителю используют трубы небольшого диаметра. Расчет диаметров трубопроводов у потребителей не производится, проводится расчет только магистральных линий. Правильный выбор диаметра трубопроводов необходим для:

• обеспечения пропускной способности;

• создания необходимого располагаемого напора у потребителей.

Эти задачи решаются с помощью гидравлического расчета. Исходя из начальных условий, возможны три варианта проведения расчетов:

— при заданных расходах длинных участков и потерях напора определить необходимый диаметр трубопровода;

• при заданных длинах, диаметров трубопроводов и потерях в сети определить суммарный расход воды;

• при заданных длинах, диаметрах и расходах определить потери напора по участкам.

Наиболее часто встречающейся задачей является определение диаметра трубопровода на участке. В общем случае он определяется по формуле:

,

где Q — количество воды потребляемой предприятием,

V — скорость течения воды.

Зависимость между Q и V выражается формулой:

,

где F — площадь поперечного сечения.

Обычно скорость течения воды задается, при этом исходя из экономических соображений при расчетах применяется экономическая скорость, которая определяется из следующих условий:

если d <300 мм, то V = 0,8 — 0,9 м/с

если d мм, то V = 0,8 — 0,9 м/с

если d > 1000 мм, то V = 0,8 — 0,9 м/с

Вторым параметром, имеющим важное значение для расчета трубопроводов, являются гидравлические потери:

• линейные (по длине труб);

• местные.

Для протяженных и разветвленных ветвей местные потери имеют небольшие значения и при расчетах принимаются 5 — 10 % от линейных.

Для расчета внутренних коммуникаций и сетей малой протяженности потери рассчитываются по формуле:

Для квадратичной области течения используют первую и вторую водопроводную формулу:

1)

2)

Для упрощенных расчетов разработаны таблицы и монограммы.

Водопроводы и водопроводные сети выполняются из металлических и не металлических материалов:

при P от 10 до 16 атм — чугунные трубы;

при P до 10 атм — стальные трубы.

В местных сетях небольшого давления и протяженности используют асбестно–цементные, железобетонные и пластмассовые трубы.

Основные расчетные зависимости Расчетные расходы воды

Для выполнения расчетов системы водоснабжения необходимо знать расчетные расходы воды в течение суток. В общем случае объем суточного водопотребления складывается из расходов воды:

• на хозяйственно-питьевые нужды;

• на поливку зеленых насаждений и усовершенствованных покрытий улиц;

• на производственно-технические цели;

• на пожаротушение.

Водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды населения зависит от степени благоустройства жилой застройки, климата и условий снабжения зданий горячей водой. Этот расход воды определяется по норме водопотребления, которая представляет собой расход (объем) воды, потребляемый одним жителем в сутки в среднем за год.

Величина нормы водопотребления может быть определена по СНиП см. таблица 1.

Среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется по формуле:

, м³/сут (1)

где - норма водопотребления, л/сут×чел

- расчетное число жителей, принимается в соответствии с проектом планировки города или поселка.

Расчетный расход воды за сутки наибольшего и наименьшего водопотребления определяются по формулам:

, м³/сут (2)

, м³/сут (3)

Коэффициенты суточной неравномерности учитывают уклад жизни населения, климатические условия и связанные с ним изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, а также режим работы коммунально-бытовых предприятий.

Нормы проектирования рекомендуют принимать =1.1 – 1.3,

= 0.7 – 0.9.

Часовые расходы воды в сутки максимального и минимального водопотребления определяются по формулам:

, м³/ч (4)

, м³/ч (5)

(6)

Коэффициенты часовой неравномерности определяются из выражений:

, (7)

, (8)

Значение коэффициентов a зависит от степени благоустройства, режима работы коммунальных предприятий и других местных условий. Рекомендуется принимать

=1.2 – 1.4, = 0.4 – 0.6.

Коэффициенты b, отражающие влияние численности населения рекомендуется принимать по таблице 2.

Таблица 1

Коэффициент	Число жителей в тыс. чел.
	1	1.5	2.5	4	6	10	20	50	100	300	Более 1000
bmax	2	1.8	1.6	1.5	1.4	1.3	1.2	1.15	1.1	1.05	1
bmin	0.1	0.1	0.1	0.2	0.25	0.4	0.5	0.6	0.7	0.83	1

Продолжительность периода водопотребления среднего часового расхода принимается равной 9–10 часов.

Продолжительность периода потребления наибольшего часового расхода вычисляется по формуле

(9)

Тогда оставшийся от суток промежуток времени будет соответствовать продолжительности потребления наименьшего часового расхода воды

(10)

Рекомендуется дробные значения и округлять до целых и вносить соответствующие коррективы в полученные ранее величины , , с тем, чтобы строго соблюдалось следующее балансовое соотношение

(11)

Исходя из основных режимов водопотребления, можно построить график почасового распределения воды в сутки наибольшего водопотребления, при этом расчетные часовые расходы воды указываются в % от .