МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект выполняют в соответствии с заданием на проектирование систем водоснабжения
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект выполняют в соответствии с заданием на проектирование систем водоснабжения, водоотведения и внутренних водостоков объекта.
В задании приводятся все необходимые для проектирования исходные данные: характеристика объекта, в котором будут проектировать перечисленные системы, характеристика городских сетей водопровода и водоотведения и дополнительные сведения.
В характеристике объекта проектирования указываются следующие основные данные: назначение зданий, их число, этажность, число секций, высота этажей, толщина перекрытий, высота технического подполья или подвала, высота чердака и тип кровли, отметка уровня первого этажа относительно планировки. Указывается особенность установленного санитарно-технического оборудования: водоразборных устройств, приемников сточных вод и т.п. Приводятся характеристики основных потребителей воды.
В характеристике городских сетей (наружных коммуникаций, к которым будут присоединять внутренний водопровод, канализацию и водосток) указывают: диаметры и уклоны трубопроводов, гарантийный напор, координаты существующих колодцев, их оборудование и заглубление. В задании приводятся дополнительные сведения о горячем водоснабжении, географическом местоположении объекта, о рельефе местности и т.п.
Проектирование ведется последовательно: сначала системы водоснабжения, а потом отвода бытовых стоков и дождевых вод. Вопросы трассировки и монтажа коммуникаций этих систем решаются во взаимной увязке.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Для обеспечения надежного снабжения водой всех потребителей при проектировании необходимо изучить задание и правильно выбрать систему водоснабжения. Детально изучают поэтажные планы и планы подвалов зданий, размещение водоразборных устройств и приемников сточных вод (санитарных приборов, установок, технологического оборудования). Уточняют генпланы участка, где размещены объект проектирования, коммуникации наружного водопровода и наружной канализации, здание центрального теплового пункта (ЦТП) или насосной станции.
Руководствуясь требованиями СНиП и специальными документами на проектирование данного объекта, режимами потребления и подачи воды на хозяйственно-питьевые, противопожарные и производственные (технологические) нужды, а также исходными данными задания на проектирование, выбирают наиболее экономичную и целесообразную в техническом отношении систему внутреннего водопровода. Если намечаются два варианта систем, то следует выполнить технико-экономические расчеты и выбрать вариант с наименьшими приведенными затратами.
При выборе системы водоснабжения полезно сделать анализ исходных данных с целью более полного использования гарантированного напора и определения недостающего напора для обеспечения подачи нормативного расхода воды всем потребителям, всем водоразборным устройствам. Для этого находят ориентировочный потребный напор Нсв = 10 + 4 (nэ - 1) для объекта (зданий), в зависимости от числа этажей nэ сравнивают его с гарантированным напором в наружной сети и определяют потребность в водонапорной повысительной установке.
Не следует забывать о целесообразности проектирования системы водоснабжения с зонными сетями, в которых нижняя зона создается для использования гарантированного напора, а верхняя — для подачи воды от насосной установки, в результате чего снижаются избыточные напоры, сокращаются непроизводительные расходы воды и утечки, экономится электроэнергия, но несколько увеличивается металлоемкость системы. Для снижения избыточных напоров в сетях внутреннего водопровода следует применять регуляторы давления и диафрагмирование (прил. 8).
При выборе системы водоснабжения очень важно правильно принять режим работы насосной установки и определить необходимость водонапорных баков. Повторнократковременный режим работы повысительных насосов позволяет отказаться от установки водонапорных баков, регулирующих объемы, что приводит к снижению капитальных затрат.
После выбора системы водоснабжения решают вопросы размещения необходимого оборудования: водомерного узла, повысительных насосов, регуляторов давления, водонапорных баков, в которых предусматривают запасной и регулирующий объемы воды. Намечают трассировку магистральных сетей внутреннего водопровода, начиная с ввода (и далее от ЦТП ко всем зданиям). Если объект состоит из нескольких зданий разной этажности, то намечается отдельно трассировка тупиковых и кольцевых магистральных сетей с учетом требований СНиП. При этом определяют диктующие здания, т.е. здания, для которых с учетом аварийных ситуаций требуемые напоры окажутся наибольшими.
Для снижения стоимости прокладки магистральных трубопроводов часть дворовых (внутриквартальных) сетей целесообразно размещать в подвалах зданий и в непроходных каналах-сцепках, которыми соединяют близко расположенные друг к другу здания.
Для диктующего здания намечают предполагаемый способ монтажа водопроводной сети с применением стальных оцинкованных труб россыпью, в монтажных шахтах, блоках или в санитарно-технических кабинах. На плане подвала, технического подполья или технического этажа, а также на поэтажных планах, намечают трассировку магистральных и распределительных трубопроводов, стояков, подводок к водоразборной арматуре с учетом их крепления и открытой или скрытой прокладки с привязкой их к абсолютным отметкам здания и генплана участка.
Трубопроводы внутри квартальной сети, проходящие в подвалах зданий, могут служить, одновременно, магистралями для внутренних водопроводных сетей, поэтому их прокладывают на кронштейнах, расположенных выше дверных проемов, а распределительные трубопроводы (стояки) присоединяют к ним, устанавливая запорную арматуру (вентили, задвижки). Запорную арматуру устанавливают также на входе и выходе магистралей из зданий, на вводах в квартиры, на ответвлениях от магистрали, на подводках к смывным бачкам, поливочным кранам на перемычках, которыми соединены стояки. Намечают участки трубопроводов, подлежащие тепловой изоляции.
Следующий этап проектирования — составление аксонометрической схемы водопроводной сети в диктующем здании и всего проектируемого объекта вплоть до мест присоединения вводов к наружному водопроводу. На схему указывают всю необходимую арматуру (водоразборную, запорную, предохранительную), поливочные и пожарные краны, водомерный узел, насосы, водонапорные баки и др. Особое внимание уделяют размещению водоразборных устройств на верхнем этаже, расположенных на самом большом расстоянии от места присоединения ввода. Среди этих водоразборных устройств определяют диктующее, которое имеет наибольший требуемый напор.
Аксонометрическую схему составляют в масштабе поэтажных планов 1:100 или 1:200 и подготавливают ее к гидравлическому расчету, т.е. определяют расчетное направление от диктующей расчетной точки до места присоединения ввода с разбивкой на расчетные участки, нумерацией узловых точек и определением длин расчетных участков. При составлении аксонометрической схемы сети следует стремиться к наименьшей протяженности трубопроводов, а сеть трубопроводов должна быть смонтирована так, чтобы ее легко можно было демонтировать.
Особое внимание уделяют кольцеванию пожарных стояков и соединению их с ближайшими водоразборными стояками, обеспечивающему циркуляцию воды в пожарных стояках. При соединении водоразборных стояков поверху перемычками создается более равномерное распределение воды между стояками при неравномерной их нагрузке. При этом особенно целесообразно принимать трубопроводы одного диаметра по всей высоте стояков: например, для зданий до 12 этажей диаметр стояков можно принять 25 мм, а до 16 этажей — 32 мм.
Пожарные стояки размещают в лестничных клетках, коридорах, вестибюлях, в легко доступных местах. На каждом этаже предусматривают пожарные краны, число которых определяют в соответствии со СНиП, учитывая их радиус действия, т.е. принятую длину шланга и длину компактной струи.
Поливочные краны для поливки зеленых насаждений вокруг зданий присоединяют к внутренним сетям водопровода через 60 м по периметру здания. Их размещают в нишах с наружной стороны здания на высоте 0,35 м над отмосткой здания или в коверах.
Все стояки на аксонометрической схеме, на поэтажных планах и планах подвалов должны быть пронумерованы: СтВ1-1; СтВ1-2 и т.д.
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Для расчета и подбора элементов внутреннего водопровода (водопроводной сети, вводов, водомерных узлов с водосчетчиками, насосных повысительных установок, водонапорных баков) сначала определяют расчетные расходы воды (секундные, часовые, суточные). Пользуясь рекомендациями СНиП, определяют нормативные расходы воды q0,hr, л/ч (часовые) и qT, л/сут (суточные) для всех потребителей, а также нормативные расходы воды q0 л/с, всеми водоразборными устройствами, установленными на проектируемом объекте (см. прил. 1; 2). Эти исходные данные сводят в следующую таблицу:
| Наименование | Число | Расход воды | Рабочий напор Нр, м | |||||
| Секундный, л/с | Часовой, л/ч | Суточный, л/сут | ||||||
общий  , л/с
| холодной воды
 , л/с
| общий  , л/с
| холодной воды
 , л/с
| общий  , л/с
| холодной воды  , л/с
| |||
| Потребители воды | ||||||||
| Жители и др. | u | - | - | 15,6 | 5,6 | - | ||
| Водоразборные устройства | ||||||||
| Смесители: | ||||||||
| умывальников | N1 | 0,1 | 0,07 | - | - | |||
| ванн | N2 | 0,3 | 0,2 | - | - | |||
| моек | N3 | 0,2 | 0,14 | - | - | |||
| Поплавковые краны и др. | N4 | 0,1 | 0,1 | - | - |
Затем выбирают водоразборные устройства с наибольшим секундным расходом воды , л/с и , число которых превышает 10 % общего числа установленных на объекте (приложения 1 и 2). Пользуясь формулами 
и 
, определяют вероятность действия водоразборных устройств Робщ и расчетный общий расход воды на вводе , учитывая нормативные расходы воды = 0,3 л/с (прил. 4). Общее число водоразборных устройств определяют как 
или как 
где Nкв - число водоразборных устройств в одной квартире;
пкв - число квартир.
Общее число водопотребителей u, например, в жилых зданиях определяют по средней заселенности u0, чел/кв, или по санитарной норме площади на одного человека по формуле 
.
Расчетные расходы воды на участках сети холодного водоснабжения вычисляют при норме потребления и подачи водоразборной арматурой холодной воды .
Если на объекте разные водопотребители и разнотипные водоразборные устройства, то вероятность Р и нормативные расходы q0 определяют как средневзвешенные значения по формулам 
и 
. Часовые расходы воды вычисляют по формулам 
и 
в сетях холодного водопровода при qchr (например, для смесителя ванны 100 л/ч) и на вводе при (с учетом горячей воды для смесителя ванны 300 л/ч).
Для гидравлического расчета участков трубопроводов водопроводной сети на пропуск расчетных расходов воды рекомендуется составлять таблицы по формам А и Б. Удельные потери напора i определяют по таблицам Ф.А. Шевелева (см. прил. 6) при скоростях движения воды не более 1,5 м/с в магистралях и стояках и 2,5 м/с в подводках. Расчетные расходы воды на участках вычисляют по вероятности действия водоразборных устройств для всего объекта, а значения б = ƒ(NP) — по СНиП (см. также приложения 3 и 4). Итогом расчета (форма А) является определение суммарных потерь напора по длине всего расчетного направления от диктующей расчетной точки 1 до точки присоединения ввода.
Потери напора на местные сопротивления принимают как часть потерь по длине (от 10 до 30 % в зависимости от назначения водопровода); например, для объединенного хозяйственно-питьевого противопожарного водопровода 20 %, т.е. hм.с. = 0,2hl. Для определения требуемого напора Hтр необходимо вычислить геометрическую высоту подъема воды от отметки колодца, где присоединен ввод, до отметки диктующей расчетной точки, принять рабочий напор у диктующего водоразборного устройства Hf= 5 м (как пример) и потери напора в водомерном узле, которые вычисляют после подбора водосчетчика. Следует помнить, что диктующее водоразборное устройство должно иметь наибольший требуемый напор в сравнении с другими водоразборными устройствами.
Подбор водосчетчика производят таким образом, чтобы его эксплуатационный часовой расход соответствовал 4 % среднего суточного общего расхода воды, поступающей из ввода (с учетом потребности на горячее водоснабжение).
По табл. 1 принимают водосчетчик определенного калибра и гидравлического сопротивления SCЧ. Водосчетчик подбирают таким образом, чтобы потери напора в нем не превышали допустимых (2,5 м для крыльчатых и 1,0 м для турбинных). Затем требуемый напор сравнивают с гарантированным и определяют недостающий напор, который могут обеспечить повысительные насосы.
Таблица 1. Данные для подбора скоростных счетчиков воды
Повысительные насосы (рабочие и резервные) для подачи воды на нужды холодного и горячего водоснабжения подбирают по общему расчетному расходу воды 
, м3/ч, и недостающему напору Нн, пользуясь каталогом насосов и прил. 7. После выбора марки насоса с определенными характеристиками рекомендуется провести проверку по «рабочей точке», которую находят графически на пересечении кривой характеристики насоса qhr – Н и кривой характеристики сети h = f(Sq2), где S - общее сопротивление в трубах сети внутреннего водопровода от насоса до диктующего водоразборного устройства. Характеристику сети строят, начиная с ординаты Н =Н0+Нр-Н
.
Подача насоса должна быть не менее максимального часового расхода воды для системы внутреннего водопровода при наличии водонапорного бака и не менее максимального секундного расчетного расхода воды при отсутствии бака. Режим работы насоса выбирают во взаимодействии с водонапорными баками.
После гидравлического расчета водопроводной сети выполняют проверочный расчет на пропуск пожарного расхода воды (форма Б). При этом очень важно определить расчетный секундный расход воды qр.п=qр+q’п. Расход воды на пожаротушение (минимальный) определяется как qп = nстqоп, а фактический расход q’п = = f(SK; dсп), т.е. расчетная производительность пожарных струй зависит от необходимого радиуса действия компактной части струи и диаметра спрыска наконечника пожарного ствола (см. прил. 5). Рабочий напор у пожарного крана следует определять с учетом принятой длины непрорезиненных рукавов, расчетной производительности пожарных струй и диаметра спрыска наконечника пожарного ствола.
Форма А
Гидравлический расчет водопроводной сети
Форма Б
Расчет хозяйственно-противопожарной водопроводной сети
При вычерчивании поэтажных планов и аксонометрической схемы наносят все данные: отметки, длины, диаметры труб, арматуру, технические характеристики… В пояснительной записке к проекту внутреннего водопровода приводятся описание…ОБЪЕМ, СОСТАВ И ПРИМЕРЫ ОФОРМЛЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
В состав курсового проекта входят расчетно-пояснительная записка и графический материал, выполненный на одном-двух листах формата А1.
В расчетно-пояснительной записке подробно описывают задание с обоснованием принятой схемы. Дается описание схемы, применяемых материалов труб, способов соединения, особенностей трассировки, прокладки, крепления труб. Приводится описание отдельных элементов запроектированных устройств и оборудования.
В записке приводятся все необходимые расчетные данные (таблицы, формулы), расчетные схемы, дают ссылки на нормативные материалы, литературу, использованные при проектировании. Графический материал размещают компактно, комплектуя отдельные элементы по принципу взаимной увязки. Например, продольные профили подземных коммуникаций размещают под генпланом участка, а план подвала здания – под поэтажным планом.
Графический материал включает:
генплан участка в масштабе 1 : 500 или 1 : 100. Ha рис. 3 показан фрагмент оформления, где нанесены сети водопровода В1 и водоотведения К1, колодцы, координатные оси для привязки, горизонтали через 0,5 м, диаметры, уклоны, координаты отдельных элементов генплана;
профиль внутриквартальной водоотводящей (канализационной) сети в масштабах генплана участка 1 : 500 или 1 : 1000 (горизонтальный) и 1 :1000 (вертикальный). На рис. 4 показан фрагмент оформления продольного профиля системы водоотведения от диктующего колодца 1 с наименьшим заглублением до городского колодца 5 с перепадом в контрольном колодце 4. Особо отражают места пересечения с другими коммуникациями и тщательно оформляют расчетную таблицу;
планы здания (типового этажа, подвала или технического подполья) с сетями водопровода, отвода сточных вод, водостока и санитарно-технического оборудования в масштабе 1 : 100 или 1 : 200 (рис. 5); на отдельных участках сети наносят арматуру, диаметры, уклоны, длины;
аксонометрическую схему внутреннего водопровода В1 в масштабе 1 : 100 ( рис. 6). На схеме указывают диаметры отдельных участков, отметки, арматуру, водопроводный ввод, поливочные краны;
аксонометрическую схему К1 или разрез водоотводящей сети на диктующий выпуск (с минимальным заглублением) (рис. 7).
Рис. 3 Фрагмент оформления генплана участка (М 1 : 500)
Рис. 4 Профиль дворовой водоотводящей сети (масштабы МГ 1 : 500, МВ 1 : 100)
Рис. 5 Фрагмент оформления поэтажного плана подвала здания (М 1 : 100)
Рис. 6 Аксонометрическая схема объединенного хозяйственно-питьевого и противопожарного водопроводов (фрагмент) (М 1 : 100)
Рис. 7 Аксонометрическая схема водоотводящей (канализационной) сети (фрагмент) (М 1 : 100)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. НОРМАТИВНЫЕ РАСХОДЫ ВОДЫ И СТОКОВ ДЛЯ САНИТАРНЫХ ПРИБОРОВ
| Санитарные приборы | Секундный расход воды, л/с | Часовой расход воды, л/с | Рабочий (свобод-ный) напор Hƒ, м | Расход стоков q0s, л/с | Диаметры условного прохода, мм | |||||
| общий q0tot, л/с | холодной qc0 | горячей q0h | общий q0tot, л/с | холодной qc0 | горячей q0h | подводки | отвода | |||
| Умывальник, раковина с краном | 0,1 | 0,1 | - | - | 0,15 | |||||
| То же, со смесителем | 0,12 | 0,09 | 0,09 | 0,15 | ||||||
| Мойка со смесителем | 0,12 | 0,09 | 0,09 | 0,6 | ||||||
| Ванна с общим смесителем | 0,25 | 0,18 | 0,18 | 0,8 | ||||||
| Душевая кабина | 0,12 | 0,09 | 0,09 | 0,6 | ||||||
| Душ со смесителем | 0,2 | 0,14 | 0,14 | 0,2 | ||||||
| Гигиенический душ | 0,08 | 0,05 | 0,05 | 0,15 | ||||||
| Колонка в мыльне | 0,4 | 0,4 | - | 0,4 | - | |||||
| Унитаз с бачком | 0,1 | 0,1 | - | - | 1,6 | |||||
| Унитаз с краном | 1,4 | 1,4 | - | - | 1,4 | - | ||||
| Писсуар | 0,035 | 0,035 | - | 36. | - | 0,1 | ||||
| Питьевой фонтанчик | 0,04 | 0,04 | - | - | 0,05 | |||||
| Поливочный кран | 0,3 | 0,2 | - | 0,3 | - | |||||
| Трап 50 мм | - | - | - | - | - | - | - | 0,7 | - | |
| Трал 100 мм | - | - | - | - | - | - | - | 2,1 | - |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. НАПОР И РАСХОД ВОДЫ ДЛЯ ПОЖАРНЫХ КРАНОВ ДИАМЕТРОМ 50 мм
| Высота поме-щения или ком-пакт-ной струи, м | Диаметр спрыска наконечника пожарного ствола, мм | |||||||||||
| Рас- ход струи, | Натюр, у крана с д| иной рукава, м | Рас- ход струи, | Н тор, у кра та с Д| иной р кава. м | Рас- ход струи, | Напор, у крана с w иной рукава, у | |||||||
| - | - | - | - | 2,6 | 9,2 | 9,6 | 3,4 | 8,8 | 9,6 | 10,4 | ||
| - | - | - | - | 2,9 | 12,5 | 4,1 | 12,9 | 13,8 | 14,8 | |||
| - | - | - | - | 3,3 | 15,1 | 15,7 | 16,4 | 4,6 | 17,3 | 18,5 | ||
| 2,6 | 20,2 | 20,6 | 3,7 | 19,2 | 19,6 | 5,2 | 20,6 | 22,3 | ||||
| 2,8 | 23,6 | 24,1 | 24,5 | 4,2 | 24,8 | 25,5 | 26,3 | - | - | - | - | |
| 3,2 | 31,6 | 32,2 | 32,8 | 4,6 | 29,3 | 31,8 | - | - | - | - |
Примечания. 1. Напоры и расходы для пожарных кранов 65 мм приведены в табл. 3 СНиП 2.04.01—85*. 2. Напоры и расходы воды определены для непрорезиненных рукавов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абрамов Н.Н., Поспелова М.М., Сомов М.А.Расчет водопроводных сетей. — М.: Стройиздат, 1983.
Инженерное оборудование зданий и сооружений: Энциклопедия. — М.: Стройиздат, 1994.
Калицун В.И., Кедров B.C., Ласков Ю.М.Гидравлика, водоснабжение и канализация. — М.: Стройиздат, 2000.
Кедров В.С., Ловцов Е.Н. Санитарно-техническое оборудование зданий — М: Стройиздат, 1989.
Кедров B.C. Санитарно-техническое оборудование зданий.— М,: Высш. школа, 1974.
Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. — М.: Стройиздат, 2000.
Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. — М.: Стройиздат, 1995.
Санитарные правила и нормы 21.2.568—96.— М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1977.
Санитарные правила и нормы 2.1.4.559—96.— М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1996.
Сомов М.Л.Водопроводные сети и сооружения. — М.: Стройиздат, 1988.
Трегубенко Н.С. Водоснабжение и водоотведение. — М.: Высш. школа, 1989.
Храменков С.В., Орлов В.А., Харькин В.А. Оптимизация восстановления водоотводящих сетей. — М.: Стройиздат, 2002.
Храменков С.В., Примин О.Г., Орлов В.А. Бестраншейные методы восстановлении водопроводных и водоотводящих сетей. — М.: ТИМР, 2000.