Задача 1. Определение расчётных расходов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

А. Ю. Плавич

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ

Учебно–методическое пособие на выполнение контрольной работы

для студентов бакалавриата по направлению подготовки

08.03.01 - Строительство

Калининград

Издательство ФГБОУ ВПО «КГТУ»

УДК 697.443.001.63 (035.5)

Рецензент

доктор технических наук, профессор кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»

А. А. Герасимов

Плавич, А. Ю.

Водоснабжение и водоотведение. Учебно–методическое пособие на выполнение контрольной работы бакалавриата по направлению подготовки 08.03.01 - Строительство / А. Ю. Плавич. – Калининград: Издательство ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2015. – ____ с.

Изложена методика расчёта внутренних сетей и некоторого оборудования водоснабжения и водоотведения многоквартирного жилого дома.

Пособие предназначено для студентов бакалавриата по направлению подготовки 08.03.01 - Строительство при выполнении ими расчётно-графической работы по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение».

Ил. 12, список лит. – 13 наименований

Учебно-методическое пособие рассмотрено и одобрено кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет» ________________ г., протокол № ___

Учебно-методическое пособие рекомендовано к изданию учебно-методическим советом строительного факультета ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет» ____________г., протокол № ____

УДК 697.443.001.63 (035.5)

© Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Калининградский государственный

технический университет», 2015 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1.	Задание, требования к результатам…………………………..
2.	Методические указания к выполнению..…………………….
2.1.	Задача 1. Определение расчётных расходов………………..
2.2.	Задача 2. Подбор счётчика воды…………..…………………
2.3.	Задача 3. Определение напора перед внутренним пожарным краном …………………………..…………..…………………
2.4.	Задача 4. Определение потерь напора в трубопроводе……
2.5.	Задача 5. Исследование зависимости характеристик центробежного насоса при работе на трубопровод ………..
2.6.	Определение ёмкости водонапорного бака……………..…..
2.7.	Расчёт внутренних водостоков……………………………….
	Литература……………………………………………………..
	Приложение 1………………………………………………….
	Приложение 2………………………………………………….
	Приложение 3………………………………………………….
	Приложение 4………………………………………………….
	Приложение 5………………………………………………….

ЗАДАНИЕ, ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ

В рамках данной работы необходимо произвести расчёт элементов системы холодного водоснабжения и канализации (водоотведения) многоквартирного жилого дома.

Работа состоит из расчетно-пояснительной записки, содержащей следующее:

- титульный лист;

- задание и исходные данные;

- выполнения расчётов по персональным вариантам и представленной методике; номер варианта выбирается как сумма двух последних цифр номера зачётной книжки;

- список использованной литературы.

Графическая часть выполняется в виде сопроводительных рисунков в самой пояснительной записке.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

Вышеуказанные расчёты выполняются в представленной последовательности.

Для выполнения расчётов необходимо наличие нормативной и справочной литературы, представленной в соответствующем разделе учебно-методического пособия. Электронный вариант всей литературы студенты могут получить у преподавателя.

Задача 1. Определение расчётных расходов.

Для расчета принят 5 этажный многоквартирный дом, расположенный во 2 строительно-климатическом районе (см. Прил.3); (2 секции; n = 30 квартир; 3,5 чел в квартире; U = 105 чел (30·3,5); 6 канализационных стояков. Дом благоустроен системами холодного и горячего водопровода.

Дом оборудован санитарно-техническими приборами:

- кухонная мойка;

- ванна длиной 1500 мм;

- умывальник;

- унитаз со смывным бачком вместимостью 6,5 л.

В каждой квартире четыре точки водоразбора в системе холодного водопровода (30·4=120) и три точки в системе горячего водопровода (30·3 = 90).

Требуется определить:

- все виды расчетных расходов воды для дома в целом;

- расчетные расходы стоков для одного канализационного стояка;

- расчетные расходы стоков для дома в целом (длина выпуска L = 21,3 м);

- расчетные расходы стоков для секционного выпуска (L = 11 м), объединяющего 4 стояка в одной секции дома.

По таблице А.2, СП 30.13330.2012 (прил. 4) принимаем исходные данные и сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Исходные данные	Источник данных	Значе­ние
Средний суточный расход воды (общий) на 1 чел, л/сут	Таблица А.2, СТО 5.2-01
Средний суточный расход воды (горячей) на 1 чел, л/сут	Таблица А.2, СТО 5.2-01
Средний суточный расход воды (холодной) на 1 чел, л/сут		150*
* определено как разность общего среднего суточного расхода воды и среднего суточного расхода горячей воды

Определяем расчетные средние суточные расходы воды (м³/сут) в целом для многоквартирного дома в соответствии с 4.2 [13] и сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Показатели	Формула для расчета	Расчет
Расчетный средний суточный расход воды на дом(общий),		м3/сут
Расчетный средний суточный расход горячей воды на дом,		м3/сут
Расчетный средний суточный расход холодной воды на дом,		м3/сут
Примечание - В соответствии с примечанием к п.4.2 при однородных (одинаковых) потребителях в формулах (1-3, п.4.2) суммирование суточных расходов воды потребителей заменено умножением средних суточных расходов воды (л/сут) на число потребителей.

Определяем расчетные средние часовые расходы воды (м³/ч) в соответствии с 4.3 [13] и сводим в таблицу 3.

Таблица 3

Показатели	Формула для расчета	Расчет
Расчетный средний часовой расход воды (общий),		дом в целом: м3/ч
j - стояк: м3/ч
j - секционный выпуск: м3/ч
Расчетный средний часовой расход горячей воды,		дом в целом: м3/ч
Расчетный средний часовой расход холодной воды,		дом в целом: м3/ч
Примечание - Расчетные средние часовые расходы воды определяются без использования формул (4-6, п 4.3[2]), так как для всех потребителей одинаковы средние суточные расходы воды и продолжительность водоразбора составляет Тj = 24 часа. Расчетные средние часовые расходы воды (общий) определяются для дома в целом, а также для одного стояка системы канализации дома и секционного выпуска, так как расчетные средние часовые расходы холодной и горячей воды при определении расчетных расходов стоков (4.7 и 4.8[2]) не используются

Определяем расчетные максимальные часовые расходы воды (м³/ч) в целом для многоквартирного дома по таблице А.4, СТО 5.2-01 (прил. 4) и в соответствии с 4.4 [13] при среднем расчетном удельном часовом расходе:

а) средний расчетный удельный часовой расход общий равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 находим расчетный максимальный часовой расход воды

- на дом в целом м³/ч;

Данное значение получается интерполяцией табл. А4 (прил. 4).

- на секцию (105/2=52,5) м³/ч;

б) средний расчетный удельный часовой расход горячей воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 (прил. 4) находим расчетный максимальный часовой расход воды

м³/ч;

в) средний расчетный удельный часовой расход холодной воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 (прил. 4) находим расчетный максимальный часовой расход воды в доме

м³/ч.

Примечание - При использовании таблицы А.4, СТО 5.2-01 необходима интерполяция данных - сначала при двух ближайших значениях числа потребителей (при различных значениях средних часовых расходов), а затем при найденных значениях расчетных максимальных часовых расходов (при двух различных значениях числа потребителей).

Расчетные максимальные секундные расходы воды (л/с) в целом для многоквартирного дома, для квартир, присоединенных к одному стояку системы канализации, а также для квартир, присоединенных к одному секционному выпуску, объединяющему 3 стояка, определяются в соответствии с 4.4[13]:

а) средний расчетный удельный часовой расход воды (общий) равен:

л/ч·чел,

по таблице А.4 (прил. 4) находим расчетный максимальный секундный расход воды

- на дом в целом (105 чел.) q^tot = 1,63 л/с;

- на стояк (5 кв/ст·3,5 чел/кв = 17,5 чел/ст) q^tot = 0,69 л/с;

- на секционный выпуск (17,5 чел/ст·3ст/секц = 52,5 чел/секц) q^tot = 1,11 л/с;

б) средний расчетный удельный часовой расход горячей воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 (прил. 4) находим расчетный максимальный секундный расход воды

q^h = 1,15 л/с;

в) средний расчетный удельный часовой расход холодной воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 (прил. 4) находим расчетный максимальный секундный расход холодной воды на дом

q^c =1,016 л/с.

Определяем расчетные максимальные секундные расходы воды (л/с) по таблице А.8 СТО 5.2-01 (прил. 4), в соответствии с рекомендацией 4.4[13] в зависимости только от среднего суточного расхода воды (общий), в данном примере 250 л/сут на 1 чел, и числа квартир, к которым подается (или от которых отводится) вода.

Данные расчетов по таблицам А.4 и А.8 (прил. 4) сводим в таблицу 4

Таблица 4

Показатели	Значение расхода, л/с
по таблице А.4	по таблице А.8
Расчетный максимальный секундный расход воды qtot (общий), л/с	на дом в целом	1,63	1,53 (-6%)
на стояк	0,69	0,6 (-13 %)
на секционный выпуск	1,11	1,02 (-8%)
Расчетный максимальный секундный расход горячей воды qh, л/с	1,15	1,07 (-7 %)
Расчетный максимальный секундный расход холодной воды qc, л/с	1,016	0,97 (-5%)
Примечание - Число (%) приведенное в скобках показывает относительное различие между двумя результатами расчета - по таблице А.4 и по таблице А.8. Различия невелики, но использование таблицы А.8 значительно проще и, поэтому, вполне допустимо.

Определяем расчетные максимальные секундные расходы стоков (л/с) для одного стояка системы канализации и секционного выпуска (водоотведение выполнено посекционно), объединяющего три стояка, определяются в соответствии с 4.7 и 4.8[2] и сводим в таблицу 5.

Таблица 5

Показатели	Формула для расчета	Расчет
Расчетный максимальный секундный расход стоков qs для стояка, л/с	(8)[2]	0,69 + 1,6 = 2,29 л/с
Расчетный максимальный секундный расход стоков qsL для секционного выпуска, л/с (60 приборов на секцию, длина выпуска L=11 м)	(9)[2]	л/с
Примечание - При расчете по формуле (9) значения KS определяются по таблице 6 при L = 11 м и N = 60 приборов (для секционного выпуска). Таких выпусков два, они одинаковые. Величина в формуле (8) принимается равной = 1,6 л/с в соответствии с рекомендацией 4.8 - как сток от прибора с максимальным секундным расходом воды от смывного бачка (см. таблицу А.1, графа 9, СТО 5.2-01). Значения при расчете по формуле (9) принимаются равными = 1,1 л/с - как расход от полностью заполненной ванны емкостью 150-180 л с выпуском Æ 40-50 мм (см. 4.8 и таблицу А.1, графа 9, СТО 5.2-01).

Для стояков систем канализации расчетным расходом является максимальный секундный расход стоков (q^s, л/с), от присоединенных к стояку санитарно-технических приборов, не вызывающий срыва гидравлических затворов любых видов санитарно-технических приборов (приемников сточных вод). Этот расход определяется как сумма расчетного максимального секундного расхода воды общей (суммарно холодной и горячей) для всех санитарно-технических приборов q^tot (определяемого в соответствии с требованиями 4.3) и расчетного максимального секундного расхода стока от прибора с максимальным водоотведением (как правило, принимается равным 1,6 л/с - сток от смывного бачка унитаза) по формуле

. (8)

, (9)

где K_S - коэффициент, принимаемый по таблице 6 (N в табл. 6 – число приборов);

q₀^s,2 - расход стоков от прибора с максимальной емкостью, л/с.

Для жилого здания (жилой квартиры) принимается равным 1,1 л/с - расход от полностью заполненной ванны емкостью 150-180 л с выпуском Æ 40-50 мм.

Таблица 6

N	Значения KS при L, м
	0,61	0,51	0,46	0,43	0,40	0,36	0,34	0,31	0,27	0,25	0,23	0,15	0,13
	0,63	0,53	0,48	0,45	0,41	0,37	0,35	0,32	0,28	0,26	0,24	0,16	0,13
	0,64	0,54	0,49	0,46	0,42	0,39	0,36	0,33	0,29	0,26	0,24	0,16	0,14
	0,65	0,55	0,50	0,47	0,43	0,39	0,37	0,33	0,30	0,27	0,25	0,17	0,14
	0,66	0,56	0,51	0,48	0,44	0,40	0,38	0,34	0,30	0,28	0,25	0,17	0,14
	0,67	0,57	0,52	0,48	0,45	0,41	0,38	0,35	0,31	0,28	0,26	0,17	0,15
	0,68	0,58	0,53	0,49	0,46	0,42	0,39	0,36	0,31	0,29	0,27	0,18	0,15
	0,68	0,59	0,53	0,50	0,47	0,43	0,40	0,36	0,32	0,30	0,27	0,18	0,15
	0,69	0,59	0,54	0,51	0,47	0,43	0,40	0,37	0,33	0,30	0,28	0,19	0,16
	0,70	0,60	0,55	0,52	0,48	0,44	0,41	0,37	0,33	0,31	0,28	0,19	0,16
	0,77	0,69	0,64	0,60	0,56	0,52	0,49	0,45	0,40	0,37	0,34	0,23	0,20
	0,95	0,92	0,89	0,88	0,86	0,83	0,81	0,77	0,73	0,70	0,66	0,50	0,44
	0,99	0,98	0,97	0,97	0,96	0,95	0,94	0,93	0,91	0,90	0,88	0,77	0,71
Примечание - За длину L принимается расстояние от последнего на расчетном участке стояка до ближайшего присоединения следующего стояка или, при отсутствии таких присоединений, до ближайшего канализационного колодца

Расчетный максимальный секундный расход горячей воды в режиме циркуляции (без водоразбора) определяется в соответствии с 11.4, СТО 5.2-01 и составляет 0,4 величины расчетного максимального секундного расхода горячей воды.

В данном примере указанный расход горячей воды для дома в целом в режиме циркуляции (без водоразбора) составляет

0,4 · q^h = 0,4 · 1,15 = 0,46 л/с.

Расчетный максимальный секундный расход горячей воды в целом для дома, при максимальном водоразборе с учетом дополнительного циркуляционного расхода в системе горячего водопровода жилого дома (система с полотенцесушителями) в соответствии с рекомендацией 11.2, 11.4 СТО 5.2-01 составляет:

q^h = 1,15 · (1 + 0,125) = 1,294 л/с.

Полученные расходы горячей воды используются, в частности, для нахождения диаметров счетчиков горячей воды в соответствии с рекомендациями раздела 12 СТО 5.2-01.

Расчетный минимальный часовой расход холодной воды определяется в соответствии с 4.5 по формуле (7).

q_{hr min} = q_T · K_min

Для расчета по формуле (7) определяем значение коэффициента K_max:

По таблице 7 находим величину K_min = 0,04.

Таблица 7

Kmax		1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,25	2,50	2,75	3,00
Kmin		0,74	0,54	0,40	0,29	0,21	0,14	0,10	0,07	0,04

Следовательно, расчетные минимальные часовые расходы воды необходимые, в частности, при определении диаметра счетчика воды, в соответствии с 4.5 при расчете по формуле (7) сведём в таблицу 8.

Таблица 8

	Дом
Kmin (табл. 7)	0,04
qhr min=qT·Kmin, м3/ч	0,656·0,04=0,026

Расчетный максимальный суточный расход воды (общий) определяется в соответствии с 4.6 как произведение среднего суточного расхода воды и коэффициента максимальной суточной неравномерности K_d. Коэффициент K_d находим по таблице А.5, СТО 5.2-01 при численности потребителей 105 человек и общем среднем удельном часовом расходе воды равном 10,4 л/ч, K_d = 1,44.

Таблица 9 - Коэффициент максимальной суточной неравномерности K_d в зависимости от величины средних часовых расходов (холодной, горячей), определенных в соответствии с п. 4.3 и числа приборов (N) или потребителей (U)

Таблица 9

N или U	Значения Kd при различных , или , л/ч
< 10	10-15			30-80	> 80
Менее 50	1,77	1,61	1,53	1,41	1,17	1,10
50 - 200	1,53	1,44	1,36	1,28	1,13	1,10
201 - 500	1,53	1,38	1,31	1,24	1,13	1,10
501 - 1000	1,51	1,36	1,27	1,22	1,12	1,10
1001 - 5000	1,47	1,32	1,26	1,20	1,12	-
5001 - 10000	1,45	1,31	1,25	1,19	-	-
10001 - 50000	1,40	1,28	1,23	1,18	-	-
50001 - 200000	1,36	1,26	1,21	1,17	-	-
Свыше 200000	1,31	1,23	1,19	-	-	-

При этом общий максимальный суточный расход воды для дома в целом составляет

26,5 · 1,44 = 37,8 м³/сут.

Методика определения расчетных расходов воды и стоков, приведенная в СТО 5.2-0.1, позволяет находить искомые величины расчетных расходов воды в зависимости от числа потребителей и соответствующего суточного удельного водопотребления (см. выше), а также и в зависимости от числа установленных на объекте проектирования санитарно-технических приборов и соответствующих этим приборам средних часовых расходов на различных объектах (см. таблицу А.1 прил. 4).

Если бы в данном примере в составе исходных данных не было указано число потребителей (U = 105 чел.), то расчетные расходы воды можно было бы определить по данным о санитарно-технических приборах, установленных в квартирах данного жилого здания.

Исходные данные для нахождения расчетных расходов воды могут быть определены по таблице А.1 СТО 5.2-01 (прил. 4, графа 2 - жилые здания) и сведены в таблицу 10.

Таблица 10

Прибор	Количество квартир, шт	Расход холодной воды, л/ч	Расход горячей воды, л/ч	Общий расход воды, л/ч
Мойка с аэратором и регулятором расхода воды		(3 · 30 = 90)	(5 · 30 = 150)	(8 · 30 = 240)
Унитаз со смывным бачком		(4 · 30 = 120)	-	(4 · 30 = 120)
Умывальник со смесителем		(2 · 30 = 60)	(3 · 30 = 90)	(5 · 30 = 150)
Ванна длиной 1500 мм		(9 · 30 = 270)	(13 · 30 = 390)	(22 · 30 = 660)
Всего по всем приборам
Средний часовой расход (удельный) по всем приборам
Примечание - В скобках показано определение суммарного расхода воды (общей, холодной, горячей) для каждого вида приборов, в строке "Всего по всем приборам" расходы, полученные в каждой графе, суммируются, в последней строке полученная сумма делится на общее число приборов

Расчетные максимальные секундные расходы воды (л/с) в целом для многоквартирного дома, для квартир, присоединенных к одному стояку системы канализации, а также для квартир, присоединенных к одному секционному выпуску, объединяющему 3 стояка, определенные по данным о санитарно-технических приборах, установленных в квартирах данного жилого здания, приведены в таблице 11.

Таблица 11

Показатели	Средний расчетный часовой расход (удельный), л/ч·прибор	Число приборов, шт	Значение расхода, л/с
Расчетный максимальный секундный расход воды (общий) qtot, л/с	9,75	дом в целом: 120	1,7 (1,63)
стояк: 5 · 4 = 20	0,69 (0,69)
секционный выпуск: 20 · 3 = 60	1,14 (1,11)
Расчетный максимальный секундный расход горячей воды qh, л/с			1,23(1,15)
Расчетный максимальный секундный расход холодной воды qc, л/с	4,5		0,99 (1,016)
Примечание - В графе "Значение" в скобках приведены величины расчетных максимальных секундных расходов воды, определенных по таблице А.4, СТО 5.2-01 (стр. 7). Без скобок - по той же таблице А.4, СТО 5.2-01 через средний часовой расход (вторая колонка). Различия невелики, что и позволяет считать допустимым определение расчетных максимальных расходов воды (секундных и часовых) по различным наборам исходных данных