Гидравлический расчет внутреннего водопровода
Расчет хозяйственно-питьевой сети внутреннего водопровода заключается в определении диаметров трубопроводов и потерь напора при подаче расчетного максимального секундного расхода к водоразборным точкам. Гидравлическому расчету подвергается наиболее протяженная ветвь внутреннего водопровода от городского водопроводного колодца до наиболее удаленной и высокорасположенной точки водопровода на пропуск максимального секундного расхода. Для проведения расчета сеть разбивается на расчетные участки. Границы расчетных участков назначаются в местах изменения расчетных расходов, в местах изменения материала труб (т.е. в местах изменения их гидравлического сопротивления) и в местах изменения диаметров труб, принятых по конструктивным соображениям.
Диаметры разводящих и магистральных трубопроводов следует назначать по расходу воды на участке с учетом максимальных скоростей движения воды, максимальная скорость в режиме водоразбора 2-2,5 м/с.
Определение расходов на расчетных участках и последующий гидравлический расчет сети производятся в табличной форме (табл. 2).
В колонке 1 записываются номера расчетных участков: 1-2; 2-3 и т.д. В колонке 2 – длина расчетных участков, определяется по аксонометрической схеме, с учетом масштаба. В колонку 3 записывают количество приборов, которые обеспечиваются водой, проходящей через данный расчетный участок.
Вероятность действия прибора Р для участков сети, обслуживающих одинаковых водопотребителей, определяют по формуле:
![]() | (1) |
где - общая норма расхода воды в час наибольшего водопотребления, л/ч; U – число водопотребителей (жителей); N – число санитарно-технических приборов; q0 – расход воды прибором, л/с (табл. 3, СНиП 2.04.01-85).
Общая норма расхода принимается по табл. 3 в зависимости от степени благоустройства здания, которая характеризуется нормой водопотребления на одного жителя в сутки наибольшего водопотребления, принимаемой в соответствии с номером задания по табл. 1.
Секундный расход воды прибором q0 следует назначать также по табл. 3. Принятые значения записываются в колонку 4 табл. 2. Число водопотребителей U в жилых зданиях определяют по средней заселенности квартир:
![]() | (2) |
где U0 – средняя заселенность квартиры, чел.; n – количество квартир в здании.
Так величины, входящие в формулу вероятности, для конкретного здания являются постоянными, то и значение Р, вносимые в колонку 5 табл. 2, будут постоянными на всех участках, где не меняется q0.
В колонку 6 табл. 2 вписывают произведение величины вероятности и числа приборов на каждом расчетном участке.
Расчетный (максимальный) расход воды q, л/с, на участках определяются по формуле:
![]() | (3) |
где - коэффициент, определяемый согласно таблицы 4 в зависимости от вычисленной величины в колонке 6 табл. 2.
Расход воды на первых расчетных участках сети следует принимать по расчету, но не менее максимального секундного расхода воды одним из установленных санитарно-технических приборов. Вычисленные величины для каждого участка сети записывают соответственно в колонки 7 и 8.
По вычисленному расчетному расходу и принятой скорости движения воды назначают диаметр трубопровода на каждом расчетном участке (табл. 5). При этом согласно экономическим и санитарным требованиям, скорость в магистральных трубопроводах и стояках должна быть в пределах 1,0 – 1,5 м/с, а в разводящих трубопроводах внутри квартиры – до 2,0 – 2,5 м/с.
Для принятого диаметра потери напора на участке вычисляются по формуле:
![]() | (4) |
где i – потери напора на единицу длины трубопровода (табл. 5); l – протяженность расчетного участка.
Вычисленные значения вписывают в колонку 12 расчетной табл. 2. Для определения потерь напора по расчетному направлению необходимо суммировать все потери на отдельных участках.
При недостаточном гарантированном напоре в наружной водопроводной сети в схеме холодного или централизованного горячего водоснабжения необходимо предусматривать повысительную насосную установку для подачи общего расхода воды на горячее и холодное водоснабжение.
Таблица 2
Расчетный участок | Длина участка l, м | Число водораз-борных устройств N | Расход воды прибором qо, л/с | Вероятность действия во-доразборных устройств Р | N Р | Величина α | Расчетный расход q, л/с | Диаметр d, мм | Скорость V, м/с | Потери напора, м | |
на 1 пог. м длины | на участке | ||||||||||
Таблица 3
Жилые дома квартирного типа | Норма расхода воды, л на одного человека | Расход воды прибором, л/с (л/ч) | |||
Общая в средние сутки qср, л/с | Общая в сутки наибольшего водопотребления qобщ, л/с | Общая в час наибольшего водопотребления ![]() | Общий (холодной и горячей) qо, л/с | Холодной qо хол, л/с | |
С водопроводом, канализацией и ваннами с водонагревателями на твердом топливе | 8,1 | 0,3 (300) | 0,3 (300) | ||
С водопроводом, канализацией м ваннами с газовыми водонагревателями | 10,5 | 0,3 (300) | 0,3 (300) | ||
С централизованным горячим водоснабжением, оборудованными умывальниками, мойками и ваннами длиной 1500 до 1700 мм, оборудованными душами | 15,6 | 0,3 (300) | 0,2 (200) |
Таблица 4
N Р | ![]() | N Р | ![]() | N Р | ![]() | N Р | ![]() | N Р | ![]() |
>0,015 | 0,2 | 0,07 | 0,304 | 0,32 | 0,550 | 1,4 | 1,168 | 5,5 | 2,726 |
0,015 | 0,202 | 0,072 | 0,307 | 0,33 | 0,558 | 1,45 | 1,191 | 5,6 | 2,760 |
0,016 | 0,205 | 0,074 | 0,309 | 0,34 | 0,565 | 1,5 | 1,215 | 5,7 | 2.793 |
0,017 | 0,207 | 0,076 | 0,312 | 0,35 | 0,573 | 1,55 | 1,238 | 5,8 | 2,826 |
0,018 | 0,210 | 0,078 | 0,315 | 0,36 | 0,580 | 1,6 | 1,261 | 5,9 | 2,858 |
0,019 | 0,212 | 0,08 | 0,318 | 0,37 | 0,588 | 1,65 | 1,283 | 6,0 | 2,891 |
0,02 | 0,215 | 0,082 | 0,320 | 0,38 | 0,595 | 1,7 | 1,306 | 6,1 | 2,924 |
0,021 | 0,217 | 0,084 | 0,323 | 0,39 | 0,602 | 1,75 | 1,328 | 6,2 | 2,956 |
0,022 | 0,219 | 0,086 | 0,326 | 0,4 | 0,610 | 1,8 | 1,350 | 6,3 | 2,989 |
0,023 | 0,222 | 0,088 | 0,328 | 0,42 | 0,624 | 1,85 | 1,372 | 6,4 | 3,021 |
0,024 | 0,224 | 0,09 | 0,331 | 0,44 | 0,648 | 1,9 | 1,394 | 6,5 | 3,053 |
0,025 | 0,226 | 0,092 | 0,333 | 0.46 | 0,652 | 1,95 | 1,416 | 6,6 | 3,085 |
0,026 | 0,228 | 0,094 | 0,336 | 0,48 | 0,665 | 2,0 | 1,437 | 6,7 | 3,117 |
0,027 | 0,230 | 0,096 | 0,338 | 0,5 | 0,678 | 2,1 | 1,479 | 6,8 | 3,149 |
0,028 | 0,233 | 0,098 | 0,341 | 0,52 | 0,692 | 2,2 | 1,521 | 6,9 | 3,181 |
0,029 | 0,235 | 0,1 | 0,343 | 0,54 | 0,704 | 2,3 | 1,563 | 7,0 | 3,212 |
0,03 | 0,237 | 0,105 | 0,349 | 0,56 | 0,717 | 2,4 | 1,604 | 7,1 | 3,244 |
0,031 | 0,239 | 0,11 | 0,355 | 0,58 | 0,730 | 2,5 | 1,644 | 7.2 | 3,275 |
0,032 | 0,241 | 0,115 | 0,361 | 0,6 | 0,742 | 2,6 | 1,684 | 7,3 | 3,307 |
0,033 | 0,243 | 0,12 | 0,367 | 0,61 | 0,750 | 2,7 | 1,724 | 7,4 | 3,338 |
0,034 | 0,245 | 0,125 | 0,371 | 0,62 | 0,755 | 2,8 | 1,763 | 7,5 | 3,369 |
0,035 | 0,247 | 0,13 | 0,378 | 0,64 | 0,767 | 2,9 | 1,802 | 7,6 | 3,400 |
0,036 | 0,249 | 0,135 | 0,384 | 0,66 | 0,779 | 3,0 | 1,840 | 7,7 | 3,431 |
0,037 | 0,250 | 0,14 | 0,389 | 0.68 | 0,791 | 3,1 | 1,879 | 7,8 | 3,462 |
0,038 | 0,252 | 0,145 | 0,394 | 0,7 | 0,803 | 3,2 | 1,917 | 7,9 | 3,493 |
0,039 | 0,254 | 0,15 | 0,399 | 0,72 | 0,815 | 3,3 | 1,954 | 8,0 | 3,524 |
0,04 | 0,256 | 0,155 | 0,405 | 0,74 | 0,826 | 3,4 | 1,991 | 8,1 | 3,555 |
0,041 | 0,258 | 0,16 | 0,410 | 0,76 | 0,838 | 3,5 | 2,029 | 8,2 | 3,585 |
0,042 | 0,259 | 0,165 | 0,415 | 0,78 | 0,849 | 3,6 | 2,065 | 8,3 | 3,616 |
0,043 | 0,261 | 0,17 | 0,420 | 0,8 | 0,860 | 3,7 | 2,102 | 8,4 | 3,646 |
0,044 | 0,263 | 0,175 | 0,425 | 0,82 | 0,872 | 3,8 | 1.138 | 8,5 | 3,677 |
0,045 | 0,265 | 0,18 | 0,430 | 0,84 | 0,883 | 3,9 | 2,174 | 8,6 | 3,707 |
0,046 | 0,268 | 0,185 | 0,435 | 0,86 | 0,894 | 4,0 | 2,210 | 8,7 | 3,738 |
0,047 | 0,270 | 0,19 | 0,439 | 0,88 | 0,905 | 4,1 | 2,246 | 8,8 | 3,768 |
0,048 | 0,271 | 0,195 | 0,444 | 0.9 | 0,916 | 4,2 | 2,281 | 8,9 | 3,798 |
0,049 | 0,273 | 0,2 | 0,449 | 0,92 | 0,927 | 4,3 | 2,317 | 9,0 | 3,828 |
0,05 | 0,276 | 0,21 | 0,458 | 0,94 | 0,937 | 4,4 | 2,352 | 9,1 | 3,858 |
0,052 | 0,278 | 0,22 | 0,467 | 0.96 | 0,948 | 4,5 | 2,389 | 9,2 | 3,888 |
0,053 | 0,280 | 0,23 | 0,476 | 0,98 | 0,959 | 4,6 | 2,421 | 9,3 | 3,918 |
0,054 | 0,280 | 0,24 | 0,485 | 1.0 | 0,969 | 4,7 | 2,456 | 9,4 | 3,948 |
0,056 | 0,283 | 0,25 | 0,493 | 1,05 | 0,995 | 4,8 | 2,490 | 9,5 | 3,978 |
0,058 | 0,286 | 0,26 | 0,502 | 1,1 | 1,021 | 4,9 | 2,524 | 9,6 | 4,008 |
0,06 | 0,289 | 0,27 | 0,510 | 1,15 | 1,046 | 5,0 | 2,558 | 9,7 | 4,037 |
0,062 | 0,292 | 0,28 | 0,518 | 1,2 | 1,071 | 5,1 | 2,592 | 9,8 | 4,067 |
0,064 | 0,295 | 0,29 | 0,526 | 1,25 | 1,096 | 5,2 | 2,626 | 9,9 | 4,097 |
0,065 | 0,298 | 0,30 | 0,534 | 1,3 | 1,120 | 5,3 | 2,660 | 10,0 | 4,126 |
0,068 | 0,301 | 0,31 | 0,542 | 1,35 | 1,144 | 5,4 | 2,693 | 10,2 | 4,185 |
Определение потребного напора воды, обеспечивающего нормальный водозабор у самого высокорасположенного водозаборного крана с соответствующим свободным напором излива, производится с учетом потерь напора в сети на трение и местные сопротивления, геометрической высоты подъема воды и потерь напора в водомерном узле, м:
![]() | (5) |
где Нгеом – геометрическая высота (в м), т.е. высота подачи воды от отметки люка колодца водопровода, в котором производится подсоединение трубопровода внутреннего водопровода здания, до отметки диктующего водоразборного прибора (расчетной точки); - потери напора по длине в трубопроводах системы, м; hм – потери на местные сопротивления (повороты, разветвления, запорная и регулирующая арматура и т.д.), м, принимают 30% от
; hвод – потери напора в водомере, м; hвв – потери напора на вводе в здание, м; hр – свободный напор, м, у диктующего водоразборного прибора (СНиП 2.04.01 – 85, прил. 2), обеспечивающий подачу расчетного расхода.
Потери напора на вводе hвв составляют:
![]() | (6) |
где lвв – длина ввода от точки врезки в наружную сеть до водомерного узла (определяются по генплану), м.
Расчет и подбор водомера для определения количества воды следует производить по максимальному суточному расходу.
Потери напора воды в крыльчатых и турбинных водомерах определяют по формуле:
![]() | (7) |
где q – расчетный расход в здании, л/с (см. табл. 2); S – гидравлическое сопротивление счетчика принятого калибра м/(л/с)2 (табл. 5).
Счетчик принятого диаметра должен иметь сопротивление, достаточное для работы при минимальных и максимальных расходах, т.е. должны удовлетворяться следующие условия:
- для крыльчатых водомеров 0,5 м ≤hвод≤2,5;
- для турбинных водомеров 0,2 м ≤hвод≤1,0.
Если потери напора окажутся выше допустимых, следует принять счетчик воды на один калибр больше, если ниже – на один калибр меньше. Затем необходимо вычислить потери напора уже для новых значений.
Таблица 5