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 , л/с	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 Н_геом – 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; h_м – потери на местные сопротивления (повороты, разветвления, запорная и регулирующая арматура и т.д.), м, принимают 30% от ; h_вод – потери напора в водомере, м; h_вв – потери напора на вводе в здание, м; h_р – свободный напор, м, у диктующего водоразборного прибора (СНиП 2.04.01 – 85, прил. 2), обеспечивающий подачу расчетного расхода.

Потери напора на вводе h_вв составляют:

(6)

где l_вв – 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 ≤h_вод≤2,5;

- для турбинных водомеров 0,2 м ≤h_вод≤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