Расчет и проектирование водопроводной сети города
Случай пожара при максимальном водоразборе
Расчетный расход воды натушение наружных пожаров вгороде и на промпредприятии, атакже на внутреннее пожаротушение составляет 55 л/с (п.4.7).
Согласно нормативным требованиям предполагается, что пожары возникают вчас максимального водоразбора. От водонапорной башни вода может поступать в сеть только втечение 10 мин, до включения пожарных насосов. Далее тушение пожара будет осуществляться полностью от насосной станции 2-го подъема. При этом подача воды вгород составит:
Q лож. расч. = 426.3 + 55=481.3 л/с. (19)
Пожары размещают в самых невыгодных (наиболее высоких и удаленных от насосной станции II подъема) точках и в точке, из которой поступает вода на промпредприятие). В данном случае пожары
Рис.З. Расчетная схема сети на случай максимального транзита: Длина,участка,м—диаметр.трубы,мм; [А)- номер узловой точки;
Расходы, л/с: 5 - сосредоточенные;------>23.1 -узловые предполагаются в точках 9 (35 л/с), 11 - промпредприятие (15 л/с) и 10 (5 л/с). Остальные узловые расходы те же, что идля случая максимального водоразбора. Расчетная схема приведена на рис.4. Результаты
Гидравлического расчетадляслучая пожара примаксимальном водоразборе приведены вприл. 8.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДОВ
Главные напорные водоводы от насосной станции И-го подъема до города (до т.1) запроектированы из чугунных водопроводных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием (ЧШГХ) диаметром 500 мм в две нитки длиной 1300 м каждая. На водоводах проектируется перемычка, разделяющая их надваучастка 1- 2 и2 - 3, длиной по 650 мкаждый. Расчет водоводов для всех расчетных случаев приведен в табл. 13.
Водоводы от водонапорной башни до сети запроектированы из чугунных водопроводных труб (ЧШГХ) диаметром 200 мм в две нитки длиной 200 м. Ввиду небольшой длины перемычки наданных водоводах не устраиваются. Расчет водоводов для случаев максимального водоразбора и транзита приведен втабл. 14.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПОРА НАСОСОВ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Случай максимального водоразбора
Диктующей точкой для данного расчетного случая являетсяточка 10 с геодезической отметкой 204.6 м. Необходимый свободный напор, соответствующий семиэтажной застройке, равен 34 м. Тогда высота ствола водонапорной башни (ВБ) до низа бакадолжна быть (при Zbb =218.0 м):
Нста=Нсв.+ Ah + (Zi0-Z]3 )= 34+ (5.76+ 1.45)+ (204.6-218) = 27.81 м, (20) где Ah- потери напоранаучастке 10 - 9 - В.Б.
Принимаем водонапорную башню с высотой ствола 28 м, при этом свободный напор в диктующей точке 10 будет равен 34.19 м.
Требуемая величина напора насосов на насосной станции 2-го подъема при максимальном водоразборе составит:
Нн ас. м .в-р . -(Zio—Zм и н . роз. )+ Н с в + h c e x . + h ] So;j. +h H (21)
где (Ziо- Z минРез) - геометрическая высота подъема воды, равная разности отметки поверхности земли в диктующей точке 10 и расчетной (минимальной) отметки уровня воды врезервуаре чистой воды (187 м);
Рис.4. Расчетная схема сети на случай максимальном водоразборе:
Длинаучастка,мм - диаметртрубы,мм
расход,л/с - потеринапора,м
Подачи пожарного расхода при
- номер узловой точки;
Расходы, л/с: -сосредоточенные; ^ 23.1 - узловые; - напожаротушение
Таблица 13
Расчет главных напорных водоводов (от насосной станции II подъема до сети)
Расчетны
й случай
№ Кол-во Дли
участ работаю на. м
Диаметр Общий Расход
водово расход по
Потери напора, Ско
м рость,
ков щих водо водо
водов водов
дов, мм воды. одной л/с нитке,
л/с
на 1 м на м/с длины участ
водовода ке
М акси
мальный
водо- Н.ст.П
разбор т. 1 2
Транзит Н.ст.П 2
т. 1
Пожар Н.ст.П 2
т. 1
Авария на Н.ст.П 1
участке
т. А
1300 500
1300 500
1300 500
650 500
368.1 184.05
237.5 168.75
481.3 240.65
257.67 257.67
0.00238
0.00203
0.00392
0.00446
3.09 0.93
2.64 0.84
5.1 1.22
2.9 1.31
т. .А - 2 650 500 257.67 128.84 0.00065 0.42 0.65 т. 1
Итого Н.ст.П 1=3.3 —
Т. 1
Таблица 14 Расчет напорных водоводов от водонапорной башни до сети (т. 9)
Расчет
ный
Учас- Кол-во Дли
ток рабо на . м
Диаметр Общий Расход
водово расход по
Потери напора, Ско
м рость,
случай водо таю дов, мм водов щих
водо водов
М акси мальный
водо- ВБ - т.9
разбор 2 200 200
Транзит В Б -т .9 2 200 200
воды, одной л/с нитке,
л/с
58.2 29.1
47.36 23.68
на 1 м на м/с длины участ
водовода ке
0.00725 1.45 0.91
0.00496 0.99 0.73
Нсв - свободный напор вточке 10, равный 34.19 м;
hcex - потери напора всети по направлению 1-2-3-4-12-11-10; Ьсег = 1.32+1.78+0.71+2.03+1.35+0.0 = 7.19 м;
йвод - потери напора вводоводах (см. табл. 13) - 3.09 м;
Как отмечалось ранее, водоводы, магистральные и распределительные сети выполняются из чугунных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием. Распределительные сети не рассчитываем, их диаметр принят равным 100 мм. Заделка стыков производится просмоленной пеньковой прядью с последующей зачеканкой асбестоцементным раствором или с использованием резиновых уплотнительных колец.
Елубину заложения труб, считая до низа труб, принимаем на 0.5 м ниже глубиныпромерзания грунта, чтодляусловий г.Уральскасоставит2.5 м. В общем случае, глубина заложения зависит также от внешних нагрузок от транспорта, условий пересечения с подземными сооружениями и коммуникациями иот других причин.
Для переходов трубопроводов под железными и автомобильными дорогами устраивают футляры, кроме того, трубопроводы можно прокладывать в туннелях, а также на эстакадах и путепроводах. Водные преграды, какправило, преодолевают ввиде дюкеров.
Наводоводах и водопроводных сетях устанавливают: задвижки - для отключения распределительных сетей от магистральных и разделения водопроводных сетей на ремонтные участки (при этом на участке должно отключаться не более пяти пожарных гидрантов); клапаны - для впуска и вантузы - для выпуска воздуха из трубопровода; выпуски для сброса воды при ремонте сети и промывке трубопровода перед сдачей его в эксплуатацию; обратные клапаны или другие автоматические устройства, отключающие сеть при аварийном режиме; аппаратуру, регулирующую давление в сети, водоразборные колонки и пожарные гидранты. Для опорожнения водоводов и водопроводных сетей их укладывают с уклоном 0.001 по направлению к выпуску: при плоском рельефе местности уклон может быть уменьшен до 0.0005. Выпуски устанавливают в пониженных точках каждого ремонтного участка и в местах, предназначенных для промывки трубопроводов. Диаметры выпусков и устройств для впуска воздуха должны обеспечивать опорожнение любого участка водовода или сети не более чем за 2 часа.
Соединения труб и арматуры выполняют при помощи стандартных чугунных фасонных частей [5] или нестандартных фасонных частей из стали [6]. Фасонные части до установки на трубопровод подвергают гидравлическому испытанию давлением не менее заводского испытательногодавления. Стальные фасонные частидолжны бытьпокрыты антикоррозийной изоляцией, тип которой для внутренних поверхностей устанавливается проектом. Все размеры фланцев на соединительных патрубках должны точно соответствовать размерам фланцев той фасонной части или арматуры, с которыми они соединяются.
Колодцы размерами 1, 1.5 и2 мвыполняюткруглыми из стандартных железобетонных колец. Максимальные размеры прямоугольных колодцев или камер из стандартных элементов приняты равными 4x4.5 м. Минимальная рабочая высота круглых колодцев 1.8 м; рабочая высота прямоугольных колодцев определяется в зависимости от размеров устанавливаемой арматуры. Плиту днища в сухих грунтах укладывают на гравийно-щебеночную подготовку толщиной 5 см; в водонасыщенных грунтах такую подготовку устраивают путем втрамбовывания гравия или щебня на глубину 15-20 см. Уложенная плита днища должна быть строго горизонтальна. При расположении колодцев в зоне грунтовых вод дно и стены на 0.5 м выше уровня грунтовых вод гидроизолируют. На застроенных территориях или в зеленой зоне вокруг колодца делают отмостку шириной 1м суклоном отлюков, высота отмосток на 0.5 м выше прилегающейтерритории. Напроезжих частяхкрышкилюковдолжны быть на одном уровне с поверхностью проезжей части.
Заранее смонтированный водопроводный узел с фасонными частями (арматурой) подают краном на днище колодца, после чего производится монтаж патрубков фланец-гладкий конец и фланец-раструб с помощью монтажных приспособлений. После окончания монтажа узла краном подают нижнее звено колодца и устанавливают на плиту днища вырезами над трубой таким образом, чтобы выдержать требуемые расстояния от элементов оборудования до стен колодца. Дальнейший монтаж колодца производят путем подачи краном стеновых колец, плиты перекрытия и колец горловины иустановки их наторцыранее уложенных колец. Монтаж колодца заканчивается установкой опорного кольца с люком и закреплением металлической лестницы. Швы между кольцами затирают цементным раствором.
При проходе труб через стенки колодцев в сухих грунтах их заделываютбетономMl00, приэтом заделка должна выходить за пределы стенок на 100 мм. При проходе труб через стенки колодцев в водонасыщенных грунтах их заделывают с помощью трубных вставок из чугуна, асбестоцемента, стали с прочеканкой образующегося кольцевого зазора смоляной прядью и асбестоцементным раствором.
При определении размеров колодцев минимальные расстояния до внутренних поверхностей колодца надлежит принимать в соответствии с [1, п.8.63]:
- от стеноктруб при диаметре труб до 400 мм - 0.3 м, от 500 до 600 мм- 0.5 м, более 600 мм - 0.7 м;
- от плоскости фланца при диаметре труб до 400 мм - 0.3 м, более 400 мм - 0.5 м;
- от краяраструба, обращенного к стене, при диаметре труб до 300 мм - 0.4 м, более 300 мм- 0.5 м;
-от низатрубы до дна при диаметре труб до 400 мм- 0.25 м, от 500 до 600 мм- 0.3 м, более 600 мм - 0.35 м;
- от верха штока задвижки с выдвижным шпинделем - 0.3 м, от маховика задвижки с невыдвижным шпинделем - 0.5 м.
Пневматическое испытание трубопроводов может проводиться по усмотрению строительной организации вслучае возникновениятрудностей при выполнении гидравлического испытания (отсутствие воды в районе строительства, зимнее время идр.).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМСПИСОК
\.СНиП2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения /Минстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1996. 136 с.
2. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий /Минстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1996. 60 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
От нас. ст. TI 2d 500 1= П00 м
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Значения коэффициентов ртахи Рт±п в зависимости от числа жителей
К оэф ф и- Ч исло ж ителей, ты с. чел.
циент
ДО
0.1
Ртах 4.5
0.01 Pmin
0.15 0.2 0.3
4 3.5 ->
0.01 0.02 0.03
0.5 0.75
2.5 2.2
0.05 0.07
1 i 1 5 2.5
2 1.8 1.6
0 . 1 0 . 1 0.1
4 6 10
1.5 1.4 1.3
0,2 0.25 0.4
20 50
1.2 1.15
0.5 0.6
100 300 1000 и б о
лее
1.1 1.05 1
0.7 0.85 1
Примечания: 1. Коэффициент |3 при определении расходов воды для расчета сооружений, водоводов и линий сети следует принимать в зависимости от числа обслуживаемых ими жителей, а при зонном водоснабжении -от числа жителей в каждой зоне.
2. Коэффициент (3Г1э>; следует принимать при определении напоров на выходе из насосных станций или высотного положения башни (напорных р езер ву ар ов), необходимого для обеспечения требуемых свободных напоров в сети в периоды максимального водоотбора в сутки максимального водопотребления, а
коэффициент минимального
- при определении излишних напоров в сети в периоды минимального водоотбора в сутки водопотребления.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Распределение суточного расхода воды по часам суток при Кч, %
Ч асы 1.2 1.25 1.3 суток
0-1 3.5 3.35 3.2 1-2 3.45 3.25 3.25 2-3 3.45 3.3 2.9 3-4 3.4 3.2 2.9 4-5 3.4 3.25 J. J J5-6 3.55 3.4 3.75 6-7 4.0 3.85 4.15 7-8 4.4 4.45 4.65 8-9 5.0 5.2 5.05
9-10 4.8 5.05 5.4 10-11 4.7 4.85 4.85 11-12 4.55 4.6 4.6 12-13 4.55 4.6 4.5 13-14 4.45 4.55 4.3 14-15 4.6 4.75 4.4 15-16 4.6 4.7 4.55 16-17 4.6 4.65 4.5 17-18 4.3 4.35 4.25 18-19 4.35 4.4 4.45 19-20 4.25 4.3 4.4 20-21 4.25 4.3 4.4 21-22 4.15 4.2 4.5 22-23 3.9 3.75 4.2 23-24 3.8 3.7 3.5
И того 100 100 100
1.35
3.0 3.2 2.5 2.6 3.5 4.1 4.5 4.9 4.9 5.6 4.9 4.7 4.4 4.1 4.1 4.4 4.3 4.1 4.5 4.5 4.5 4.8
4.6
Л о л . 3
1.4 1.45 1.5
2.5 2.0 1.5 2.65 2.1 1.5 2.2 1.85 1.5 2.25 1.9 1.5 3.2 2.85 2.5 3.9 3.7 3.5 4.5 4.5 4.5 5.1 5.3 5.5 5.35 5.8 6.25 5.85 6.05 6.25 5.35 5.8 6.25 5.25 5.7 6.25 4.6 4.8 5.0 4.4 4.7 5.0 4.6 5.05 5.5 4.6 5.3 6.0 4.9 5.45 6.0 4.6 5.05 5.5 4.7 4.85 5.0 4.5 4.5 4.5 4.4 4.2 4.0 4.2 3.6 3.0 3.7 2.85 2.0 2.7 2.1 1.5
100 100 100
1.7 1.8 1.9 2.0
1.0 0.9 0.85 0.75 1.0 0.9 0.85 0.75 1.0 0.9 0.85 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 1.35 2.7 3.0 3.0 3.85 4.7 5.5 5.0 5.2 5.35 5.5 6.5 6.2 5.85 5.5 6.5 5.5 4.5 3.5 5.5 5.85 4.2 3.5 4.5 5.0 5.5 6.0 5.5 6.5 7.5 8.5 7.0 7.5 7.9 8.5 7.0 6.7 6.35 6.0 5.5 5.35 5.2 5.0 4.5 4.65 4.8 5.0 5.0 4.5 4.0 3.5 6.5 5.5 4.5 3.5 6.5 6.3 6.2 6.0 5.0 5.35 5.7 6.0 4.5 5.0 5.5 6.0 3.0 3.0 3.0 3.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.0 1.0 1.0 1.0
100 100 100 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Нормы расхода воды на внутреннее пожаротушение жилых иобщественных
зданий (согласно табл. 1СНиП2.04.01-85*)
5000 - 25000 125000 - 50000 2
2.5 2.5 2.5 2.5
2.5 2.5 2.5 2.5
Согласно ВСН 45-86
2.5 2.5
2.5 2.5
2.5 2.5
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Объемом, тыс. м324
Iи II А,Б,ВIII В
III г,д IV и V В IVиV г,д
0.5 - 5 5 - 50
2*2 5 2*5 2*2.5 2*5
- 2*2.5 2*2.5 2*5
- 2*2.5
50 - 200 200 - 400
2*5 3*5 2*5 -
2*2.5 -
- -
- -
Число струй и расход воды на внутреннее пожаротушение в общественных и производственных зданиях (независимо от их категории) высотой свыше 50 м и объемом до 50000 м3 следует принимать равным 4 струи по 5л/с каждая; при большем объеме зданий - 8 струй по 5л/с каждая.
Редактор И.В.Коршунова
Екатеринбург, Мира,19
Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л. 2.44 Цена "С "
Расчет и проектирование водопроводной сети города
Методические указания к курсовому проектированию
по дисциплинам “Водопроводные сети”, “Эксплуатация инженерных систем водоснабжения и водоотведения”, “Системы транспорта воды” для студентов всех форм обучения специальностей 270112 - Водоснабжение и
водоотведение, 280302 - Комплексное использование и охрана водных ресурсов, 150802 - Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика
Гкатеринбург 2007
УДК 628.152
Составители Ю.В.Аникин, Л.И.Ушакова, А.ф.Никифоров
Научный редактор доц., канд. хим. наук И.И.Ничкова
Расчет и проектирование водопроводной сети города: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам "Водопроводные сети", "Эксплуатация инженерных систем водоснабжения и водоотведения", "Системы транспорта воды" /Ю.В.Аникин, Л.И. Ушакова, А.Ф.Никифоров. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. 44 с.
Методические указания предназначены для использования при выполнении студентами всех форм обучения специальностей 270112 -Водоснабжение и водоотведение, 280302 - Комплексное использование и охрана водных ресурсов, 150802 - Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика курсовых проектов по дисциплинам "Водопроводные сети", "Эксплуатация инженерных систем водоснабжения и водоотведения", "Системы транспорта воды", а также дипломных проектов, предусматривающих расчеты водопроводных сетей. Проведение расчетов при проектировании предусмотрено на ЭВМ с использованием рабочих таблиц в Microsoft Excel и программы гидравлического расчета водопроводных сетей "NetStream", разработанной Некрасовым А.В. и Боталовым А.В. Приведены необходимые справочные материалы.
Библиогр.: 8 назв. Рис.4. Табл. 10. Прил. 9.
Подготовлено кафедрой "Водное хозяйство и технология воды".
© ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-УПИ», 2007
1
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 4 2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 5 3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ г.УРАЛЬСКА 6 ЗЛ. Задание на разработку курсового проекта 6 3.2. Краткая характеристика объекта водоснабжения 6 3.3. Выбор системы водопровода и трассировка водопроводной сети 8 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТ! 1ЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ В ГОРОДЕ 8 4.1. Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды 8 4.2. Расходы воды на нужды бань и прачечных 9 4.3. Расходы воды на поливку 11 4.4. Расход воды в туристическом комплексе 11 4.5. Нужды местной промышленности и неучтенные расходы 12 4.6. Расчет расходов воды па промышленном предприятии 13 4.7. Расходы воды на пожаротушение 14 4.8. Общий расчетный расход воды в городе 15 5. ПОДБОР НАСОСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ БАКА
ВОДОНАПОРНОЙ БА11II1И 16 5.1 Определение режима работы насосов и подбор насосов 16 5.2 Определение ёмкости бака водонапорной башни 18 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ 20 6.1. Случай максимального водоразбора 20 6.2. Случай максимального транзита воды в водонапорную башню 23 6.3. Случай пожара при максимальном водоразборе 24 7. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДОВ 26 8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 11А1ЮРА НАСОСОВ И ПОСТРОЕНИЕ
ГРАФИКОВ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ЛИНИЙ 26 8.1. Случай максимального водоразбора 26 8.2. Случай максимального транзита воды в башню 29 8.3. Случай пропуска пожарного расхода 29 9. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ 29 10. ИСПЫТАНИЕ, ПРОМЫВКА И ДЕЗИНФЕКЦИЯ СЕТИ 32 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 32 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 34
п ри л о ж ен и е; 2 35 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 36 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 37 ПРИЛОЖЕНИЕ 5 38 ПРИЛОЖЕНИЕ 6 39 ПРИЛОЖЕНИЕ 7 40 ПРИЛОЖЕНИЕ 8 41 ПРИЛОЖЕНИЯ 9-10 42 ПРИЛОЖЕНИЯ 11-12 43
Р
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И СОС ТАВ КУРСОВОЕО ПРОЕКТА
Курсовой проект выполняют на основании задания на проектирование, в котором приведены исходные данные и вопросы, требующие разработки при проектировании.
В качестве исходных данных служат: генеральный план города с нанесенными на нем промышленными, административными и культурно-бытовыми учреждениями; сведения, характеризующие жилую застройку (плотность населения, этажность зданий и степень их благоустройства); характеристика промышленных предприятий и других крупных потребителей воды в городе: назначение (название) предприятия, число работающих по сменам, расход воды на производственные нужды, число пользующихся душами, данные для выбора расхода воды на пожаротушение и другие; дополнительные сведения (об источниках водоснабжения, требованиях потребителей к качеству воды, природно-климатические условия, характеристика грунтов и другие).
Е1ри выполнении курсового проекта исходные данные студенту задает руководитель курсового проектирования. При дипломном проектировании студент может использовать материалы научных исследований, данные проектных или других организаций, материалы, собранные в период прохождения производственной или преддипломной практики.
В проекте должна быть запроектирована система водоснабжения города с полным составом необходимых водопроводных сооружений, рассмотрены возможные варианты выбора источника водоснабжения, варианты инженерных и конструктивных решений.
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки с необходимыми расчетными материалами (расчетные схемы, графики, рисунки, чертежи сооружений, планы и т.д.), чертежей на 1-2 листах ватмана формата А1.
В расчетно-пояснительной записке обосновывают выбор системы и схемы водоснабжения города, приводят расчеты расходов воды отдельных крупных водопотребителей (бани, прачечные, промпредприятия и др.) и города в целом, представляют расчетные схемы для гидравлического расчета водопроводных сетей и приводят результаты гидравлического расчета, рассчитывают напоры насосов для различных расчетных случаев, дают конструктивную характеристику сети и запроектированных на ней сооружений.
На чертежах должно быть приведено следующее: генеральный план города с нанесением на нем водоводов, магистральных и распределительных линий и запроектированных сооружений с указанием диаметров труб и длины участков; высотная схема с указанием пьезометрических линий для всех расчетных случаев (максимальный водоразбор, пожар в час максимального водоразбора, максимальный транзит); деталировка одного из колец водопроводной сети с составлением спецификации труб, фасонных частей и арматуры (спецификация может быть приведена в пояснительной записке); проект одного из сооружений на сети (например, продольный профиль по одному из участков сети). Е1о
указанию преподавателя перечень графических материалов может быть изменен.
2. ПОРЯДОК ВЫ1JOJI11ЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Проект рекомендуется выполнять в следующей последовательности: а) ознакомиться с заданием, генеральным планом города, настоящими
методическими указаниями, предложенной преподавателем литературой по теме проектирования;
б) выбрать систему водоснабжения города в соответствии с категорией надежности и другими нормативными требованиями и нанести на генплан схему водоснабжения (указать расположение водонапорной башни и насосной станции 2-го подъема, выполнить трассировку водопроводной сети с учетом планировки города и рельефа местности);
в) используя готовые рабочие таблицы (образцы), выполненные в Microsoft Excel версии 7.0 или выше, определить расчетные расходы воды отдельных потребителей и города в целом, составить сводную таблицу распределения расходов воды в городе по часам суток;
г) на основе полученных данных о распределении расходов по часам суток построить в Excel график водопотребления и, назначая различные режимы работы насосов на насосной станции 2-го подъема, произвести выбор наиболее оптимального сочетания графика водопотребления и графика работы насосов. Одновременно рассчитывают регулирующую составляющую емкости бака водонапорной башни и полную емкость бака с учетом хранения в нем пожарного запаса;
д) для расчетных режимов работы сети (максимальный водоразбор, пожар, максимальный транзит) определить расходы воды, поступающие в сеть из насосной станции 2-го подъема, из водонапорной башни (или в башню при транзите), указав сосредоточенные расходы крупных водопотребителей;
е) произвести подготовку к гидравлическому расчету сети на ЭВМ (определить путевые и узловые расходы, произвести предварительное потокораспределение, выбрать материал труб и их покрытие, определить диаметры отдельных участков магистральной водопроводной сети;
ж) произвести гидравлическую увязку сети с применением ЭВМ, выбрав наиболее оптимальные условия работы сети (по диаметрам магистральных линий, скоростям и потерям напора на участках сети);
з) произвести расчет водоводов на проектные режимы, включая аварию на водоводах;
и) рассчитать высоту ствола водонапорной башни и необходимые напоры насосов станции 2-го подъема при всех расчетных режимах работы сети;
к) произвести конструирование водопроводной сети и деталировку одного из колец сети, составить спецификацию труб, фасонных частей и арматуры.
3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ВОДОПРОВОДНОМ СЕТИ г.УРАЛЬСКА
3.1. Задание на разработку курсового проекта
В задании на проектирование приведены следующие данные: - генплан города Уральска (прил.1);
- источник водоснабжения - река Быстрая;
- географический район расположения города - Средний Урал;
- распределение площади города: жилая территория - 82%, дороги и площади - 11%, зеленые насаждения - 7%;
- плотность населения - 420 чел./ га жилой территории; - преимущественная этажность зданий - 5-6 этажей;
степень благоустройства - жилые здания оборудованы водопроводом и канализацией с ваннами и централизованным горячим водоснабжением;
- в качестве наиболее крупных потребителей воды выделены бани и прачечные (15% жителей пользуются банями, число часов работы бань в сутки - 16), а также туристический комплекс на 1000 проживающих;
- наименование и характеристика промышленного предприятия, забирающего воду из водопроводной сети города, приведена в табл.1;
- противопожарные нужды в городе принять согласно СНиП 2.04.02- 84* и 2.04.01-85*, на промышленном предприятии согласно СНиП 2.04.02- 84* на основании исходных данных из табл.1;
- отметки расчетных уровней забора воды из резервуаров чистой воды насосами насосной станции 2-го подъема: максимальный уровень - 191 м, минимальный уровень -187 м, отметка дна резервуара - 186 м.
3.2. Краткая характеристика объекта водоснабжения
Объектом водоснабжения согласно заданию является город Уральск, расположенный на Среднем Урале. Население города составляет 96430 человек. Рядом с городом протекает река Быстрая, которая и принята за источник водоснабжения с учетом требований по расходам и качеству воды. Город Уральск имеет преимущественный тип застройки 6-7-этажными зданиями. Все здания оборудованы внутренним водопроводом, канализацией, ваннами, централизованным горячим водоснабжением. В городе имеются все необходимые административные и культурно-бытовые
учреждения.
Характеристика наиболее крупного в городе промышленного предприятия (машиностроительного завода), для которого произведен отдельный расчет расходов воды, приведена в табл. 1.
Таблица 1
Характеристика промышленного предприятия
Наименование показателя Наименование предприятия
Число смен в сутки
Кол-во работающих на предприятии (тыс. чел.): а) всего
а) в горячих цехах б) в холодных цехах
Кол-во пользующихся душами (тыс. чел.): а) в сутки
б) в наибольшую смену
Кол-во работающих в максимальную смену (тыс. чел.):
а) в горячих цехах
б) в холодных цехах
Расход воды на производственные нужды (тыс.м3/сут)
Коэффициент часовой неравномерности водопотреб-ления на производственные нужды
Данные для определения расхода воды на нужды пожаротушения:
- степень огнестойкости зданий
- категория производства по пожарной опасности - ширина зданий до 60 м, наибольший объем
зданий (тыс.м3)
Численное значение
Машиностроительный завод 3
5,7 1,9 3,8
3,6 1,4 2,1
0,7 1,4 2,7
II Б
Машиностроительный завод забирает воду из городского водопровода на хозяйственно-питьевые нужды и временно на пополнение оборотных систем технического водопровода предприятия.
3.3. Выбор системы водопровода и трассировка водопроводной сети
Согласно существующей практике проектирования и строительства водопроводов [1, п.2.11] для города Уральска принята система
объединенного хозяйственно-питьевого водопровода с противопожарным водопроводом низкого давления. Учитывая характеристику водопотребителей, в городе принята первая категория надежности подачи воды системой водоснабжения [1, п.4.4].
Вода в город подается насосной станцией 2-го подъема, расположенной на расстоянии 1.3 км от границы города выше по течению реки Быстрой. Магистральную водопроводную сеть проектируем кольцевой в составе четырех колец. При этом все жилые кварталы и промышленные предприятия снабжаются водой непосредственно от магистральных линий. Согласно планировке города, водонапорную башню размещаем в конце города, в наиболее возвышенной его части (система с контррезервуаром).
4. ОПРЕДЕЛЕНИИ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ В ГОРОДЕ 4.1. Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды
Согласно генплану, общая площадь г.Уральска определена в размере 280 га, жилая территория занимает 82% общей площади города или Гжил.= = 229,6 га. При плотности населения Р = 420 чел./га жилой территории число жителей города составляет:
N = Р*Бжи;1.- 229.6*420 = 96430 чел. (1)
В соответствии с заданной степенью благоустройства зданий принята среднесуточная норма водопотребления срж= 300 л/чел. [1, табл.1]. В этой норме учтены расходы на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды населения в жилых и общественных зданиях. Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды будет равен:
N * q M . * k
Qcvm..m 1000
96430*300*0.6
17360 м7сут, (2)
где q ж- удельное водопотребление, принятое 300 л/чел.*сут [1, табл.1], N = 96430 чел. - расчетное число жителей в городе,
к - 0.6 - коэффициен т, учи тывающий отбор 40% среднесуточного расхода воды в систему централизованного горячего водоснабжения [1, п.2.1, примеч.5].
Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водоснабжения равны:
О т = * Q CV, = 1.25 * 17360 = 21700 м5/сут, (3) Q™ = Q с;| ,„=0.85 * 17360 = 14756 м3/сут, (4)
где Ксут.тах = 1.25 - максимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления;
Ксут П11П = 0.85 - минимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления.
Коэффициенты суточной неравномерности водопотребления учитывают уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и
дням недели. В соответствии с [1, п.2.2] Ксутлшх = 1.2 - 1.3, К сут.min- 0.7 -0.9.
Коэффициенты часовой неравномерности водопотребления вычисляют по формулам:
Кч . max
= а х В = 1.2x1.1=1.32, (5) м а х м а х
Кч. mm = аmm хЯmin =0.4x0.7=0.28, (6)
где а - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаемый a max= 1.2-
1.4; ocmin= 0.4- 0.6 [1, п.2.2];
(3 - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте и
принимаемый по нрил. 2 или по [1, табл.2].
Расчеты по определению расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города проводятся в среде Excel и результаты этих расчетов приведены в табл.2.
4.2. Расходы воды на нужды бань и прачечных
Расход воды в городе на бани и прачечные находят в зависимости от их пропускной способности и существующих норм водопотребления. Пропускная способность бань (чел./ч) определяется по формуле
N * a * B
о т*Т* 100
96430* 15*4
26* 16*100
139.1
где N - число жителей в городе, 96430 чел;
а - процент жителей города, пользующихся банями, 15%;
В - среднее число посещений бани одним жителем в месяц, 4; m - число дней работы бань в месяц, 26;
Т - число часов работы бань в сутки, 16 ч;
Согласно действующим правилам планировки и застройки городов нормы накопления индивидуального и массового белья при расчете прачечных составляю тот 180 до 240 кг в день на 1000 жителей. Приняв для данного города норму накопления в 200 кг, получим необходимую пропускную способность прачечных при двухсменной работе:
П
п р
200 * 96.43
1205.4 К<У ( 8)
Таблица 2 Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды
Наименование показателей
И с х о д н ы е д а н н ы е
Общая площадь города, га Плотность населения, чел./га
Среднесуточная норма водопотребления, л/чел.; принимается в
Численное значение
280 420
соответствии с заданной степенью благоустройства зданий (табл.1 СниП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и
сооружения") 300 Коэффициент су точной неравномерности в сутки наибольшего водопотребления, KCVTmax 1,25 Коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий,
режим работы предприятий и другие местные условия (п. 2.2 СниП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и
сооружения", (х1Ш1Х К2 Коэффициент, учитывающий число жителей в городе (согласно
СниП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения", табл. 2), |31ШХ U
Р а с ч ет н ы е вел и ч ин ы
Площадь жилой застройки, га 229,6 Число жителей, тыс. чел. 96,43 Среднесуточный расход воды, тыс. м7сут 17,36 Расход воды в сутки наибольшего водопотребления, тыс.м3/сут 21,70
Коэффициент часовой неравномерности водопотребления,
Кч.щ ах 1,32
Нормы расхода воды приняты: 180 л на одного посетителя бани и 75 л на 1 кг сухого белья [2, прил.З]. Расчетные расходы воды на нужды бань и прачечных приведены в табл.З.
ю
Таблица 3 Расходы воды на нужды бань и прачечных
Наименование показателей
И с х о д н ы е д а н н ы е Количество жителей, пользующихся банями, %
Среднее число посещений бани одним человеком в месяц Число дней работы бань в месяц
Число часов работы бань в су тки
Норма водопотребления на одного посетителя бани, л
Норма накопления индивидуального и массового белья на 1000 жителей в сутки, кг
Число часов работы прачечных в сутки
Норма водопотребления на один кг сухого белья, л
Р асчет ы ы е вел и ч ин ы Пропускная способность бань, чел./ч Пропускная способность прачечных, кг/ч
Расчетный суточный расход воды на нужды бань, м3/сут Расчетный часовой расход воды на нужды бань, м3/ч Расчетный суточный расход воды на нужды прачечных, м3/сут
Расчетный часовой расход воды на нужды прачечных, м3/ч
Численное значение
15 4 26 16 180
200 16 75
139,1 1205,4 400,6 25,0 1446,5 90,4
4.3. Расходы воды на поливку
Согласно заданию дорогами и площадями занято 11% от F06U1., или 30.8 га, зелеными насаждениями - 7%, или 19.6 га. Принимаем, что 8% из 11% площадей, занятых усовершенствованными покрытиями, моются и поливаются механизированным способом, а 3% - вручную.
Расчетные расходы воды на мойку и поливку определены согласно действующим нормам [1, табл.З ]и приведены в табл.4.
4.4. Расход воды в туристическом комплексе
В соответствии с нормативными требованиями [1, табл.1, примеч.2] отдельно определен расход воды туристическим комплексом, размещенным в городской черте. Количество коек - 1000, норма расхода воды принята 150 л/сут [2, прил.3| с учетом приготовления горячей воды в водонагревателе.
Расход воды туркомплексом равен:
Q ,y p .K O M n :,. = ( Ю О О * 1 5 0 ) / 1 0 0 0 = 1 5 0 м3/сут. (9)
Таблица 4 Расходы воды на поливку
Назначение воды
Механизированная мойка усовершенст вованных покрытий