Расчет элементов системы водоснабжения

3.1. Расчет расхода воды в системе

Для расчета и подбора элементов внутреннего водопровода (водопроводной сети, вводов, водомерных узлов с водосчетчиками, насосных повысительных установок, водонапорных баков) необходимо определить расчетные расходы воды (секундные, часовые, суточные).

3.1.1. Определение числа водопотребителей

Для расчета расхода воды системы в целом или на расчетных участках необходимо:

- определить потребителей воды и их число U, число водоразборных устройств N;

- принять или рассчитать секундный расход воды л/с

3.1.2. Определение числа водорасборных устройств

Общее число водопотребителей U, например, в жилых зданиях определяют по средней заселенности U₀ чел./кв. или по санитарной норме площади на одного человека

или ,

где U₀ – средняя заселенность;

n_кв – число квартир;

f – санитарная норма жилой площади на 1 чел.;

F – жилая площадь.

Общее число водоразборных устройств определяется как

, или

N

где N_кв – число водоразборных устройств в одной квартире.

3.1.3. Определение расходов воды

Пользуясь рекомендациями СНиП, определить нормативные расходы воды: часовые, суточные для всех потребителей, а также нормативные расходы воды q_o л/с всеми водоразборными устройствами, установленными на проектируемом объекте.

Исходные данные свести в таблицу (таблица 1).

Таблица 1

Наименование	N	Расход воды	Н, м
секундный, л/с	часовой, л/ч	суточный, л/сут
Общий	Холод.	Горяч.	Общий	Холод.	Горяч.	Общий	Холод.	Гор.
Потребители воды: жильцы и др. Водоразборные устройства: Смесители: умывальников ванн моек Поплавковые краны и др.	U   N1 N2 N3   N4

Секундный расход воды q₀ водоразборной арматурой (прибором) следует принимать из приложения (приложение1):

- различными приборами, обслуживающими одинаковых водопотребителей, на участке тупиковой сети согласно приложению (приложение 2);

- различными приборами, обслуживающими различных водопотребителей, по формуле

где P_i – вероятность действия санитарно-технических приборов, определенных для каждой группы:

q_о,i – секундный расход воды (общий, горячей, холодной) л/с водоразборной арматурой (прибором) (приложение 2) для каждой группы водопотребителей.

Примечания:

1. При устройстве кольцевой сети расход воды q_о следует определять для сети в целом и принимать одинаковым для всех участков.

2. В жилых зданиях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать

л/с; л/с

Определить часовой расход

3.1.4. Расчет вероятности действия приборов

Рассчитать вероятность действия Р(p^tot; p^h; p^c) приборов (при одинаковых водопотребителях в здании)

где q_o – секундный расход воды одним прибором, л/с (приложение 2)

Вычислить максимальный секундный расход воды по формуле

где α – коэффициент (приложение 3), в зависимости от общего числа приборов N и вероятности их действия Р: α = f(N ∙ P).

Для упрощения расчетов можно пользоваться номограммой, составленными для наиболее употребляемых значений q_о равных 0,2; 0,3 л/с и изменяющихся значений q_о (приложение 4).

Нормы расхода воды на одного потребителя, указанные в таблице (приложение 2), учитывают неравномерность потребления воды и охватывают почти всех возможных потребителей.

Норма расхода холодной воды в сутки и в час определяется как разность между общим расходом и расходом горячей воды.

При отличающихся группах водопотребителей в зданиях различного назначения вероятность

Примечания:

1. При отсутствии данных о числе санитарно-технических приборов в здании Р допускается определять по формулам, указанным выше, принимая N = U.

2. При нескольких группах водопотребителей, для которых периоды наибольшего потребления воды не будут совпадать по времени суток, вероятность действия приборов для системы в целом допускается вычислять по выше указанным формулам с учетом понижающих коэффициентов, определяемых при эксплуатации аналогичных систем.

Вероятность использования санитарно-технических приборов для системы в целом следует определять

3.1.5. Определение максимального часового расхода воды

Максимальный часовой расход воды м³/ч следует определять по формуле

где α_hr – коэффициент, определяемый в зависимости от N и Р (приложение 3).

3.1.6. Расчет максимального секундного расчета сточных вод

Максимальный секундный расход сточных вод q^s, л/с следует определять:

- при q^tot ≤ 8 л/с в сетях холодного и горячего водоснабжения, обслуживающих группу приборов

где – расход сточных вод, л/с, от прибора с наибольшим водоотведением (приложение 1);

- в других случаях q^s = q^tot.

3.1.7. Расчет суточного расхода воды

Часовой расход воды м³/ч, за сутки максимального водопотребления следует определять по формуле

При проектировании непосредственного водоразбора из трубопроводов тепловой сети на нужды горячего водоснабжения среднюю температуру горячей воды в водоразборных стояках надлежит поддерживать равной 65 ºС, а нормы расхода горячей воды принимать согласно приложению 3 СНиП с коэффициентом 0,85, при этом общее количество потребляемой воды не изменять.

Суточный расход воды следует определять суммированием расхода воды всеми потребителями с учетом расхода воды на поливку. Суточный расход стоков необходимо принимать равным водопотреблению без учета расхода воды на поливку.

3.2. Гидравлический расчет водопроводной сети

3.2.1. Общие указания гидравлического расчета

Для гидравлического расчета участков трубопроводов водопроводной сети на пропуск расчетных расходов воды рекомендуется составлять таблицы по формам А и Б.

Удельные потери напора i определить по таблицам (приложение 5) при скоростях движения воды не более 1,5 м/с в магистралях и стояках и 2,5 м/с в подводках, при пожаротушении не более 3 м/с.

Итогом расчета (форма А) является определение суммарных потерь напора по длине всего расчетного направления от диктующей расчетной точки 1 до точки присоединения ввода.

Диаметром трубопроводов водоразборных стояков в секционном узле следует выбирать по расчетному расходу в стояке с коэффициентом 0,7.

Форма А – Гидравлический расчет водопроводной сети

Расчетный участок	Длина участка, l, м	Число водоразборных устройств, N	Вероятность дей-ствия водоразбор-ных устройств, Р	N ∙ P	α	расчетный расход воды, qр, м/с	Диметр условного прохода, Dy, мм	Скорость, v, м/с	Потери напора, м
на единицу длины l	на участке h=i∙l
1-2 2-3 3-4 и.т.д. Ввод

Форма Б – Расчет хозяйственно-противопожарной водопроводной сети

Расчетный участок	Длина участка, l, м	Хозяйственный расход, qх.р, л/с	Пожарный расход, qп, л/с	Суммарный расход, qр.п, л/с	Диметр условного прохода, Dy, мм	Скорость, v, м/с	Потери напора, м
на единицу длины l	на участке h=i∙l
ПК-10’ 10’-11’ Ввод

3.2.2. Определение потерь напора на участках сети

Потери напора на участках трубопроводов систем холодного водоснабжения Н,м следует определять

Значение k_l следует принимать:

0,3 – в сетях хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий;

0,2 – в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов жилых и общественных зданий;

0,15 – в сетях объединенных производственных противопожарных водопроводов;

0,1 – в сетях противопожарных водопроводов.

i – по приложению 5.

При объединении стояков в секционные узлы потери напора в узле следует определять по формуле

где m – число стояков в узле;

f – коэффициент, учитывающий характер водоразбора в системе и принимаемый:

0,5 – для систем хозяйственного водопровода;

0,3 – для систем хозяйственно-противопожарного водопровода.

3.3. Определение требуемого напора

Для определения требуемого напора Н_тр необходимо вычислить геометрическую высоту подъема воды от отметки колодца, где присоединен ввод, до отметки диктующей расчетной точки и потери напора в водомерном узле h_вод, которые вычисляют после подбора водосчетчика.

Диктующее водоразборное устройство должно иметь наибольший требуемый напор.

3.3.1. Подбор водосчетчика

Подбор водосчетчика производить по номинальному часовому расходу Q_ном, л/ч:

где q_u – общая норма расхода воды в системе потребителем в сутки, ;

∑U – сумма всех водопотребителей.

По таблице принимают водосчетчик определенного калибра и его гидравлическое сопротивление S_сч (приложение 6).

Водосчетчик подбирается так, чтобы потери напора в нем не превышали допустимых (2,5 м для крыльчатых и 1 м для турбинных).

Затем требуемый напор сравнить с гарантийным и определить недостающий напор, который могут обеспечить повысительные насосы (рабочие и резервные).

3.3.2. Подбор насосов

Насосы подбирать по общему расходу воды Q_p (приложение 7):

- при отсутствии регулируемой емкости – не менее максимального секундного расхода воды;

- при наличии водонапорного или гидропневматического бака и насосов, работающих в повторно-кратковременном режиме – не менее максимального часового расхода воды.

Располагать насосные установки непосредственно под жилыми квартирами, детскими или групповыми комнатами детских садов и яслей, классами школ, больничными помещениями не допускается.

В отдельных случаях по согласованию СЭС допускается располагать в перечисленных помещениях, предусмотрев мероприятия по снижению шума. Уровень шума в помещениях не должен превышать 30 дб.

При наличии в зданиях и сооружениях систем холодного и централизованного горячего водоснабжения при закрытой схеме теплоснабжения надлежит предусматривать повысительную насосную установку для подачи общего расхода воды на холодное и горячее водоснабжение.

3.3.3. Определение расчетного напора

Напор для системы холодного и горячего водоснабжения Н_р следует определять с учетом наименьшего гарантированного напора в наружной водопроводной сети по формуле

где H_geom – геометрическая высота подачи воды, м, от оси насоса до требуемого санитарно-технического прибора;

H_f – средний напор, м у санитарно-технического прибора, принимаемый согласно приложению ???;

H_g – наименьший гарантированный напор в наружной водопроводной сети.

∑H_tot,l – сумма потерь напора в трубопроводах системы водоснабжения, м.

где S – гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое по таблице (приложение 6);

q_о – расчетный секундный расход воды q(q^tot; q^h; q^c).

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 (или насосов) во взаимодействии с водопроводными баками.

3.3.4. Расчет расхода воды на пожаротушение

После гидравлического расчета водопроводной сети выполнить проверочный расчет на пропуск пожарного расхода воды (форма Б)

где q_п – расход воды на пожаротушение (min)

где n_ст – количество струй;

q_оп – расход воды на одну струю.

Расход воды и число струй на внутреннее пожаротушение в общественных и производственных зданиях определяется в зависимости от степени огнестойкости, категории зданий по пожарной опасности и строительного объема, тыс.м³ по таблице 2, глава 6; жилых, общественных и вспомогательных зданий – по таблице 1, глава 6 СНиП.

Напор, м, у пожарного крана определяется в зависимости от производительности пожарной струи, л/с и длины рукава по таблице 3, глава 6 СНиП.

Расчет запасной и регулируемой емкости (водопроводных баков) предусматривает определение объема, необходимого для неприкосновенного противопожарного объема, достаточного для регулирования неравномерного режима водопотребления (подача воды из бака в сеть) и поступления воды в бак (подача насосами). Запас воды на противопожарные нужды принимают из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара.

Гидростатический напор в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должен превышать 60 м.

Гидростатический напор в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана не должен превышать 90 м.

Регулирующий объем емкости W, м³ определяется в соответствии с требованиями СНиП.