Лекция 6. Расчёт внутреннего водопровода

6.1. Общие положения

 

Целью этого расчёта является определение диаметров труб на участках сети, потерь напора, необходимых для расчёта требуемого напора, и подбора водонапорного оборудования.

Перед расчётом строят аксонометрическую схему водопроводной сети. Схему разбивают на расчётные участки, начиная с диктующей точки водоразбора.

Диктующей точкой называется самая удалённая и высоко располагаемая водоразборная арматура по отношению к ЦТП или к городскому водопроводному колодцу на наружной водопроводной сети.

 

Расчётная схема внутреннего водопровода

Рис.

 

Диктующими точками могут быть точки 1, 1` и 1``. Надо сравнить, начиная с точки 3:

а) потери напора в трубах до каждой конкурирующей точки;

б) высоту расположения над полом каждой водоразборной арматуры в этих точках;

в) свободные напоры водоразборной арматуры в этих точках (Нf).

Диктующей будет та точка водоразбора, у которой сумма перечисленных напоров окажется больше.

Расчётным участком называется участок трубопровода, для которого гидравлические условия движения воды остаются неизменными. Гидравлические условия изменяются:

1) при изменении расхода воды;

2) при изменении диаметра трубопровода;

3) при изменении материала труб;

4) при изменении коэффициента местных сопротивлений (например, в сети горячего водоснабжения).

Требуемый напор определяют только для расчётной ветки (например, от ЦТП до диктующей водоразборной арматуры). Если вода дойдёт до диктующей точки, то она дойдёт и до любой другой точки сети. Вместе с тем следует учесть, что напор в других ветках будет избыточным и поэтому его необходимо гасить или использовать для экономии труб, уменьшая их диаметр.

Диаметр трубы определяют по расходу и скорости движения воды. Скорость [3, п.7.6] – не более 3 м/с. Скорости, близкие к максимальным, принимаются в подводках к водоразборной арматуре – 2,5 м/с. Для полного использования гарантированного напора наружной городской сети в магистралях и стояках рекомендуется принимать скорость 0,9 – 1,2 м/с. Диаметр трубы увеличивают, если скорость движения воды становится больше максимальной.

Диаметр находится из известной формулы

Q = ω·V= Vπd2/4.

На расчётном участке сети потери напора по длине и на местные сопротивления определяют по формуле

Н = il(1+kl),

где i - потери напора на 1 м длины участка в м вод.ст. ( в

таблице для гидравлического расчёта водопроводных труб

[8]);

l – длина расчётного участка, м;

kl – коэффициент местных сопротивлений:

kl = 0,3 – для хозпитьевого водопровода жилых и общественных зданий;

kl = 0,2 – для производственных и объединённых хозяйственно-противопожарных и водопроводов;

kl = 0,15 – для объединённых производственно-противопожарных водопроводов;

kl = 0,1 – для противопожарных водопроводов.

При расчёте кольцевых магистралей кольцо разбивают на две части, намечая расход по каждой из них до точки встречи потоков. Определяют потери напора в каждом полукольце. Невязка должна быть не более ± 5 % от потерь напора в одном из полуколец.

 

6.2. Определение расчётных расходов

 

Сеть водопровода рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода, т.е. на самый неблагоприятный случай водопотребления.

Расчётный максимальный секундный расход определяют по формуле

,

где q0 – нормативный секундный расход водоразборной

арматуры; принимается по [3, приложение 3].

Для расчётных участков тупиковой сети, обслуживающих разные группы водопотребителей (жилые дома, общественные здания и т.д.), q0,S определяют для каждого участка сети, как средневзвешенную величину по произведению числа водоразборной арматуры на вероятность её действия.

.

Для кольцевой сети q0,S определяется для сети в целом и принимается одинаковым для всех расчётных участков.

По [3, приложению 2] определяют секундные расходы для всех типов арматуры. На начальных участках расчётный расход должен быть не меньше максимального расхода водоразборной арматуры, к которой подаётся вода. Например, (см рис. ) на участках 2-3 и 3-4 расход должен быть не меньше 0,3 л/с, а на участке 1-2 q = 0,2 л/c.

1
2
3
4
q=0,2 л/c
q=0,3 л/c
q=0,1 л/c

 

Рис.

- коэффициент, определяемый в зависимости от общего числа водоразборной арматуры N, обслуживаемых расчётным участком сети, и вероятности Р. принимается по [3, приложение 4, табл.1 и 2].

Для одинаковых водопотребителей Р определяется без учёта изменения U/N в различных зданиях:

,

где qhr,u – норма расхода воды в час наибольшего

водопотребления, л/(чел·ч);

N - число водоразборной арматуры в здании однотипных

водопотребителей (например, в жилом доме);

U – число однотипных водопотребителей в здании (например, жителей в жилом доме).

Для отличных групп водопотребителей внутри здания или в разных зданиях Р определяется как средневзвешенная величина по числу водоразборной арматуры N.

.

Отдельно определяют секундный расход холодной (с), горячей (h) воды и общий расход (tot).

Максимальный часовой расход определяют для расчёта повысительных установок с водонапорными баками и гидропневмобаками.

qhr = 0,005q0,hr, л/ч.

где q0,hr – нормативный часовой расход воды водоразборной

арматуры, принимается по [3, приложение 3];

- принимается по N и Phr по [3, приложение 4].

Для системы в целом

.