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
.