Расчет канализации

Сточные воды отводятся по трубопроводной конструкции. Мощность системы водоотведения характеризуется способностью пропустить определённый объём жидкости в единицу времени. Зависит, в первую очередь, от диаметра коллектора. Как рассчитать пропускную способность, определить требуемые параметры трубы?

Геометрические параметры

Труба – полое цилиндрическое изделие (см. https://hemkor.ru/nasha-produktsiya/kanalizacionnye-truby.html). Предназначено для подвода или отвода жидкой среды к источнику потребления. Имеет параметры:

• внутренний диаметр;
• наружный диаметр (внутренний диаметр плюс двойная толщина стенки);
• длина канализационной трубы.

Материал для канализационного коллектора:

• чугун;
• полипропилен;
• полиэтилен;
• поливинилхлорид (ПВХ).

Последний вид используется для внутренней и наружной канализации.

Серые ПВХ трубы – это классический поливинилхлорид. Применяются для внутренних систем водоотведения. Рыжие полимерные изделия – НПВХ (непластифицированный ПВХ). Основное отличие продукции, – в прочности. Поэтому, детали из НПВХ применяются для обустройства внутренних и наружных систем водосброса.

Виды канализации

Используются две основные системы:

• напорная;
• самотёчная.

Первая применяется в ограниченных случаях:

• расположение источника стоков, находится ниже основной магистрали системы водоотведения;
• сложный рельеф местности;
• приёмник стоков, расположен выше здания.

Самый распространённый вид – самотёчная система водоотведения. Обусловлено рядом факторов:

• простота конструкции;
• отсутствие внешних принудительных источников движения жидких отходов (электронасоса);
• независимость от электроэнергии;
• упрощённый монтаж;
• применяются менее прочные, значит, более дешёвые изделия.

Параметры магистрали

Основная характеристика системы отвода бытовых и ливневых стоков, – пропускная способность. Зависит от диаметра ПВХ трубы и скорости потока жидкой среды.

Быстрота движения определяется напором стоков. Максимальные показатели получаются при массовом одномоментном сбросе определённого объёма жидких отходов и уклона трубы.

Рекомендуемые значения наклона для частного домостроения:

• для трубы Ø 50 мм, – перепад 30 мм на 1 погонный метр;
• Ø 110 м, – 20 мм на 1 п.м.;
• Ø 160 мм, – 8 мм на 1 п.м.;
• Ø 200 мм, – 7 мм на 1 п.м.

Примечание. Диаметры труб, по ходу стока, должны быть равны или увеличиваться.

Основные показатели приведены в СНиП 2.04.03-85 (СП 32.13330.2012) «Канализация. Наружные сети и сооружения».

Внутренний диаметр

Минимальный диаметр канализационных труб (гл. 5.3 Наименьшие диаметры труб):

• самотечная наружная сеть населённого пункта, – Ø 200 мм;
• частная, внутриквартальная или производственная сеть, – Ø 150 мм;
• ливневая (атмосферные осадки или талая вода) уличная магистраль, – Ø 250 мм;
• ливневый квартальный коллектор, – Ø 200 мм.

Для частного домостроения, на одно жилое здание, возможно применение внешней полимерной магистрали Ø 110 мм.

Рекомендуемые значения для внутренней системы канализации:

Сантехнический прибор	Расчётное количество стоков, л/с	Диаметр отводной трубы, мм
Кухонная мойка	0,67	50
Умывальник	0,17	40–50
Ванна (выпуск через сифон)	0,67	50
Душевой поддон	0,2	50
Унитаз	2	100
Стиральная машина	3	50
Посудомоечная машина	3	50
Трап (в полу) Ø 50	0,5	50

Теоретически, диаметр канализационной магистрали вычисляется с учётом быстроты движения потока.

Предельная быстрота перемещения жидкой среды, в пределах наполнения коллектора:

Диаметр изделия, мм	Скоростной параметр потока Vmin (м/с) при заполнении h/d
	0,6	0,7	0,75	0,8
150–250	0,7	–	–	–
300–400	–	0,8	–	–
450–500	–	–	0,9	–

h/d, – уровень наполненности; показывает соотношение максимального уровня жидкости к внутреннему диаметру коллектора. Значение составляет ≥ 0,3. Для изделий Ø 50–100 мм, показатель составляет 0,3–0,5. Опытным путём установлено, что в частном домостроении объём потока жидкости не превышает 3 л/с.

Расчёт производится по формуле: V*(√ h/d) > k, где

• k, – коэффициент, определяемый веществом труб; для полимеров = 0,5; металл или отличные материалы = 0,6.

Проще и надёжнее, воспользоваться рекомендованными данными СНиП. Другой вариант, – таблица пропускной способности (таблицы Лукиных). Найти данные можно по справочной литературе или воспользоваться услугами интернета.

Таблица приводит значения по расходу жидкой среды и её скорости, в зависимости от параметров коллектора. Данные полезны проектировщикам и профессиональным строителям канализационных сетей.

Исходя из приведённой информации, следует, что подбор труб по пропускной способности, лучше производить по рекомендованным значениям СНиП.

hemkor.ru

Производство расчетов

Режим работы канализационной системы неравномерен на протяжении суток, и произвести точный гидравлический расчет очень сложно. Поэтому при создании проекта применяют эмпирические зависимости, определенные для равномерного потока жидкости. Надо определить такие параметры:

• скорость потока (средняя);
• коэффициент наполнения трубы;
• ее калибр;
• уклон трубопровода.

Если расчет производится для малоэтажного частного здания или дачного домика, то эти параметры можно принять в таких пределах:

1. Заполнение трубы принимается 0,6 при ее диаметре до 20 см, а при ее калибре до 400 мм — 0,7.
2. Так как в частном доме и на даче расход воды для бытовых нужд обычно невелик, то для внутренней системы канализационных труб калибр выбирается так:

• унитаз — 100 мм;
• ванна, смесители и мойка — 50 мм.

1. Дли ливневой и уличной сетей диаметр труб должен составлять 150-200 мм.
2. Скорость потока жидкости — 0,65-0,7 м/сек при указанных выше калибрах труб, при большей или меньшей величине могут произойти засоры в системе.
3. Уклон системы выбирается в зависимости от диаметра трубопровода:

• 2% при использовании труб 50 мм;
• 3% при их калибре в 10 см.

Для многоэтажных строений применяют метод расчета, дающий более точные результаты. Его можно применить и для частного дома.

Проектирование

Для получения правильных результатов надо учитывать такой фактор, как изменение длины труб под действием температуры. Его определяют по такой формуле:

• xL= A* (xT);
• где А — коэффициент теплового линейного расширения, принимаемая 0,13-0,15 мм/м* С (град);
• L — длина трубы в метрах;
• xT — разница температур монтажа и эксплуатации трубопровода (максимальная).

Для устранения нежелательных явлений и компенсации изменения длины трубопровода в зависимости от температуры применяют выполненные на уплотнителях из резины раструбы и фасонные части. С целью упрощения монтажа, сборки канализации и учета строительных допусков патрубки надо устанавливать на каждом этаже здания.

Затем производят гидравлический расчет вертикальных и горизонтальных участков трубопровода. Он считается безнапорным. Учитываются такие факторы:

• расход сбрасываемых сточных вод;
• качество внутренней поверхности труб;
• емкость и пропускная способность канализации.

Первый параметр вычисляют по такой формуле:

• Q = qx + qy;
• где qx — расход воды на участке, л/сек;
• qy — секундный расход воды самого большого потребителя (максимальный), л/сек. Для жилых строений — это смывной бачок унитаза с расходом 1,6 -1,7 л/сек.

Производят расчет расхода стоков в горизонтальной части канализации:

• qs =K* Qx + qo;
• где qo — расход воды для самого емкого потребителя. Таким в доме принято читать ванну с объемом до 170 л. Для расчетов qo=1,1;
• K — коэффициент осредненного сброса сточных вод на отводном участке трубы;
• Qx — часовой расход стоков на проектируемом участке, м³/час.

Для определения K существует таблица. По ней можно его определить в зависимости от количества обслуживаемых сантехнических приборов (N), длины отводного участка трубы (L). Она приведена в специальной литературе.

Рабочая высота стояка канализации — это участок от самой верхней точки закрепления сантехники до места перехода в канализационный спуск. Определяют величину допустимого разряжения на участках, имеющих вентиляцию (или без нее). Она не должна превышать числа 0,9*h3 (высота самого маленького затвора сантехники). Разряжения рассчитываются по методу, указанному в СП-40-102. Там же приведены необходимые для расчета номограммы. По ним рассчитываются самотечные канализационные трубопроводы и их рекомендуемые уклоны.

Вентиляционный стояк должен возвышаться над крышей здания на 0,35 м. Диаметр вытяжных частей участков канализационных стояков одинаков с калибром его сточной части, а общий — равен наибольшему диаметру скрепленных стояков вне зависимости от числа присоединенных к рассчитываемому участку сантехнических приборов. На каждом этаже надо устраивать ревизии (в малоэтажных строениях их можно не делать). Сборный выпуск всегда делается прямолинейным с калибром равным диаметру наибольшего стояка. При монтаже переходов с вертикального участка на горизонтальный блок запрещено применение отвода 90°. Он монтируется из 2-х и более колен по 45°. Для нормальной температурной компенсации трубопровода допуск при расстановке креплений составляет (раструб не удлинен):

• 11 мм при диаметре используемой трубы в 50 мм;
• при калибре в 11 см допускается увеличить эту длину до 13 мм.

Расстояние между креплениями не может быть больше 1,6 м при диаметре трубы в 5 см и 2 м соответственно при ее калибре в 110 мм. При использовании компенсационного патрубка длина соединения может быть увеличена, но не должна превысить 2,8 м.

При расчетах скорость движения потока следует принимать равной, 0,65 м/ сек при диаметре трубы до 150 мм. Уклоны канализационных участков принимают:

• для малого сечения трубопровода (50 мм) они берутся в пределах 0,02-0,3;
• при калибре 10 см это число равно 0,012-0,025;
• при диаметре в 15 см — 0,007-0,01.

Наибольший уклон не должен быть более 0,15 (за исключением участков длиной до 1,6 м).

Если по трубам должно пройти по проекту значительное количество стоков, то уклоны выбираются по наибольшим скоростям потока.

Наполнение трубы H|D (отношение высоты стоящей в ней воды к диаметру) выбирают так:

• при калибре 50-100 мм — 0,25-0,45;
• при диаметрах до 20 см — 0,3-9,6.

Во всех случаях уклон принимается 0,08.

Канализационные выпуски из строения проверяются на выполнение таких условий:

• V *E=0,65 при использовании чугунных труб;
• V * E=0,45 для пластиковых труб;
• где V — объем проходящих стоков;
• E=H|D.

Монтаж

Она обустраивается в такой последовательности:

• для монтажа внутренней сети используются пластиковые трубы сечением 5 и 10 см;
• для вывода канализационных стоков из дома и для устройства стояков применяют трубы большего диаметра;
• при наличии горизонтальных отводов используют крестовины и косые тройники;
• на поворотах трубопровода надо установить фитинги ревизии;
• при необходимости применения малошумной системы канализации применяют; шумопоглащающую изоляцию, которой покрывают и трубы и все детали, применяют толстые амортизирующие прокладки.

Для вывода канализации из здания трубопровод проводят через его фундамент, пробивая в нем отверстие. Диаметр его должен быть не менее 200 мм. Глубина выводной траншеи должна быть около 1 м. На месте прокладки трубы через основание дома вставляют специальную гильзу, калибр которой выбирают так, чтобы между ней и трубой оставалось свободное пространство. Оно заполняется пенопластом.

Далее производятся работы по обустройству внешней сети. В ее состав входят очистные сооружения и трубопровод между домом и септиком. Монтаж производят в такой последовательности:

• прокладывают трубы в канавах с ненормируемой глубиной;
• производят их утепление;
• к септику подключение делается при помощи резинового уплотнения.

Ливневая канализация

Вычисляется максимальный расход водного потока, который должна пропустить система:

• V1=q20*S*D;
• где V1 — максимальный расход ливневой воды при отводе;
• q20 — самое большое количество осадков (л* га/сек), оно выбирается по справочникам;
• S — площадь крыши (га);
• D — специальный коэффициент, показывающий поглощение влаги поверхностью материала (берется из специальной литературы).

Количество осадков выбирают конкретно для местности, где по проекту должно быть построено здание. Для этого используют стандарты из 2.04.03-85 СНиПа.

Коэффициент D берут из таблиц применяемых по проекту материалов для перекрытия кровли и других поверхностей:

• для асфальтобетона D=0,95;
• щебень имеет D=0,4, а при смешивании его с битумом — 0,6;
• этот коэффициент для кровли принят за 1.

Следующий этап расчета — выбор сечения труб под ливневую канализацию. Это делается при помощи специальной таблицы.

В отдельных случаях, при принятии в проекте других способов отведения водного потока, диаметр труб рассчитывают по суммарным расходам входящего объема жидкости.

Решетки, воронки, лотки и другие элементы под ливневую канализацию подбираются исходя из конкретной схемы, указанной в проекте.

Гидравлический расчет составляется при учете всех факторов, имеющих отношение к нормальной работе системы ливневого слива. Основные элементы ее — дренаж и отводные трубы. Для этого надо учесть климатические особенности местности, рельеф и площадь строительного участка, состав грунта.По этим параметрам производят расчет пропускной способности и количество водосточных труб. Их диаметры, глубину залегания в почве и общую нагрузку на дренажную систему под ливневую канализацию вычисляют по методике, указанной в СНиПе. При этом следует учесть, что объединение дренажных и ливневых элементов в общую систему приведет к резкому ухудшению эффективности ее работы. Переполнение труб ливневыми стоками может вызвать разрушения фундамента здания.

Монтажные работы

После проведения всех расчетов можно переходить к созданию системы водоотведения.

Крыша здания должна иметь уклон не менее 2-3° по отношению к длине. Работы производятся в следующей последовательности:

• делаются отверстия под воронки, которые укрепляются с помощью битумной мастики. Стыки тщательно изолируют от попадания влаги;
• если по проекту выбрана линейная система , то подвешивают лотки. При точечном типе соединения устанавливают трубы;
• на втором этапе работ производят монтаж этих систем;
• устраивают защищенный водосброс в коллектор, а если надо, то открытый в виде лотков.

Для монтажа применяют хомуты, закрепленные на стены. Производят разметку с учетом нужного угла уклона труб или лотков.

Для монтажа наземной части ливневой канализации выполняют работы в таком порядке:

• роют траншеи, колодцы (учитывают глубину промерзания почвы) и канавы. Разметку производят при помощи троса-трассера;
• устанавливают наземные водосборники дождевой воды;
• дно вырытых траншей засыпают слоем песка или щебня и трамбуют;
• укладывают трубы и лотки на место;
• объединяют колодцы, уловители песка и приемники дождя в единую систему;
• устанавливают решетки и цементным раствором закрепляют лотки. После этого закрывают трубопроводы;
• производят испытание системы пробной заливкой большой массы воды.

Материалы и инструменты

• бумага, карандаш, калькулятор;
• трубы канализационные чугунные или пластиковые с диаметрами 50-200 мм;
• сантехническая фурнитура: угольники, тройники;
• уплотнители резиновые.

Расчет канализационных сетей может быть сделан своими силами, только найдите специальную литературу и свод строительных норм и правил.

masterseptika.ru

Виды расчетов канализации

Понятие «расчет канализационной сети» обычно включает в себя:

• Расчет уклона канализации к септику, выгребной яме или центральной канализации;
• Расстояния элементов канализации до значимых объектов (относится к наружной системе);
• Гидравлический расчет;
• Определение количества материалов.

Далее подробней ознакомимся со всеми этими пунктами.

Угол наклона

Внутренние системы

Угол наклона трубопровода необходим для обеспечения скорости потока стоков около 70 сантиметров в секунду. Это так называемая самоочищающаяся скорость, при которой имеется меньше всего вероятности, что система засорится.

Существует довольно много методик определения минимального угла уклона канализационной трубы. Однако, выполнять новые расчеты не имеет смысла, так как результаты заранее известны.

Главное, нужно знать, что угол наклона зависит от диаметра труб:

• Если диаметр трубы составляет 40-50 мм, уклон должен быть не менее 3 см на метр.
• Если диаметр составляет 85-100 мм, уклон должен быть не менее 2 см на метр.

Надо сказать, что многие домашние мастера уверены, что чем больше уклон, тем лучше будет функционировать канализационная система. Однако, это мнение не соответствует действительности.

Максимальный наклон должен составлять не более 15 см на один метр. Дело в том, что стоки, которые проходят через трубопровод, неоднородные. При большом наклоне происходит расслоение взвеси на жидкую и твердую субстанцию, в результате чего твердая субстанция оседает на стенках трубопровода.

Исключением являются участки протяжностью до полутора метров, которые примыкают непосредственно к сантехническим приборам. Угол их наклона может быть неограниченным.

Наружные системы

При монтаже наружных канализационных трубопроводов, необходимо соблюдать следующие требования:

• Для труб с внутренним диаметром 150 мм, уклон должен быть не менее 0,8 см на метр;
• Для труб диаметром 200 мм — не менее 0,7 см на метр.

Ливневая канализация

Надо сказать, что расчет ливневой канализации зачастуютребует определения угла наклона не только для трубопровода, но и водоотводных канав. Их минимальный уклон зависит от диаметра и типа покрытия канавы, однако, он составляет не менее 3%, но чаще всего выполняют канавы с уклоном 5-7%. Что касается трубопровода, то минимальный уклон должен быть таким же, как и для вышерассмотренных наружных канализаций.

Расстояние до значимых объектов

Определение расстояний наружной канализации выполняется с учетом того, что система не должна нарушить экологию даже в случае аварии. Поэтому, согласно существующим нормам, установленным СЭС и СНиП, минимальное расстояние до значимых объектов должно быть следующим:

Объект	Расстояние
Расстояние от выгребной ямы или септика до жилого дома	5 м
Водоема	30 м
Колодца или скважины	20 м
Деревьев	3 м
Границ участка и дороги	20 м
Ручья или реки	20 м

Соблюдение этих правил контролируется работниками санэпидемстанций и органами местной власти. За их невыполнение полагается штраф с обязательным переносом канализации.

Обратите внимание! Глубина септика не регламентируется, поэтому ориентироваться следует на трубу, которая подходит к корпусу под определенным уклоном. Что касается глубины промерзания, то она роли не играет, так как внутри конструкции всегда сохраняется плюсовая температура в результате разложения органики.

Гидравлический

Гидравлический расчет канализационных сетей требует определения следующих неизвестных:

• Диаметр трубопровода;
• Степень наполненности системы (h/d).

Надо сказать, что к гидравлическому расчету относится и определение уклона, однако, как уже было сказано выше, обычно используют известные величины, приведенные выше.

Степень наполненности

Работа бытовой канализационной сети в частном доме или квартире предусматривает неполное наполнение труб. По сути это некоторый запас пропускной способности системы, который необходим для обеспечения вентиляции в системе, возможности пропуска всевозможных крупных предметов, и пр.

В зависимости от диаметра трубопровода, установлены следующие оптимальные величины наполняемости:

Диаметр	Максимальная наполняемость
150-250 мм	0,6
300-400 мм	0,7
450-900 мм	0,75

 

Диаметры труб

Выполнять математические расчеты необходимого диаметра труб тоже не имеет смысла, так как существуют общепринятые оптимальные значения:

Предназначение	Диаметр
Для отвода стоков в туалете	100-110 мм
Трубы для отвода стоков из ванной комнаты и кухни	50 мм
Стояк	110 мм

Обратите внимание! При монтаже канализационной сети, по возможности трубопровод должен быть максимально равномерным. Необходимо избегать каких-либо перепадов уровней. Скорость потока должна быть постоянной, что позволит обеспечить наилучшие эксплуатационные свойства системы.

Таким образом, таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей позволяют даже неопытным мастерам правильно выполнить их проект, согласно которому осуществляется монтаж трубопровода.

Ливневая система

С гидравлическим расчетом ливневой системы дела обстоят несколько сложней, так как в данном случае придется воспользоваться формулой — V= q20xSxD, где:

• V — наивысший показатель расхода воды при водоотводе.
• S – площадь поверхности.
• q20 – наибольшая интенсивность осадков. Данный показатель можно найти в справочнике СНиП (зависит от местности).
• D –коэффициент поглощения влаги материалом основания.

Коэффициент поглощения влаги можно узнать из следующей таблицы:

Материал	Коэффициент поглощения D
Щебень с битумом	0,6
Щебень	0,4
Цементобетон	0,85
Асфальтобетон	0,95
Кровля	1

Теперь рассмотрим пример расчета ливневой канализации. Допустим, имеется участок площадью в 1500 м2, из которых 300 м2 занимают клумбы и газоны. Соответственно, газоны будут впитывать осадки, значит необходимо определить, какое количество воды будет поступать на 1200 м2.

К примеру, наибольшая интенсивность осадков составляет 25 л на метр квадратный за час.

В таком случае расчет выполняется следующим образом:

• На участок площадью 1200 квадратных метров за час максимально выпадает 30000 л или 30 м3 осадков. Это то количество воды, которое необходимо отвести.
• Теперь необходимо определить диаметр трубы, который справится с таким количеством осадков. Труба диаметром 110 мм, уложенная с уклонов в 1 см на метр, за секунду способна проводить 6,19 л, что составит за час 2220 л. В нашем случае это слишком мало, поэтому оптимальным вариантом будет труба диаметром 160 мм.
• Из вышеприведенной таблицы следует, что укладывать такую трубу можно с уклоном не менее 0,8 см на метр.

Для более точного расчета, можно умножить объем поступающей воды на коэффициент поглощения влаги, однако, чтобы пропускная способность имела незначительный запас, этого можно не делать. Завершив расчеты, следует приступать своими руками к монтажу самой системы.

Подсчет материалов

После того, как все технические моменты канализации будут рассчитаны, можно узнать какое количество труб и других материалов понадобится для ее монтажа. Это также позволит узнать какова цена проекта.

Выполнить подобный подсчет очень просто – надо начертить план дома или участка в масштабе, после чего нанести на него все элементы канализации. После этого не составит труда посчитать общую длину трубопровода. Вот, пожалуй, и вся инструкция по расчету канализации.

Вывод

Выполнить расчет бытовой канализации под силу каждому домашнему мастеру. Для этого следует воспользоваться данными из приведенных выше таблиц и справочной технической литературы. Результатом этих расчетов станет надежная и долговечная работа канализационной системы.
Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

gidroguru.com

Расчет оптимального уклона

Во избежание застоев необходимо с высокой точностью рассчитать уклон канализации.

Только как рассчитать его правильно? Это можно сделать с помощью 2-х методов:

1. Безрасчетный метод

Используя этот метод вы берете значения, которые рекомендует СНиП. В зависимости от диаметра трубы используются следующие значения уклона:

• d=40-50 миллиметров – 0,03;
• d=85-100 миллиметров – 0,02;
• d=150 миллиметров – 0,008;
• d=200 миллиметров – 0,007.

Таким образом, для расчета общего уклона нужно значение уклона умножить на длину канализации.

2. Расчетный метод

Предполагает самостоятельный расчет значения уклона по формуле: V * √H/d ≧ К, где:

• V, м/с – скорость самоочищения, которая должна быть не менее 70 см/с;
• H – оптимальная наполняемость нечистотами, значение которой должна быть не больше 0,6;
• d – диаметр трубы;
• K – коэффициент, который зависит от материала трубы. Так для труб из стекла и пластика он составляет 0,5, для любых других – 0,6.

Канализация для частного дома

Чтобы рассчитать канализацию в частном доме необходимо правильно подобрать элементы системы:

1. Рассчитать диаметр канализационной трубы. Он зависит от назначения труб, будь они для наружного или внутреннего потребления, а также условий их использования в системе канализации.
2. Рассчитать мощность насоса. При выборе насоса также стоит подумать о его основной функции. Это может быть либо перекачка грязной воды с содержанием твердых добавлений, либо перекачивание фекалий с повышенным содержанием вязких отходов.
3. Рассчитать ливневую канализацию. Единой системы такой канализации нет, все зависит от размеров и особенностей территории. Главное, чтобы ливневая канализация собирала и выводила дождевую воду в специальные места ее скопления.
4. Рассчитать потери в систем. Все зависит от того, как вы будете использовать воду. Будете ли включать одновременно несколько выходов, и в какой дальности друг от друга они будут расположены.

Чтобы рассчитать объем канализации для дома необходимо провести тщательный анализ обслуживаемого участка.

Канализация для квартиры

Рассчитать канализацию в квартире намного проще чем для дома, потому как особенность ее проектирование – это самотечность передвижения воды от точек водоразбора к стояку.

Угол наклона, определяемый строительными нормами и расчет степени прямолинейности участков помогут рассчитать объем емкости для канализации в квартире.

Для того чтобы рассчитать канализационную трубу потребуется проанализировать условия, в которых трубы могут разместиться, учитывая точки выхода воды. Стоит учесть, что трубы должны находиться в удобной доступности, так как при возникновении засоров потребуется чистка. Но зачастую в многоквартирных домах канализация проектируется с условием самоочистки.

Рассчитать объем канализации не составит особого труда если грамотно учесть все нюансы, составить проект в виде схемы и наглядно изучить способы установки.

Наличие качественно установленной канализации, независимо от расположения, будь то частный дом или квартира, создаст комфортные условия для проживания, что не сможет обеспечить ее отсутствие.

econet.ru

Проектирование и расчет системы водопровода и канализации в гражданских зданиях

1 Внутренний водопровод. — 3 —

1.1 Выбор системы и схемы внутреннего водопровода. — 3 —

1.2 Гидравлический расчёт внутреннего водопровода. — 3 —

1.3 Расчет и подбор водомеров. — 6 —

1.4 Определение требуемого напора для системы внутреннего водопровода и подбор насосных агрегатов. — 9 —

2 Внутренняя канализация. — 12 —

2.1 Подбор отводных трубопроводов. — 12 —

2.2 Подбор стояков. — 12 —

2.3 Расчет выпусков. — 13 —

2.4 Ревизии и прочистки. — 15 —

3 Дворовая канализация. — 16 —

Список литературы. — 22 —

Во всех типах зданий, возводимых в канализованных районах, необходимо предусмотреть системы внутреннего водоснабжения и канализации.

Внутренний водопровод – это система трубопроводов и устройств, обеспечивающая подачу воды к санитарно-техническим приборам, пожарным кранам и технологическому оборудованию, обслуживающая одно здание или группу зданий и сооружений и имеющая общее водоизмерительное устройство от сети водопровода населенного пункта или промышленного предприятия.

Внутренняя канализация – система трубопроводов и устройств, обеспечивающая отведение сточных вод от санитарно-технических приборов и технологического оборудования, а также дождевых и талых вод в сеть канализации соответствующего назначения населенного пункта или промышленного предприятия.

Целью данного проектирования является закрепление теоретических знаний по дисциплине "Водоснабжение и водоотведение", закрепление навыков пользования технической литературой, нормами строительного проектирования.

Курсовой проект состоит из двух частей. Задачи первой части курсового проекта:

• проектирование и расчет системы холодного водоснабжения;

• расчет и подбор водомеров;

• расчет требуемого напора для системы внутреннего водопровода и подбор насосной установки.

Задачи второй части:

• проектирование системы внутренней канализации;

• подбор поэтажных отводов и стояков;

• проектирование и расчет дворовой системы канализации;

• построение профиля дворовой канализации.

1.1 Выбор системы и схемы внутреннего водопровода

Выбор системы водопровода производят в зависимости от технико-экономической целесообразности, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, а также с учетом принятой системы наружного водопровода и требования технологии производства [1, п. 4.2].

Система внутреннего водопровода по назначению – хозяйственно-питьевая [1, п. 4.5], по типу сетей – тупиковая [3, п. 3.1]. По расположению магистрали – схема с нижней разводкой.

Определение требуемого напора:

где 10 – минимальный свободный напор на первом этаже в метрах;

n – количество этажей;

4 – потеря напора на каждый последующий этаж, кроме первого в метрах.

Свободный напор в сети наружного водопровода – 24м. Требуемый напор меньше гарантируемого, значит в данном случае схема внутреннего водопровода с повысительными насосами.

В здании установлено 2 поливочных крана диаметром 25 мм [1, п. 10.7].

Внутренний водопровод уложен с уклоном 0,002 для опорожнения сети. Материал труб – оцинкованная сталь (при диаметре труб до 150 мм) [1, п. 10.1].

1.2 Гидравлический расчёт внутреннего водопровода

Целью гидравлического расчета является определение наиболее экономичных диаметров сети при пропуске расчетных расходов, потерь напора по участкам и в системе в целом. Гидравлический расчет сети и насосов без регулирующих ёмкостей производят по максимальному секундному расходу. Расчет ведется по [4].

Максимальный секундный расход q, л/с, определяется по формуле:

где ( ) – расход одним прибором с максимальным водопотреблением;

– величина, определяемая в зависимости от произведения числа приборов (N) на расчетном участке на вероятность их действия (P) [1, приложение 4, таблица 2].

На участке сети от ГВК (главного водопроводного колодца) до насосной станции расчет ведется по , на остальных участках – по .

Прибор с максимальным водопотреблением – ванна со смесителем.

= 0,3 л/с, = 0,2 л/с [1, приложение 3].

Вероятность действия приборов P ( , ) [1, п. 3.4], обслуживающих одинаковых потребителей в здании, определяется по формуле:

где – норма расхода воды, л/ч, в час максимального водопотребления;

U – число потребителей на расчётном участке;

N – число приборов на расчётном участке, обслуживающих U потребителей.

U = 3 (в квартире проживает 3 человека).

При расчёте должны соблюдаться следующие условия:

• скорости движения воды в трубопроводах не должны превышать в магистралях и стояках 1,2 м/с, в подводках – 2,5 м/с; минимальная скорость – 0,7 м/с;

• минимальный диаметр стояка 20 мм, подводок к приборам – 15 мм.

Потери напора на участках трубопровода холодного водоснабжения , м, определяются по формуле: [1, п. 7.7]

где i – потери напора на погонный метр трубы;

l – длина расчётного участка сети;

k_м – коэффициент, учитывающий местные потери напора.

В сетях хозяйственно-питьевых водопроводов в жилых и общественных зданиях k_м =0,3 [1, п. 7.7].

Общие потери напора в сети внутреннего водопровода , м, определяются по формуле:

Таблица 1 – Гидравлический расчёт внутреннего водопровода

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Расчет дождевой канализации базируется на методе предельной интенсивности, суть которого состоит в следующем – расход дождевых вод в коллекторе достигает максимума в том случае, когда продолжительность расчетного дождя равна времени подтекания дождевых вод к данному сечению коллектора. Поэтому для каждого расчетного сечения сначала должна быть определена продолжительность подтекания вод, и соответственно ей рассчитывается удельная интенсивность дождя. Поскольку при этом неизвестны диаметры труб (и соответственно скорости течения воды), расчет носит итерационный характер.

Для г. Заратустровска расчетные характеристики дождя следующие по табл. 4, рис. 1 [1]:

Значение n = 0,71 при Р ≥ 1

Поскольку коллектор проходит по тальвегу с крутыми склонами (по магистральной улице), условия расположения коллектора следует признать неблагоприятными согласно примечанию 3 к табл. 5 [l]. В той же таблице при нашем значении q₂₀ = 100 л/с на га находим, что период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р может быть принят от 3 до 5 лет. В расчете принимаем 3 года.

Рис. 1. Расчетная схема проектируемого участка водостока F4=6га

Параметр дождя А рассчитываем по формуле 4 [1]:

В нашем случае для г. Заратустровска:

A = 100 × 20 0,71 × (1 + lg 3 / lg 100) 1,54 = 1159

Определяем средневзвешенное значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока z_mid . при параметре А = 1159 для водонепроницаемых поверхностей z₁ = 0,24 по табл. 10 [1]; для гравийных покрытий z₂ = 0,09, для грунтовых z₃ = 0,064, для газонов z₄ = 0,038 по табл. 9 [1].

При заданном балансе поверхностей:

z_mid = 0,24 × 0,45 + 0,09 × 0,30 + 0,064 × 0,13 + 0,038 × 0,12 = 0,148

Расчет времени протекания дождевых вод до расчетного участка соответственно ведется по формуле 5 [1]:

t_con принимаем равным 5 мин согласно п. 2.16 [1]. Продолжительность протекания по уличному лотку t_can определяется по формуле:

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам будем определять для каждого расчетного участка по формуле:

Результаты расчета сводятся в таблицу 2, причем по возможности уклоны труб следует стремиться принимать равными уклону местности. Диаметры труб, скорость течения в трубах и пропускная способность трубы определяются по таблицам [2], либо с помощью Имитатора таблиц А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных в программе Microsoft Office Exсel, разработанного Л. И. Рябоконь.

Гидравлический расчет ведется при полном наполнении труб, при этом расчетные скорости должны находиться в пределах, оговоренных в п. 2.34, 2.36 [1]: V_min ≥ 0,7 м/с, V_max ≤ 7 для неметаллических труб; при этом, при Р = 0,33 года допускается принимать V_min = 0,6 м/с.

Определим время добегания вод до конца 1-го расчетного участка в первом приближении (примем скорость течения в трубе 0,7 м/с).

Расчетная удельная интенсивность дождя продолжительностью
t_r = 12,37 мин определится по формуле:

где β принимается по табл. 11 [1] равной 0,65, с введением согласно примечанию 2 к этой таблице, уменьшающей 10 %-ой поправки, учитывающей малое количество расчетных участков (от 4 до 10). Таким образом, для данной расчетной схемы водостока значение коэффициента β принимается равным 0,585.

q_12,37 = A 1,2 / t_r 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 12,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 419,38 л/с на 1 га

Расчетный бассейн для участка 0-1:

По таблицам [2] при наполнении h / d = 1,0 и уклоне местности 0,010 наиболее близкий результат по расходу соответствует диаметру трубы 700 мм – с пропускной способностью Q = 869 л/с и скоростью
V = 2,26 м/с.

В связи с тем, что уклон трубы на участке 0-1 принят равным уклону поверхности и при этом изменилась скорость движения воды по трубе, необходимо произвести перерасчет времени добегания до расчетного сечения и затем, определения нового значения q_r .

q_9,35 = A 1,2 / t_r 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,35 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 517,61 л/с на 1 га

Расчетный расход с новым временем добегания составляет:

Анализ и сопоставление полученного при времени добегания
9,35 мин расчетного расхода с табличными значениями [2] показывают, что он больше предельной пропускной способности трубы диаметром 700 мм. В связи с этим, требуется увеличить сечение до 800 мм.

По таблицам [2] при сечении 800 мм пропускная способность трубы составляет Q = 1241 л/с, а скорость V = 2,47 м/с.

Время добегания воды до расчетного сечения при V = 2,47 м/с составляет:

q_9,24 = A 1,2 / t_r 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,24 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 522,47 л/с на 1 га

На участке 1-2 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы [3] (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
800 мм):

где V_p – скорость течения воды в трубе, м/с;

i – уклон поверхности земли на расчетном участке;

d – диаметр трубы, м.

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
V_р = 2,19 м/с составляет:

Общее время добегания:

q_11,57 = A 1,2 / t_r 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,57 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 441,00 л/с на 1 га

Из таблиц [2] при диаметре 800 мм имеем Q = 1109 л/с и скорость
V = 2,21 м/с. Видно, что пропускная способность при этом диаметре не обеспечивается. Примем диаметр трубы 900 мм.

Из таблиц [2] при диаметре 900 мм имеем Q = 1520 л/с и скорость
V = 2,39 м/с.

Произведем перерасчет времени добегания:

q_11,37 = A 1,2 / t_r 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 446,81 л/с на 1 га

Сравнив полученный расчетный расход 1523,62 л/с с пропускной способностью трубы диаметром 900 мм равную 1520 л/с, делаем вывод, что выбранное сечение обеспечивает пропуск расчетного расхода.

Время добегания воды до начала этого участка составляет
11,37 мин. Поскольку протяженность участка 2-3 равна предыдущему, а уклон – незначительно больший, примем время протока по этому участку равным:

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2244 л/с, скорость
V = 2,86 м/с.

Сечение трубы диаметром 1000 мм обеспечивает пропуск расчетного расхода, т.к. при скорости V = 2,86 м/с и времени добегания 13,15 мин расчетный расход Q составляет 2194,90 л/с.

На участке 3-4 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
1000 мм):

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
V = 2,98 м/с составляет:

t _(3-4)r = 13,08 + 0,017 × 270 / 2,98 = 13,08 + 1,54 = 14,62 мин

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2360 л/с, скорость
V = 3,00 м/с, принятое сечение соответствует расчетному расходу.

ПАРАМЕТРЫ ГЛАВНОГО КОЛЛЕКТОРА ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИ

2.3. Расчет системы канализации здания

Задачей расчета является подбор диаметров и уклонов трубопроводов канализационной сети, обеспечивающих отвод сточных вод от санитарно-технических приборов и сброс их в городской канализационный коллектор в самотечном режиме. Расчет системы канализации жилого здания рекомендуется вести в следующем порядке.

1. Строится расчетная аксонометрическая схема системы канализации здания (если в здании несколько выпусков, рассчитывается только часть системы канализации здания, работающая на один наиболее удаленный от городского коллектора выпуск).

2. Без расчета назначаются диаметры поэтажных отводных линий: на участках, пропускающих расход сточных вод от унитазов, – 100 мм, на других участках – 50 мм.

3. Назначается диаметр стояка (не менее наибольшего диаметра поэтажных отводных линий, если есть унитазы – 100 мм) и проверяется его пропускная способность.

Максимальная пропускная способность вентилируемого стояка из чугунных труб диаметром 100 мм при отводных линиях диаметром также 100 мм и угле присоединения поэтажных ответвлений 90составляет 3,2 л/с, при соответствующих диаметрах 50 мм – 0,8 л/с, при других материалах труб и в других случаях – см табл.6, 7, 8, 9.

Расчетный расход в основании стояка, л/с, определяется

где qtot– общий максимальный расчетный суммарный расход холодной и горячей воды приборами рассчитываемого стояка, л/с, qs – залповый сброс стоков одним прибором, л/с, при наличии на стояке унитазов qs = 1,6 л/с, в других случаях – по прил. 4.

где qtot – суммарный расход холодной и горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором. Для приборов, обычно используемых в жилых зданиях, qtot = 0,25 л/с;  – коэффициент, определяемый по прил. 1 в соответствии с произведениемNPtot. при этомN – количество санитарно-технических приборов на стояке. Общая вероятность действия приборовРtot для расчета систем канализации определяется

где – норма расхода суммарно холодной и горячей воды, л, потребителем в час наибольшего потребления. Для жилых зданий с традиционным комплектом санитарно-технических приборов= 15,6 л/ч; значенияU и N здесь принимаются те же, что и при расчете холодного водоснабжения.

Если расчетный расход qs в основании стояка превысит его максимальную пропускную способность, необходимо увеличить диаметр или изменить угол присоединения к стояку поэтажных ответвлений и тем самым увеличить пропускную способность.

4. Производится расчет горизонтальных трубопроводов (в подвале), выпусков и дворовой канализационной сети. Расчет заключается в подборе таких диаметров и геодезических уклонов, при которых скорости V – не менее самоочищающей скорости 0,7 м/с, при которой происходит вынос отложений в нижней части труб, а наполнение трубопроводов H/d – не менее 0,3 и выполняется условие

где К = 0,5 – для трубопроводов с использованием труб из полимерных материалов; К = 0,6 – для трубопроводов из других материалов.

В тех случаях, когда выполнить эти условия не представляется возможным из-за недостаточной величины расхода сточных вод, участки считаются нерасчетными и прокладываются с уклоном не менее 1/D, гдеD– наружный диаметр трубопровода, мм.

Для расчета используются таблицы для гидравлического расчета самотечных трубопроводов канализации (прил. 5).

По данным гидравлического расчета определяются отметки всех характерных точек внутренних горизонтальных трубопроводов и лотка колодцев дворовой сети. Для защиты от замерзания глубина заложения труб дворовой сети (от поверхности земли до лотка трубы) должна быть не менее глубины промерзания грунта в данном регионе минус 0,3 м. Расстояние от поверхности земли до верха труб должно быть не менее 0,7 м для защиты от разрушения труб колесным транспортом. По итогам расчета определяется величина перепада труб в контрольном колодце, отметка лотка трубы на входе в канализационный коллектор должна быть не ниже отметки лотка этого коллектора.

Пример 2. Конструирование и расчет системы канализации здания.

Исходные данные. здание принимается согласно исходным данным примера 1, глубина заложения уличного канализационного коллектора – 4,0 м.

Решение. На плане этажа размещены канализационные 2 стояка (в туалетах), принято решение предусмотреть из здания 1 выпуск в сторону оси 1 – 1. Аксонометрическая расчетная схема системы канализации представлена на рис. 2.3. Размещение трубопроводов показано на планах этажа и подвала (рис.1.13 и 1.14).

Поэтажные ответвления приняты чугунные, прокладываются непосредственно по полу соответствующего этажа, диаметр до присоединения унитаза (по ходу воды) 50 мм, после присоединения унитаза – 100 мм. Присоединение поэтажных отводных линий к стояку предусмотрено под углом 90 0 .

Стояки приняты чугунные диаметром 100 мм, их вытяжная часть выводится на 0,2 м выше скатной кровли. Предусмотрены ревизии на 1-м и 3-м этажах. Каждый стояк собирает стоки от 12 приборов, вероятность их действия определена по формуле 2.3

При12 приборах на стоякеNPtot = 0,204 и по прил. 1 = 0,450.

По формулам (2.2) и (2.1) определен расчетный расход в основании стояка:

Полученное значение не превышает пропускной способности стояка 3,2 л/с, работоспособность стояка обеспечена.

Прокладка горизонтальных канализационных сетей в подвале здания принята над полом. Назначены расчетные участки 1–2–3 по наиболее длинной ветви в здании. За начальную точку расчета принята точка 3 у наружной стены, отметка низа трубы назначена равной отметке пола подвала – 2,70 м. Отметки низа трубы в точках 2 и 1 назначены в соответствии с результатами гидравлического расчета по табл. 2.1 соответственно – 2,64 и – 2,52.

Рис. 2.3. Расчетная схема канализации здания К1

Расчет канализационной сети

Для защиты от засоров на 1 и 3 этажах на стояках на высоте 1,65 м от пола устанавливаются ревизии, а в основании стояков – прочистки. Также прочистка предусмотрена в точке перепада трубопровода на выходе из здания. Рабочий чертеж «Схема водоотведения здания» представлен на рис 2. 4.

Рис.2.4. Схема водоотведения здания К1

По генеральному плану произведена трассировка дворовой сети, назначены смотровой колодец КК-1 в 3 м от наружной стены, приемный колодец на городской сети ГКК и контрольный колодец ККК в 3 м от ГКК (участки 3–КК1–ККК–ГКК длиной соответственно 3,00 м; 10,00 м; 3,00 м) (см. рис. 1.15). Отметка лотка трубы в точке 3 на выходе из здания назначена 48,00 м при отметке земли 50,20 м в соответствии с глубиной промерзания 2,50 м минус 0,30 м. Перепад трубопровода на выходе из здания составил 0,50 м. Для обеспечения плавного поступления воды в колодец ГКК городской канализации в контрольном колодце КК-2 предусмотрен перепад, величина которого определена расчетом 1,48 м. Все расчеты сведены в табл. 2.1.

На основании данных этой таблицы и генплана составлен продольный профиль дворовой сети (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Профиль дворовой канализационной сети

При этом вначале вычерчивается в установленном масштабе профиль поверхности земли по трассе дворовой сети. На профиль переносятся с генплана канализационные колодцы, коммуникации и откладываются определенные по генплану длины расчетных участков и отметки мест пересечений канализационных сетей с иными коммуникациями. Ниже профиля заполняется бланк установленной формы, в который заносятся результаты вычислений из табл. 2.1 и отметки с генерального плана. Инженерные сети (водопровод, теплосеть, канализация) должны иметь привязку к координатной сети квартала. Вданном примере в соответствии с исходными данными отметка земли по генплану в точке присоединения к коллектору 50,20 м, отметка коллектора на 4,0 м меньше отметки земли – 46,20 м. Трубопровод дворовой сети по результатам расчета примыкает к коллектору на той же отметке, и работа этой системы в самотечном режиме обеспечена.

Источники: http://vunivere.ru/work11816, http://lektsii.org/7-47578.html, http://www.studfiles.ru/preview/3015147/page:7/

septikman.ru