Курсовая работа Водоснабжение. курсач. Водоснабжение зданий и отдельных объектов. Классификация систем водоснабжения. Схемы сетей внутренних водопроводов
 Скачать 2.76 Mb.
|
|
Запорная арматура – пробковые проходные краны, запорные вентили или (рис. 1.8а), задвижки (рис. 1.8б) – предназначена для отключения отдельных участков водопроводной сети. Поплавковые клапаны, как и смывные краны, являясь водоразборными устройствами, могут быть отнесены к самозапирающейся запорной арматуре. На трубопроводах диаметром более 50 мм в качестве запорной арматуры устанавливают задвижки, а на трубопроводах меньших диаметров – вентили или шаровые краны.  Водоразборная арматура – краны водоразборные, туалетные, смесительные, лабораторные, банные, поливочные, писсуарные, смывные, пожарные и т.д. В зависимости от вида перемещения затвора водоразборную арматуру подразделяют на два типа: вентильную и пробковую. К водоразборной арматуре относятся также смесители, предназначенные для смешения холодной и горячей воды. Водоразборные пожарные краны диаметром 50 и 65 мм представляют собой вентили с наружной и внутренней резьбой на концах для ввертывания в тройники пожарного стояка и для присоединения быстросмыкающихся полугаек. Регулировочная арматура (регуляторы расхода, напора, регулировочные вентили и т.п.) предназначена для регулирования расхода воды, а также для поддержания определенного напора и сети или перед водоразборными приборами. Регулировочная арматура обеспечивает нормальные условия эксплуатации водоразборной арматуры и повышает гидравлическую устойчивость всей системы. Регуляторы давления, например, понижают избыточный напор и поддерживают его постоянным «после себя», поэтому их устанавливают на вводах в здания и квартиры, на этажах многоэтажных зданий и т.п. Предохранительная арматура (предохранительные клапаны) предназначена для защиты от повреждения сети и оборудования при внезапном повышении напора. Пружинные или рычажные клапаны диаметром 20 – 100 мм применяют при давлениях до 1,6 МПа. К предохранительной арматуре относятся также обратные клапаны различной конструкции, обеспечивающие движение воды в трубопроводе только в одном направлении. 1.7. Устройство водопроводных вводов Вводом внутреннего водопровода считается участок трубопровода, соединяющий наружный водопровод с внутренней водопроводной сетью до водомерного узла или запорной арматуры, размещенных внутри здания. К наружной водопроводной сети ввод присоединяют с помощью седелки (рис.1.9) (если нельзя отключить наружный водопровод), путем сварки трубы ввода, врезки тройника (при возможности отключения наружного водопровода) или с помощью заранее установленных соединительных частей.  Рис. 1.10. Схемы устройства вводов в здания: а – косой ввод; б – кольцевание двумя вводами; в – два ввода в ЦТП; 1 –ввод; 2 – врезка ввода в наружную сеть; 3 – задвижка; 4 – обратный клапан; 5 – водомерные узлы; 6 – разделительная задвижка; 7 – вводы в одной траншее; 8 – кольцевая сеть 1.8. Измерение и учет расхода воды. Водомерные узлы и водосчетчики Для учета количества потребляемой воды в системах водоснабжения зданий устанавливают водосчетчики или расходомеры – контрольно-измерительные интегрирующие приборы. Водосчетчик устанавливают на трубопроводе между двумя задвижками или вентилями, в результате чего образуетсяводомерный узел. Счетчики воды устанавливают: – на вводах холодного и горячего водоснабжения в каждое здание, – на вводах в каждую квартиру (по СНиП) и на всех ответвлениях трубопроводов в отдельные помещения: магазины, рестораны и др. На раздельном противопожарном водопроводе счетчик воды устанавливать не требуется.  Различают водомерные узлы простые (без обводной линии) и с обводной линией, на которой устанавливают вентиль или задвижку в закрытом (опломбированном) положении (рис. 1.11).  Рис. 1.11. Водомерный узел с обводной линией: а) гидравлическая схема, б) внешний вид; 1, 4, 5 – запорная арматура; 2 – счетчик воды; 3 – контрольно-спускной ран; 6 – фланцевые соединения трубопроводов; 7 – трубопровод ввода; 8 – сетчатый фильтр Водосчетчики скоростные Перед водосчетчиками рекомендуется предусматривать прямой участок трубы длиной, равной пя- ти ее диаметрам. При подборе водосчетчика следует учитывать его гидрометрические характеристики: средний ча- совой расход при длительной эксплуатации, предел чувствительности, область учета, а также допустимые значения потерь напора.  Рис. 1.12. Водосчетчики скоростные: а – крыльчатый; б – турбинный; в – ком- бинированный; 1 – входной патрубок; 2 – корпус; 3 – счетный механизм; 4 – ци- ферблаты; 5 – крышка; 6 – передаточный механизм; 7 – крыльчатка (турбинка); 8 – струевыпрямитель; 9 –клапан; 10 – турбинный водосчетчик; 11 – крыльчатый водосчетчик Перед водосчетчиками рекомендуется предусматривать прямой участок трубы длиной, равной пяти ее диаметрам. При подборе водосчетчика следует учитывать его гидрометрические характеристики: средний часовой расход при длительной эксплуатации, предел чувствительности, область учета, а также допусти- мые значения потерь напора. 1.9. Режимы и нормы водопотребления Режим водопотребления во внутренних водопроводах характеризуется неравномерностью и зависит от числа водоразборных устройств, числа потребителей, этажности и назначения здания и многих других факторов. Различается неравномерность потребления воды по часам суток, дням недели и сезонам года.Расход воды в зданиях по часам суток изменяется существенно: наблюдаются периоды минимальных, увеличенных и максимальных расходов. В ночное время, например, в жилых и общественных зданиях полезный расход воды может отсутствовать. 1.10. Давления (напоры) в системах внутренних водопроводов Система водоснабжения должна обеспечить подачу воды ко всем водоразборным устройствам (ар-матуре). При этом потребитель должен получить расход воды не меньше нормированного q0(л/с) или q0,hr (л/ч). Водоразборное устройство из числа установленных на сети внутреннего водопровода, расположенное выше всех других и находящееся дальше других от точки присоединения внутренней сети к наружной, а также имеющее наибольший рабочий напор Нf называется диктующим водоразбором, или диктующей водоразборной точкой. В о д о с н а б ж е н и е з д а н и й Водоразборная арматура (устройство) или расчетная точка, расположенная на верхнем этаже здания и требующая наибольшего напора (Нтр), называется диктующей. Требуемый напор должен обеспечить подъем воды до диктующего водоразборного устройства на высоту Нг, возместить потери напора Δh на преодоление всех сопротивлений по пути движения воды и создать необходимый рабочий (свободный) напор Нf, обеспечивающий нормативный расход q0: Нтр = Нг + Δh + Нf Внутренний водопровод считается обеспеченным напором от наружного водопровода, если в точке присоединения ввода гарантированный (наименьший) напор Нгар в наружной сети будет равен требуемому напору Нтрдля внутреннего водопровода, т.е. Нтр = Нгар. Если располагаемый (фактический) напор во вводе меньше требуемого, то необходима установка водонапорной установки: – в случае если напор в наружной сети меньше требуемого только в определенные часы, то воз- можна установка водонапорного бака; – в случае если напора в наружной сети недостаточно в течение большей части или всего времени, то необходима насосная установка. Напор (давление), который должны создавать насосы (недостающий напор), равен разнице между требуемым напором и минимальным (гарантированным) напором в наружной сети: Ннас = Нтр – Нгар  Чем больше избыточный напор перед водоразборной арматурой,тем больше непроизводительные расходы воды. У водоразборной арматуры, расположенной на нижних этажах здания, фактические напоры всегда больше требуемых. Избыточные напоры в зданиях не только создают расходы воды, но и увеличивают потери воды, главным образом, через поплавковые клапаны смывных бачков. Для уменьшения избыточных напоров требуется установка диафрагм и регуляторов давления. Установка диафрагм у водоразборной арматуры показана на Рис.1.14 Р  ис. 1.15. Схема параллельного зо-нирования системы водоснабжениямикрорайона с разноэтажной застройкой:1 – ввод; 2 – здание ЦТП; 3 и 4 – сети верхней и нижней зон Параллельное зонирование сетей в микрорайонах с разноэтажной застройкой приводит к максимальному использованию гарантированного напора в нижних этажах зданий; верхние этажи обеспечиваются напором от повысительных насосных установок. Как видно из рис. 1.15, при параллельном зонировании требуется устройство двух сетей – для нижней и верхней зон. При параллельном зонировании снижаются избыточные напоры, сокращаются непроизводительные расходы воды и утечки, снижается общий расход воды на и расход электроэнергии. Экономия электроэнергиии воды компенсируют дополнительные затраты на прокладку двух сетей. 1.11. Расчет внутреннего водопровода Для проведения расчета внутреннего водопровода должны быть выявлены основные потребители воды на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды, выбрана принципиальная система водоснабжения и составлена аксонометрическая схема внутренней водопроводной сети, т.е. уточнены точки ее присоединения к наружной сети (источнику снабжения водой) и определены места размещения водомерных узлов, водонапорных установок и водоразборной арматуры, определены диктующая (расчетная) водоразборная точка (арматура) и «расчетное направление» от этой точки до колодца наружной сети. Для выполнения расчета необходимо знать нормы водопотребления, число потребителей, число и характеристики водоразборной арматуры (нормативные расходы и напоры). Расчет внутреннего водопровода включает: – определение общего расхода воды; – гидравлический расчет отдельных участков расчетного направления водопроводной сети; – подбор водосчетчика, водонапорных установок и другого оборудования. Основная цель гидравлического расчета – определение диаметров отдельных участков водопроводной сети и требуемого напора для обеспечения надежной подачи воды к водоразборным устройствам. Максимальный суточный расход воды, м3/сут, на хозяйственно-питьевые нужды в жилых зданиях определяют по формуле: Qcym = Q0UKcym/1000, где Q0 – норма максимального потребления воды на одного человека, л/(сут·чел); U – расчетное число жителей; Ксут – коэффициент суточной неравномерности потребления воды. В производственных зданиях расходы воды, м3/сут, на хозяйственно-питьевые нужды определяют по формуле: Qcym = Q1u1/1000 + Q2u2/1000, где Q1 и Q2 – нормы водопотребления на одного работающего в горячих и холодных цехах, л/смену; u1 и u2– число работающих в этих цехах. Расход воды, м3/сут, на производственные нужды и режим водопотребления определяют с учетом данных, полученных на основании изучения технологии производства, по формуле: Qпр = q0mz/1000, где q0– норма расхода воды на единицу выпускаемой продукции или на единицу производствен ного оборудования; m – число единиц выпускаемой продукции в смену или число работающего оборудования; z – число смен в сутки. Расход воды для расчета внутреннего водопровода определяют как сумму максимальных расходов воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Секундный расчетный расход воды q л/с, на участке водопроводной сети можно определить как произведение числа одновременно действующих водоразборных устройств n и характерного для всех секундного расхода воды q0: qр = nq0 Секундные расходы воды для каждого водоразборного устройства нормируются для определенного рабочего напора, но фактически в жилых зданиях при различных напорах и степени открытия водоразборных устройств для них может быть принят средний (характерный) расход 0,2 л/с (для холодной воды). Для разнотипных приборов, у которых характерный расход отличается от 0,2 л/с, число одновременно действующих водоразборных приборов n из числа установленных можно определить по формуле: n = α/0,2 = 5α, где α – коэффициент, зависящий от вероятности работы Р и числа установленных на расчетном участке водоразборных устройств N: α = f(NP). Величину α для различных значений N и Р следует принимать по данным приложения 4, СНиП 2.04.01-85*. Расчетный секундный расход воды, л/с, на участке определяют по формуле: qp = 5αq0. В зданиях с различными потребителями или на участках, объектах, где установлены разные водоразборные устройства с существенно отличающимися нормативными расходами, значение q0следует определять как средневзвешенную величину. Вероятность действия Р определяется как отношение продолжительности t действия водоразборного устройства к выбранному расчетному периоду (сутки, час, смена): Р = t/T. Продолжительность действия водоразборного устройства определяют как отношение количества воды Uqhr, израсходованной в течение 1 ч всеми потребителями U, к секундному нормативному расходу воды q0 от всех водоразборных устройств N, т.е.: t = (qhrU)/(q0N), где qhr– часовой расход в час максимального водопотребления, л/ч. Если расчетный период принять Т = 3600 с, то вероятность одновременного действия водоразборных устройств будет  По этой формуле определяют вероятность Р для всего здания, например, жилого, так как на от- дельных участках изменение отношения U к N не имеет существенного различия. В о д о с н а б ж е н и е з д а н и й Число потребителей U в современных жилых зданиях определяют либо по средней заселенности и числу квартир, либо по санитарной норме жилой площади и всей жилой площади здании. Определение диаметров труб на расчетном участке – наиболее ответственная часть расчета водопроводной сети. Диаметры труб определяют по расчетному расходу воды, проходящему по данному участку и наиболее экономичной скорости. Экономически наивыгоднейшая скорость определяется наименьшей суммой затрат на строительство сети (капитальные затраты) и затрат на подачу воды (эксплуатационные затраты). По рекомендациям НИИ санитарной техники экономичными можно считать скорости 0,9 – 1,2 м/с, в трубопроводах производственных водопроводов – не более 1,2 м/с, а в трубопроводах спринклерных и дренчерных установок – не более 10 м/с. Скорость движения воды в магистральных трубопроводах и стояках рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, а в подводках к водоразборным устройствам – не более 2,5 м/с. Для определения диаметров труб и потерь напора в них обычно пользуются «Таблицами для гидравлического расчета водопроводных труб» (Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф., М.: Стройиздат, 1984). Определение потерь напора. В сетях внутреннего водопровода определяют потери напора на трение по длине труб для каждого расчетного участка и потери напора на местные сопротивления в соединительных частях и арматуре. Потери напора на трение по длине труб определяют по формуле: hl = il = Аlq2, где l – длина расчетного участка трубопровода, м; i – гидравлический уклон (потери на 1 м длины), А – удельное сопротивление трубы. Потеря напора на единицу длины тем больше, чем меньше диаметр и больше расход воды. Местные потери напора в сетях внутреннего водопровода в соответствии со СНиП определяют приблизительно как 10 – 30 % потерь напора по длине труб, а именно: для сетей противопожарного водопровода………………… ….10 % для объединенного производственно-противопожарноговодопровода………………………………….15 % для объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода……………………………………………………….20 % для хозяйственно-питьевого водопровода……………… ……..30 % После гидравлического расчета отдельных участков труб на главном расчетном направлении ино- гда производят расчет других распределительных трубопроводов (ответвлений). При однотипных кон- структивных решениях участков водопроводной сети (стояки, подводки к водоразборной арматуре) диаметры отдельных трубопроводов принимают по аналогии с рассчитанными участками. |