Меню Рубрики

Формула расчета расхода систем водоснабжения в жилых домах

Тема данной статьи — расчет водопроводных сетей в частном доме. Потому, что обычная схема водоснабжения маленького коттеджа не отличается высокой сложностью, нам не нужно будет лезть в дебри сложных формул; но некоторое количество теории читателю вынужденно нужно будет усвоить.

Чем, фактически, система водоснабжения в частном доме несложнее, нежели в многоквартирном строении (очевидно, кроме общего числа сантехнических устройств)?

Принципиальных отличия два:

  • На тёплой воде, в большинстве случаев, нет необходимости снабжать постоянную циркуляцию через стояки и полотенцесушители.

При наличии циркуляционных врезок расчет водопроводной сети тёплой воды заметно усложняется: трубам необходимо пропустить через себя не только разбираемую жильцами воду, но и непрерывно оборачивающиеся веса воды.

В нашем же случае расстояние от сантехприборов до бойлера, колонки либо врезки в автостраду достаточно мало, дабы не уделять внимания скорости подачи ГВС к крану.

Принципиально важно: Тем, кто не сталкивался с циркуляционными схемами ГВС — в современных многоквартирных зданиях стояки тёплого водоснабжения соединяются попарно. За счет отличия давлений на врезках, создаваемой подпорной шайбой, через стояки непрерывно циркулирует вода. Тем самым обеспечивается стремительная подача ГВС к смесителям и круглогодичный нагрев полотенцесушителей в ванных .

  • Водопровод в частном доме разводится по тупиковой схеме, что подразумевает постоянную нагрузку на отдельные участки разводки. Для сравнения — расчет водопроводной кольцевой сети (разрешающей запитать любой участок водопровода из двух и более источников) обязан выполняться раздельно для каждой из вероятных схем подключения.
  1. Оценить расход воды при пиковом потреблении.
  2. Выполнить расчет сечения водопроводной трубы, талантливой обеспечить данный расход при приемлемой скорости потока.

Справка: большая скорость потока воды, при которой он не порождает гидравлических шумов, образовывает около 1,5 м/с.

  1. Вычислить напор на концевом сантехническом приборе. Если он будет неприемлемо низким, стоит поразмыслить или об повышении диаметра трубопровода, или об установке промежуточной подкачки.

Задачи сформулированы. Приступим.

Его возможно примерно оценить по нормам расхода для отдельных сантехнических устройств. Данные при жажде несложно отыскать в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85; для удобства читателя мы приведем выдержку из него.

В многоквартирных зданиях при расчете расхода употребляется коэффициент возможности одновременного применения устройств. Нам достаточно расход воды через устройства, каковые смогут употребляться в один момент. Скажем, мойка, душевая унитаз и кабинка дадут неспециализированный расход, равный 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л/с.

Расчет сечения трубы водопровода возможно выполнен двумя методами:

  1. Подбором по таблице значений.
  2. Расчетом по большой допустимой скорости потока.

Фактически, таблица не требует каких-либо комментариев.

Скажем, для расхода в 0,34 л/с достаточно трубы ДУ15.

Обратите внимание: ДУ (условный проход) приблизительно равен внутреннему диаметру водогазопроводной трубы. У полимерных труб, маркирующихся внешним диаметром, внутренний отличается от него приблизительно на ход: скажем, 40-миллиметровая полипропиленовая труба имеет внутренний диаметр около 32 мм.

Расчет диаметра водопровода по расходу воды через него возможно выполнен с применением двух несложных формул:

  1. Формулы расчета площади сечения по его радиусу.
  2. Формулы расчета расхода через известное сечение при известной скорости потока.

Первая формула имеет форму S = ? r ^2. В ней:

  • S — искомая площадь сечения.
  • ? — число «пи» (приблизительно 3,1415).
  • r — радиус сечения (добрая половина ДУ либо внутреннего диаметра трубы).

Вторая формула выглядит как Q = VS, где:

  • Q — расход;
  • V — скорость потока;
  • S — площадь сечения.

Для удобства вычислений все величины переводятся в СИ — метры, квадратные метры, метры в секунду и кубические метры в секунду.

Давайте своими руками вычислим минимальный ДУ трубы для следующих вводных данных:

  • Расход через нее образовывает все те же 0,34 литра в секунду.
  • Скорость потока, применяемая в вычислениях — максимально допустимые 1,5 м/с.
  1. Расход в величинах СИ будет равным 0,00034 м3/с.
  2. Площадь сечения в соответствии с второй формулы должна быть не меньше 0,00034/1,5=0,00027 м2.
  3. Квадрат радиуса в соответствии с первой формулы равен 0,00027/3,1415=0,000086.
  4. Извлекаем из этого числа квадратный корень. Радиус равен 0,0092 метра.
  5. Чтобы получить ДУ либо внутренний диаметр, умножаем радиус на два. Итог — 0,0184 метра, либо 18 миллиметров. Как легко подметить, он близок к взятому первым методом, хоть и не сходится с ним в точности.

Начнем с нескольких неспециализированных замечаний:

  • Обычное давление в магистрали холодного водоснабжения образовывает от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции либо водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и последовательности других факторов.
  • Полный минимум напора, который разрешает работать всем современным сантехническим устройствам и применяющей воду бытовой технике — 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, например, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Маленький запас компенсирует неучтенные утраты в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

Нам необходимо вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. В случае если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров — наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. В случае если меньше — необходимо или увеличивать диаметр трубы, или размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, очевидно превысит рост затрат на трубы из-за повышения их диаметра на один ход).

Так как же выполняется расчет напора в водопроводной сети?

Тут действует формула H = iL(1+K), в которой:

  • H — сокровенное значение падения напора.
  • i — так называемый гидравлический уклон трубопровода.
  • L — протяженность трубы.
  • K — коэффициент, который определяется функциональностью водопровода.

Несложнее всего выяснить коэффициент К.

  • 0,3 для хозяйственно-питьевого назначения.
  • 0,2 для промышленного либо пожарно-хозяйственного.
  • 0,15 для пожарно-производственного.
  • 0,10 для пожарного.

С измерением длины трубопровода либо его участка также особенных сложностей не появляется; а вот понятие гидравлического уклона требует отдельного беседы.

На его значение воздействуют следующие факторы:

  1. Шероховатость стенок трубы, которая, со своей стороны, зависит от их возраста и материала. Пластики владеют более ровной поверхностью по сравнению со сталью либо чугуном; помимо этого, металлические трубы со временем зарастают ржавчиной и известковыми отложениями.
  2. Диаметр трубы. Тут действует обратная зависимость: чем он меньше, тем большее сопротивление трубопровод оказывает перемещению воды в нем.
  3. Скорость потока. С ее повышением сопротивление также возрастает.

Некоторое время назад приходилось дополнительно учитывать гидравлические утраты на запорной арматуре; но современные полнопроходные шаровые вентиля создают приблизительно такое же сопротивление, что и труба, исходя из этого ими возможно смело пренебречь.

Вычислить гидравлический уклон своими силами очень проблематично, но, к счастью, в этом и нет необходимости: все нужные значения возможно отыскать в так называемых таблицах Шевелева.

Дабы читатель представил себе, о чем идет обращение, приведем маленькой фрагмент одной из таблиц для пластиковой трубы диаметром 20 мм.

ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ И СТОКОВ

Для расчета принят 16 этажный многоквартирный дом, расположенный в 1 строительно-климатическом районе; (4 секции; N = 256 квартир; 3 чел в квартире; U = 768 чел (256·3); 16 канализационных стояков. Дом благоустроен системами холодного и горячего водопровода и системой противопожарного водопровода.

Дом оборудован санитарно-техническими приборами:

— унитаз со смывным бачком вместимостью 6,5 л.

В каждой квартире четыре точки водоразбора в системе холодного водопровода (256·4=1024) и три точки в системе горячего водопровода (256·3 = 768).

— все виды расчетных расходов воды для дома в целом;

— расчетные расходы стоков для одного канализационного стояка;

— расчетные расходы стоков для дома в целом (длина выпуска L = 100 м);

— расчетные расходы стоков для секционного выпуска (L = 15 м), объединяющего 4 стояка в одной секции дома.

6.1.3 По таблице А.2, СТО 5.2-01 принимаем исходные данные и сводим в таблицу 6.1.1.

6.1.4 Определяем расчетные средние суточные расходы воды (м 3 /сут) в целом для многоквартирного дома в соответствии с 4.2 и сводим в таблицу 6.1.2.

6.1.5 Определяем расчетные средние часовые расходы воды (м 3 /ч) в соответствии с 4.3 и сводим в таблицу 6.1.3.

6.1.6 Определяем расчетные максимальные часовые расходы воды (м 3 /ч) в целом для многоквартирного дома по таблице А.4, СТО 5.2-01 и в соответствии с 4.4 при среднем расчетном удельном часовом расходе:

а) средний расчетный удельный часовой расход общий равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 находим расчетный максимальный часовой расход воды

— на дом в целом м 3 /ч;

на секцию м 3 /ч;

б) средний расчетный удельный часовой расход горячей воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 находим расчетный максимальный часовой расход воды

м 3 /ч;

в) средний расчетный удельный часовой расход холодной воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 находим расчетный максимальный часовой расход воды

м 3 /ч.

Примечание — При использовании таблицы А.4, СТО 5.2-01 необходима интерполяция данных — сначала при двух ближайших значениях числа потребителей (при различных значениях средних часовых расходов), а затем при найденных значениях расчетных максимальных часовых расходов (при двух различных значениях числа потребителей).

6.1.7 Расчетные максимальные секундные расходы воды (л/с) в целом для многоквартирного дома, для квартир, присоединенных к одному стояку системы канализации, а также для квартир, присоединенных к одному секционному выпуску, объединяющему 4 стояка, определяются в соответствии с 4.4:

а) средний расчетный удельный часовой расход воды (общий) равен:

л/ч·чел,

по таблице А.4 находим расчетный максимальный секундный расход воды

— на дом в целом q tot = 6,65 л/с;

— на стояк (14·3) q tot = 1,0 л/с;

— на секционный выпуск (42·4) q tot = 2,15 л/с;

б) средний расчетный удельный часовой расход горячей воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 находим расчетный максимальный секундный расход воды

в) средний расчетный удельный часовой расход холодной воды равен

л/ч·чел,

по таблице А.4 находим расчетный максимальный секундный расход воды

Определяем расчетные максимальные секундные расходы воды (л/с) по таблице А.8, СТО 5.2-01, в соответствии с рекомендацией 4.4 в зависимости только от среднего суточного расхода воды (общий), в данном примере 250 л/сут на 1 чел, и числа квартир, к которым подается (или от которых отводится) вода.

Данные расчетов по таблицам А.4 и А.8 сводим в таблицу 6.1.4

6.1.8 Определяем расчетные максимальные секундные расходы стоков (л/с) в целом для многоквартирного дома, для одного стояка системы канализации и секционного выпуска, объединяющего четыре стояка, определяются в соответствии с 4.7 и 4.8 и сводим в таблицу 6.1.5.

6.1.9 Расчетный максимальный секундный расход горячей воды в режиме циркуляции (без водоразбора) определяется в соответствии с 11.4, СТО 5.2-01 и составляет 0,4 величины расчетного максимального секундного расхода горячей воды.

В данном примере указанный расход горячей воды для дома в целом в режиме циркуляции (без водоразбора) составляет

Расчетный максимальный секундный расход горячей воды в целом для дома, при максимальном водоразборе с учетом дополнительного циркуляционного расхода в системе горячего водопровода жилого дома (система с полотенцесушителями) в соответствии с рекомендацией 11.2, 11.4 СТО 5.2-01 составляет:

q h = 5,14 · (1 + 0,125) = 5,78 л/с.

Полученные расходы горячей воды используются, в частности, для нахождения диаметров счетчиков горячей воды в соответствии с рекомендациями раздела 12 СТО 5.2-01.

6.1.10 Расчетный минимальный часовой расход холодной воды определяется в соответствии с 4.5 по формуле (7).

Для расчета по формуле (7) определяем значение коэффициента Kmax:

.

По таблице 1 находим величину Kmax = 0,072.

Следовательно, расчетный минимальный часовой расход воды необходимый, в частности, при определении диаметра счетчика холодной воды, в соответствии с 4.5 при расчете по формуле (7) составляет:

6.1.11 Расчетный максимальный секундный расход холодной воды для дома в целом с учетом расхода воды на нужды пожаротушения определяется как сумма расчетного максимального секундного расхода холодной воды q c = 4,13 (таблица 6.1.4) и общего расхода на нужды пожаротушения для жилого дома — 2 струи по 2,5 л/с (таблица 3, СТО 5.2-01)

Данный расход используется при проверке правильности выбора диаметра счетчика холодной воды в соответствии с 12.11,б СТО 5.2-01.

6.1.12 Расчетный максимальный суточный расход воды (общий) определяется в соответствии с 4.6 как произведение среднего суточного расхода воды и коэффициента максимальной суточной неравномерности Kd. Коэффициент Kd находим по таблице А.5, СТО 5.2-01 при численности потребителей 768 человек и общем среднем удельном часовом расходе воды равном 10,4 л/ч, Kd = 1,32.

При этом общий максимальный суточный расход воды для дома в целом составляет

192 · 1,32 = 253,4 м 3 /сут.

6.1.13 Методика определения расчетных расходов воды и стоков, приведенная в СТО 5.2-0.1, позволяет находить искомые величины расчетных расходов воды в зависимости от числа потребителей и соответствующего суточного удельного водопотребления (см. выше), а также и в зависимости от числа установленных на объекте проектирования санитарно-технических приборов и соответствующих этим приборам средних часовых расходов на различных объектах (см. таблицу А.1).

Если бы в данном примере в составе исходных данных не было указано число потребителей (U = 768 чел), то расчетные расходы воды можно было бы определить по данным о санитарно-технических приборах, установленных в квартирах данного жилого здания.

Исходные данные для нахождения расчетных расходов воды могут быть определены по таблице А.1, СТО 5.2-01 (графа 2 — жилые здания) и сведены в таблицу 6.1.6.

Adblock
detector