Учебное пособие 2084

вода движется против часовой стрелки [формула (19)], т.е. ∑ 1 + ∑ 11 = 0. Потери напора в сети с учётом выбора материала труб определяются в следующей последовательности:

1)По известным диаметрам и расходам для каждого участка сети определяется скорость, поправочный коэффициент и удельное сопротивление;

2)Коэффициент сопротивления на участках сети определяется по

формуле (21): s A0 k l ,

с учетом A0 – удельного сопротивления для полиэтиленовых труб [2, табл. 1.14], при v=1м/с; k – поправочного коэффициента к значению А [2, табл. 1.15] и l – длины трубопровода на данном участке, м.

3) Затем определяются потери напора на участке по формуле (20):

h s q2 , с учетом q–расхода воды на данном участке, л/с и s–коэффициента

сопротивления.

Результаты гидравлического расчёта сводятся в табл. П.4.4.

После предварительного расчёта оказывается, что требуемое равенство (19) h 0 , по отдельному кольцу не всегда выполняется. Одни линии

кольца оказываются перегруженными, а другие недогруженными, то есть:h 0 h 0,

где h - так называемая "невязка".

С целью уменьшения невязки в кольце потоки воды перераспределяют, разгружая перегруженные линии на величину увязочного расхода и увеличивая подачу на недогруженные. Если расход на каком-либо участке получается отрицательным, то направление расхода на этом участке следует поменять на противоположное. Увязочные расходы по методу проф.

В.Г.Лобачёва определяются по формуле (24): q h 1000 , л/с,

2 sq

Расходы воды на участках колец перераспределяют до тех пор, пока невязка по кольцам не станет близкой к 0. Для ручных расчётов величина невязки по отдельным кольцам не должна превышать ±0,5. Если невязка в кольце имеет знак "+", то по формуле ∆ увязочный расход имеет знак "-" и должен проводиться в направлении противоположном знаку невязки, т.е. из расходов на линиях с направлением по часовой стрелке должны вычитаться увязочные расходы, а к расходам по линии с противоположно направленным потоком должны прибавляться.

Если невязка в кольце отрицательна, то увязочный расход положителен и проводится по направлению часовой стрелки. После увязки сети необходимо проверять проходит ли по всем линиям путевые расходы. Если нет, то диаметры вышележащих линий следует увеличить на 1 сортамент. Гидравлический расчёт кольцевой сети при максимальном водопотреблении по методу проф. В.Г. Лобачёва представлен в табл.П.4.4.1-П.4.4.3.

41

Таблица П.4.4. 1

Гидравлический расчёт сети по методу проф. В.Г.Лобачёва

Час максимального водопотребления

				,			Предварительный расчет							Приближение 1
		участкаНомер	участкаДлина, м	участкаДиаметр мм
	кольцаНомер
											Пот.	1-й попр. расход			Испр.		Пот.
											нап.				расход		Нап.
					Расход		A,		s ,	sq,		собст	смежн	сумма		Sq/,
						v,м/с		k				в
					q,л/с		с2/м6		с2/м5	с/м2
											h=sq2	q	q	q1	q/,		h=sq2
												1	1
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
		1-2	900	400	154,31	1,56	0,2502	0,904	203,563	31,41	4,85	-14,50		-14,50	139,81	28,46	3,98
	1	2-3	850	315	89,57	1,47	0,8761	0,916	682,131	61,10	5,47	-14,51		-14,51	75,06	51,20	3,84
		3-6	920	315	35,29	0,57	0,8761	1,132	912,406	32,20	-1,14	14,51	-10,22	4,29	39,58	36,11	-1,43
		6-1	870	400	154,31	1,56	0,2502	0,906	197,213	30,43	-4,70	14,51		14,51	168,82	33,29	-5,62
										155,14	4,49					149,07	0,77
		6-3	920	315	35,29	0,57	0,8761	1,132	912,406	32,20	1,14	-10,23	14,51	4,28	39,57	36,11	1,43
	2	3-4	910	280	32,90	0,80	2,459	1,052	2354,050	77,45	2,55	-10,22		-10,22	22,68	53,39	1,21
		4-5	915	250	18,41	0,57	4,454	1,132	4613,364	84,93	1,56	-10,22		-10,22	8,19	37,78	0,31
		5-6	650	315	35,29	0,57	0,8761	1,132	644,634	22,75	-0,80	10,22		10,22	45,51	29,34	-1,34
										217,33	4,45					156,62	1,61

42

														Окончание табл.П.4.4.1
		,				Приближение 2							Приближение 3
	участкаНомер	участкаДлина м
кольцаНомер			ммДиаметр
				2-й попр. расход			Испр.ра				3-й попр расход			Испр.ра
				собст	смеж	сумма	сход			Пот. Нап	собств	смежн	сумма	сход
				в	н				Sq//						Sq///
				q2	q2	q2	q//			h//=sq//2	q3	q3	q3	q///		h///=sq’2
1	2	3	4	18	19	20	21		22	23	24	25	26	27	28	29
	1-2	900	400	2,59		2,59	142,40		28,99	4,13	-6,52		-6,52	135,87	0,54	0,07
1	2-3	850	315	2,63		2,63	77,69		53,00	4,12	-6,57		-6,57	71,12	0,27	0,02
	3-6	920	315	-2,63	-5,15	-7,78	31,80		29,01	-0,92	6,57	-0,14	6,43	38,23	-0,05	0,00
	6-1	870	400	-2,63		-2,63	166,19		32,77	-5,45	6,57		6,57	172,76	-0,97	0,17
									143,77	1,88					-0,21	0,26
	6-3	920	315	-5,15	-2,63	-7,78	31,79		29,01	0,92	-0,14	6,57	6,43	38,22	0,05	0,00
2	3-4	910	280	-5,15		-5,15	17,53		41,27	0,72	-0,14		-0,14	17,39	0,02	0,00
	4-5	915	250	-5,15		-5,15	3,04		14,02	0,04	-0,14		-0,14	2,90	0,00	0,00
	5-6	650	315	5,15		5,15	50,66		32,66	-1,65	0,14		0,14	50,80	-0,07	0,00
									116,95	0,03					0,01	0,01

64,74ë/ñ

60,74ë/ñ

/ñ ë 369,36

						]
						ñ
						/
						ë
					ñ	[48,24
					/
					ë
			91,96ë/ñ		48,13
71,12 ë/ñ				17,39 ë/ñ
					62,62ë/ñ
+			38,23ë/ñ	+	ë2,9/ñ
				h=0,01
ñë135,87/	h=0,26
172,76 ë/ñ				50,8 ë/ñ	53,70ë/ñ
		83,73ë/ñ

Рис. П.4.2.а. Схема расчета водопроводной сети в час максимального водопотребления

43

Таблица П.4.4.2

Гидравлический расчёт сети по методу проф. В.Г.Лобачёва

Час максимального транзита воды в башню

			,			Предварительный расчет							Приближение 1
	Номер участка	Длина участка, м	Диаметр участка мм
Номер кольца										Пот.	1-й попр. расход			Испр.		Пот. Нап.
										нап.				расход
				Расход		A,		s ,	sq,		собст	смежн	сумма		Sq/,
					v,м/с		k				в
				q,л/с		с2/м6		с2/м5	с/м2
										h=sq2	q	q	q1	q/,		h=sq2
											1	1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	1-2	900	400	162,42	1,64	0,2502	0,880	198,158	32,18	5,23	-17,86		-17,86	144,56	28,64	4,14
	2-3	850	315	113,72	1,86	0,8761	0,872	649,365	73,85	8,40	-17,86		-17,86	95,86	62,25	5,97
	3-6	920	315	50,53	0,82	0,8761	1,045	842,283	42,56	-2,15	17,86	-27,95	-10,09	40,44	34,06	-1,38
	6-1	870	400	162,43	1,64	0,2502	0,880	191,553	31,11	-5,05	17,86		17,86	180,29	34,54	-6,23
									179,71	6,42					159,49	2,50
2	6-3	920	315	50,53	0,82	0,8761	1,045	842,283	42,56	2,15	-27,95	17,86	-10,09	40,44	34,06	1,38
	3-4	910	280	96,85	2,36	2,459	0,824	1843,857	178,58	17,30	-27,95		-27,95	68,90	127,04	8,75
	4-5	915	250	11,18	0,34	4,454	1,270	5175,771	57,87	-0,65	27,95		27,95	39,13	202,53	-7,92
	5-6	650	315	50,54	0,82	0,8761	1,045	595,091	30,08	-1,52	27,95		27,95	78,49	46,71	-3,67
									309,08	17,28					410,34	-1,46

44

Окончание табл.П.4.4.2

		,				Приближение 2							Приближение 3
	участкаНомер	участкаДлина м
кольцаНомер			ммДиаметр
				2-й попр. расход			Испр.ра				3-й попр расход			Испр.ра		Пот.
				собст	смеж	сумма	сход			Пот. нап	собств	смежн	сумма	сход		нап
				в	н				Sq//						Sq///
				q2	q2	q2	q//			h//=sq//2	q3	q3	q3	q///		h///=sq’2
1	2	3	4	18	19	20	21		22	23	24	25	26	27	28	29
	1-2	900	400	-7,85		-7,85	136,70		27,09	3,70	0,49		0,49	137,19	27,19	3,73
1	2-3	850	315	-7,85		-7,85	88,01		57,15	5,03	0,49		0,49	88,50	57,47	5,09
	3-6	920	315	7,85	1,78	9,63	50,07		42,17	-2,11	-0,49	-0,73	-1,22	48,85	41,15	-2,01
	6-1	870	400	7,85		7,85	188,14		36,04	-6,78	-0,49		-0,49	187,65	35,94	-6,75
									162,45	-0,16					161,75	0,06
	6-3	920	315	1,78	7,85	9,63	50,07		42,17	2,11	-0,73	-0,49	-1,22	48,85	41,14	2,01
2	3-4	910	280	1,78		1,78	70,68		130,32	9,21	-0,73		-0,73	69,95	128,98	9,02
	4-5	915	250	-1,78		-1,78	37,35		193,32	-7,22	0,73		0,73	38,08	197,09	-7,51
	5-6	650	315	-7,85		-7,85	136,70		27,09	3,70	0,73		0,73	77,44	46,08	-3,57
				-7,85		-7,85	88,01		57,15	5,03					413,30	-0,04

						ñ
						/
						ë
				67,40 ë/ñ		62,13
	88,50 ë/ñ				69,95 ë/ñ
48,70 ë/ñ						45,90 ë/ñ
				47,85ë/ñ
	+				+	38,08ë/ñ
					h=-0,04
	ñë137,19/	h=0,06
44,52 ë/ñ
369,36	187,65 ë/ñ				77,44 ë/ñ	39,36 ë/ñ
			61,36 ë/ñ

Рис. П.4.2.б. Схема расчета водопроводной сети в час максимального транзита воды в башню

45

															Таблица П.4.4.3
					Гидравлический расчёт сети по методу проф. В.Г.Лобачёва
					Час максимального водопотребления + пожар
			,			Предварительный расчет								Приближение 1
	участкаНомер	участкаДлина, м	участкаДиаметр мм
кольцаНомер										Пот.	1-й попр. расход				Испр.		Пот.
										нап.					расход		нап.
				Расход		A,		s ,	sq,		собст		смежн	сумма		Sq/,
					v,м/с		k				в
				q,л/с		с2/м6		с2/м5	с/м2
										h=sq2	q		q	q1	q/,		h=sq2
											1		1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12		13	14	15	16	17
	1-2	900	400	162,32	1,64	0,2502	0,89	200,410	32,53	5,28	-2,24			-2,24	160,08	32,08	5,14
1	2-3	850	315	97,58	1,59	0,8761	0,899	669,472	65,33	6,37	-2,24			-2,24	95,34	63,83	6,09
	3-6	920	315	40	0,65	0,8761	1,102	888,225	35,53	-1,42	2,24		1,84	4,08	44,08	39,15	-1,73
	6-1	870	400	229,43	2,33	0,2502	0,825	179,581	41,20	-9,45	2,24			2,24	231,67	41,60	-9,64
									174,59	0,78						176,67	-0,14
	6-3	920	315	40	0,65	0,8761	1,102	888,225	35,53	1,42	1,84		2,24	4,08	44,08	39,15	1,73
2	3-4	910	280	45,62	1,11	2,459	0,98	2192,936	100,04	4,56	1,84			1,84	47,46	104,08	4,94
	4-5	915	250	17	0,52	4,454	1,17	4768,230	81,06	-1,38	-1,84			-1,84	15,16	72,29	-1,10
	5-6	650	315	105,7	1,73	0,8761	0,88	501,129	52,97	-5,60	-1,84			-1,84	103,86	52,05	-5,41
									269,60	-0,99						267,56	0,16

					91,96ë/ñ
						47,46 ë/ñ
		95,34 ë/ñ
64,74ë/ñ							62,62ë/ñ
	160,08ë/ñ				44,08ë/ñ
		+				+	15,16ë/ñ
			h =-0,14			h=0,16
60,74ë/ñ
		231,67 ë/ñ				103,86 ë/ñ	53,70ë/ñ
				83,73ë/ñ		ï î æàð
						35,00ë/ñ

Рис. П.4.2.в. Схема расчета водопроводной сети в час максимального водопотребления + пожар

46

П.4.7. Расчет водоводов и тупиковых линий

Гидравлическому расчёту подвергаются следующие водоводы:

-от НС ǁ подъема до кольцевой сети;

-от регулирующей ёмкости (ВБ) до кольцевой сети;

-от магистральных водопроводных линий до крупных потребителей (подача сосредоточенного расхода)

Количество водоводов от НС II подъёма должно быть не менее двух. Диаметры подбираются по половине расхода, но назначаются таким образом, чтобы в случае необходимости каждый водовод пропускал 70% расхода. Потери напора определяются по формулам (21, 22)

Расчёт водоводов ведётся для всех случаев работы сети в табличной форме табл. 6, пример приведен в табл. П.4.5.

Таблица П.4.5.

Расчёт водоводов и тупиковых сетей

	Режим работы	q,	d,	V,	l,		K	S	2
	сети	л/с	мм	м/с	м	0
				От НС до т.1
	Мах водопотреб.	184,68	450	1,48	1000	0,1351	0,913	123,346	4,21
	Мах транзит	184,68	450	1,48	1000	0,1351	0,913	123,346	4,21
	Мах вотопот+	226,24	450	1,81	1000	0,1351	0,876	120,329	4,915
	пожар
				От т.4 до ВБ
	Мах водопотреб.	48,13	280	1,17	63	2,459	0,966	149,65	0,348
	Мах транзит	62,13	280	1,51	63	2,459	0,912	141,284	0,545

П.4.8. Выбор диктующей точки кольцевой сети. Определение свободных напоров и высоты водонапорной башни.

Диктующей точкой при размещении башни в начале сети может оказаться любая точка сети с наибольшей геодезической отметкой и наиболее удалённая от башни.

В сети с контррезервуаром за диктующую точку принимают точку на границе питания сети от башни т до НС II подъёма, имеющую максимальную геодезическую отметку и максимальный свободный напор. Диктующая точка, в этом случае, определяет высоту водонапорной башни.

Максимальный свободный напор в узле должен быть не менее 10м над поверхностью земли в месте ввода в здание при одноэтажной застройке и не менее 4м каждом последующем этаже (25):

47

Hсв 10 4 n 1 10 4 4 1 22 , м,

При максимальном транзите НС II подъёма подаёт воду в башню. Полная высота бака водонапорной башни определяется по формуле (27): с учетом наименьшей высоты воды в баке при его опорожнении, hн=0,1м; строительного запаса высоты бака, hстр=0,3м;

hв – высоты воды в баке при полном заполнении, которая определялась в п. 3. hв 10 м.

После гидравлического расчёта сети строят пьезометрический профиль сети на все расчётные случаи. Пьезометрический профиль строится в масштабе Мг=1:5000 и Мв=1:200.

По отметкам земли в узлах строится профиль земли. Для построения пьезометрического профиля на случай максимального транзита находится отметка уровня воды в баке по формуле (29).

Затем к этой отметке прибавляется из таблиц гидравлического расчёта на максимальный транзит потери напора по участкам от ВБ до НС II подъёма. При построении пьезометрического профиля на случай максимального водопотребления в диктующей точке откладывают требуемый напор Нсв, затем прибавляя потери напора по участкам получают пьезометрические напоры в расчётных узлах.

П.4. 9. Конструирование водопроводной сети

При конструировании водопроводной сети необходимо предусматривать надёжную систему водоснабжения с учётом бесперебойного обеспечения потребителя водой с заданными напорами и в достаточном количестве. Это достигается правильным выбором системы и схемы водоснабжения, расчётом сети на все требуемые режимы её работы в сочетании с оптимальным инженерным решением при минимальных затратах на строительство и эксплуатацию сети. Выбор материалов труб и класс прочности для водопроводов и водопроводных сетей производится на основании гидравлического расчёта с учётом санитарных условий, агрессивности грунта, а также условий работы трубопроводов и требования к ним. В настоящее время широкое применение находят неметаллические трубы (пластиковые). Они обладают высокой коррозионной устойчивостью, способны в условиях эксплуатации сохранять гладкую поверхность. Глубина заложения труб зависит от температуры подаваемой воды, глубины промерзания и режима подачи. Глубина заложения труб принимается на 0,5м больше глубины промерзания грунта, считая от верха трубы. При параллельной прокладке нескольких линий водопроводов расстояния между нагруженной поверхностью труб должно быть не менее 1м при d=600мм.

48

Обеспечение нормального гидравлического режима работы водопроводной сети осуществляется с помощью запорной арматуры.

Запорная арматура (задвижка) устанавливается на водоводах и линиях водопроводной сети для отключения аварийных участков подсоединения ответвлений, перемычек и т.д. Задвижки следует расположить так, чтобы при отключении участка сети отключалось не более 5 пожарных гидрантов, и обеспечивалась подача воды потребителям. Пожарные гидранты следует устанавливать не более 2,5м от края проезжей части, но не более 5м от стен зданий [1, п 8,16]. Допускается располагать гидранты на проезжей части. Расстояния между гидрантами определяется расчётом, учитывающим суммарный расход воды на пожаротушение и пропускную способность устанавливаемого типа гидрантов ГОСТ 13816-80, но не должно превышать 150м. Вся водопроводная арматура, устанавливаемая на сети, располагается внутри специально устанавливаемых колодцев. Колодцы следует проектировать круглыми, из стандартных ж/б колодец, выпускаемых диаметром 1; 1,5; 2м.

По принятому варианту водоснабжения, после гидравлического расчёта сети, когда определены диаметры и материалы труб по всем участкам сети выполняется деталировка. Производят выбор и размещение на сети арматуры, фасонных частей, водопроводных колодцев, пожарных гидрантов и других элементов.

На схеме водопроводной сети показывают трубопроводы с указанием диаметров, длин участков, мест расположения узловых точек, отводов для подачи воды на промышленное предприятие и водонапорную башню (рис. П.4.3). Затем составляется монтажная схема колец, на которой показазываются трубы с указанием диаметров и длин, арматура и упоры, отводы, переходы с одного диаметра на другой, а также колодцы и камеры с размерами в плане и привязкой оси трубы к внутренним стенкам колодца. Элементам сети присваивается обозначения из порядковых номеров в пределах данной сети. По монтажной схеме в табличной форме составляется спецификация труб арматуры и фасонных частей рис. П.4.4-5.

По заданию руководителя вычетчивается деталировка отдельных узлов водопроводной сети, например рис. П.4.6.

49

Ì î í òàæí àÿ ñõåì à âî äî ï ðî âî äí î é ñåòè

			ÂÁ
	L=850	3	L=910
2	315		280
			4

L=900

400

L=63 280

L=920	L=915
315	250

280

1

			L=870		5
Í Ñ					L=650
	2L=1000		400	6	315
	2	450

Рис.П.4.3. Монтажная схема водопроводной сети

Рис. П.4.4. Деталировка колодца с пожарным гидрантом и экспликация

материалов и оборудования

50