Часть 1. Теоретические основы водоснабжения и водоотведения

Геращенко, А. А., Москвичева, А.В., Юрьев, Ю.Ю.

Г731

Инженерные системы зданий и сооружений водоснабжения и водоотведения : учебное пособие / А.А. Геращенко, А.В. Москвичева, Ю.Ю. Юрьев ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Волгогр. гос. архит.-строит. ун-т. — Волгоград : ВолгГАСУ, 2015. — 106 с. ISBN Изложены теоретические основы водоснабжения и водоотведения. Приведены основные расчеты систем холодного и горячего водоснабжения, внутренней и дворовой систем водоотведения, а также графический материал: расчетные схемы, планы сетей водоснабжения и водоотведения, аксонометрические схемы. Для студентов направления 08.03.01 «Строительство» всех форм обучения.

УДК 696.1(075.8)

ББК 38.761я73

	© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет», 2015
Оглавление
Введение.
Часть 1. Теоретические основы водоснабжения и водоотведения.
1.1. Водоснабжение города.
1.1.1. Классификация систем и схем водоснабжения.
1.1.2. Расчётные расходы и свободные напоры.
1.1.3. Источники водоснабжения и водозаборные сооружения.
1.1.4. Насосы и насосные станции.
1.1.5. Свойства и требования, предъявляемые к качеству воды.
1.1.6. Основные способы очистки воды.
1.1.7. Обеззараживание воды.
1.2. Водоотведение города.
1.2.1. Классификация систем и схем водоотведения.
1.2.2. Методы очистки сточной жидкости.
1.2.3. Сооружения механической очистки сточных вод. .
1.2.3.1. Решетки.
1.2.3.2. Песколовки.
1.2.3.3. Отстойники.
1.2.4. Сооружения биологической очистки сточных вод.
1.2.4.1. Биологические фильтры.
1.2.4.2. Аэротенки.
1.2.5. Сооружения обработки осадка.
1.2.5.1. Двухъярусные отстойники (эмшеры).
1.2.5.2. Метантенки.
1.3. Внутренний водопровод и канализация зданий.
1.3.1. Водопроводные сети жилых районов и микрорайонов .
1.3.2. Назначение, классификация и основные элементы внутреннего водопровода.
1.2.3. Системы и схемы внутреннего водопровода.
1.3.4. Схемы внутренней сети горячего водоснабжения.
1.3.5. Вводы. Водомеры и водомерные узлы.
1.3.6. Трубопроводная иводоразборная арматура.
1.3.7. Системы внутренней канализации. .
1.3.8. Схема канализации и ее элементы.
1.3.9. Канализационные трубы и фасонные части. .
1.3.10. Приемники сточных вод. .
1.3.11. Трассировка и конструкции внутренней канализационной сети. .
1.3.12. Местные установки для обработки сточной жидкости.
1.3.13. Схемы и элементы водостоков.
1.3.14. Способы мусороудоления.
Часть 2. Проектирование и расчет системы внутреннего водопровода и канализации зданий.. .
2.1. Проектирование внутренней водопроводной сети.
2.1.1. Выбор системы и схемы внутреннего водопровода.
2.1.2. Трассировка внутренней водопроводной сети.
2.1.3. Аксонометрическая схема водопроводной сети.
2.1.4. Расчет внутренней водопроводной сети.
2.1.5. Подбор счетчиков расхода воды.
2.1.6. Насосные установки и напорные баки.
2.2. Проектирование горячего водоснабжения зданий.
2.2.1. Выбор системы и схемы горячего водоснабжения. Особенности трассировки и устройства сети.
2.2.2. Расчет системы горячего водоснабжения.
2.2.2.1. Определение расчетных расходов горячей воды и тепла. Подбор водонагревателей.
2.2.2.2. Расчет системы в режиме водоразбора.
2.2.2.3. Расчет системы в режиме циркуляции.
2.2.2.4. Особенности расчета систем с насосной циркуляцией и с непосредственным разбором горячей воды из теплосети.
2.2.2.5. Расчет баков-аккумуляторов и трубопроводов теплоносителя
2.3. Проектирование системы водоотведения зданий.
2.3.1. Внутридомовая система водоотведения.
2.3.1.1. Выбор системы водоотведения, трассировка и прокладка водоотводящей сети.
2.3.1.2. Аксонометрическая схема водоотводящей сети.
2.3.1.3. Проверочный расчет внутренней водоотводящей сети.
2.3.2. Дворовая водоотводящая сеть.
2.3.2.1. Трассировка и устройство дворовой и микрорайонной водоотводящей сети.
2.3.2.2. Проверочный расчет дворовой сети водоотведения.
2.3.3. Внутренние водостоки.
2.3.3.1. Трассировка и устройство внутренних водостоков.
2.3.3.2. Проверочный расчет внутренних водостоков.
Приложение А.
Приложение Б.
Приложение В.
Приложение Г.
Приложение Д.
Приложение Е.
Приложение Ж.
Библиографический список.

Введение

На сегодняшний день в России являются актуальными проблемы обеспечения населения питьевой водой требуемого качества и экологическая безопасность водопользования.

Население больших и средних городов обеспечено водой в достаточном количестве из централизованных систем водоснабжения. Природная вода очищается с применением проверенных технологий, состав ее регулярно контролируется Водоканалами и санитарными надзорными органами по нескольким десяткам показателей. Случаев массовых отравлений водопроводной водой в больших городах не зафиксировано.

Однако большая часть населения потребляет воду, качество которой не гарантировано, причем десятки миллионов человек используют природную воду без предварительной очистки.

Для решения этой проблемы необходима реконструкция и строительство централизованных систем водоснабжения, прежде всего в малых городах и сельских поселениях, где живет более половины населения страны.

Настоящее пособие, его структура и содержание имеют целью обучение студентов и подготовку их к самостоятельной инженерной деятельности в области инженерных систем зданий и сооружений водоснабжения и водоотведения.

В рассматриваемом материале представлены такие разделы дисциплины, как водоснабжение и канализация городов, насосы и насосные станции, санитарно-техническое оборудование зданий и сооружений.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 08.03.01 «Строительство» на уровне академического и прикладного бакалавриата по профилю подготовки «Водоснабжение и водоотведение», «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Автодорожные мосты и тоннели», «Автомобильные дороги», «Промышленное и гражданское строительство», «Экономика и управление недвижимостью», «Производство строительных материалов и конструкций», «Городское строительство и хозяйство».

Часть 1. Теоретические основы водоснабжения и водоотведения.

Как выполняется проектирование водоснабжения и канализации

Водопровод и канализация входят в обустройство зданий и сооружений, где живет, отдыхает и работает человек. Монтаж водоснабжающих и сточных сетей выполняют по индивидуальным проектам.

Как происходит проектирование водоснабжения и канализации

Проектирование систем водоснабжения и канализации ведут поэтапно. Собирают исходную информацию об объекте: генплан с коммуникациями, геологические характеристики, технические условия. На основе полученных данных формируют техническое задание и составляют проект.

Разработка проекта решает следующие задачи:

• Расчет водопотребления, требуемого напора воды, объема стоков.
• Составление плана водоснабжения и канализации.
• Выбор материалов и оборудования.

Сначала определяют источник питьевой воды: центральный водопровод, колодец или скважина. Если городские сети не подключены, выбирают подходящий способ получения горячей воды: теплообменник, электрический водонагреватель или газовый бойлер.

Назначают место установки септика, если отсутствует подключение к общей канализации. Септик проектируют на расстоянии от 30 м до скважины, а основной канализационный стояк располагают у ближайшей к нему стены. Чертят наружный план водопровода и канализации до точки входа в фундамент здания.

Составляют чертеж внутренней разводки водопроводных и сливных труб с указанием длин, диаметров, точек установки сантехнического оборудования. Проекты разводки сетей многоэтажных объектов выполняют на одном или нескольких вертикальных стояках.

Количество сантехнических приборов и пользователей определяет требуемые напор, потребление воды, сливной объем. Рассчитывают данные характеристики, задают диаметры трубопроводов, параметры насосной станции.

Диаметр основной наружной сточной трубы определяет угол уклона:

• Ø 110 мм — 0.02
• Ø 160 мм — 0.008

Не допускается уменьшение и увеличение угла уклона слива, так как транспортирующая способность жидкости максимальна при соблюдении расчетного значения.

Выбор материалов и оборудования — завершающий этап проектирования водоснабжения и канализации. Подбирают материалы, учитывая условия эксплуатации, нагрузку на сети, ограничение по цене.

Архитекторы закладывают в проект возможность модернизации, расширения, ремонта комплекса в будущем. Это позволяет в процессе эксплуатации без лишних затрат устранять поломки, устанавливать новое оборудование.

Готовый проект водоснабжения и канализации содержит поэтажные чертежи, пояснительную записку с расчетами, спецификацию материалов.

Что регламентирует СНиП в проектировании инженерных коммуникаций

Проектируют водоснабжение и водоотведение, опираясь на СНиП 2.04.01-85. Нормативный документ предписывает комплекс правил, согласно которым разрабатывают планы водопровода и канализации для жилых домов, общественных зданий, промышленных предприятий. Локальные очистные сооружения проектируют согласно СНиП 2.04.03-85, учитывая строительные нормативы региональных ведомств.

Сточные трубопроводы прокладывают прямолинейно с заданным уклоном, изменять который не допускается. Присоединение приборов и изменение направления труб производят соединительными элементами, которые имеют плавный, обтекаемый угол поворота.

Предусматривают два варианта обустройства внутренней канализации:

• Открытое крепление труб к стенам, опорам, потолкам.
• Скрытая установка в короба, шахты, конструкции пола, перекрытия, прорези стен с последующей заделкой.

Внутренние трубопроводы защищают от механических повреждений, а наружные утепляют и заглубляют под грунт на расчетную глубину. Канализационные стояки выводят на крышу здания либо в сборную вытяжную шахту для вентиляции.

Прочистки проектируют в местах поворота стоков, на тупиковых участках, на стояках. В многоэтажных домах ревизии стояков устанавливают на верхнем и нижнем этажах, а также на этажах над отступами. В домах высотой от 5 этажей делают ревизии через 3 этажа.

Документ СНиП 2.04.01-85 регламентирует соблюдение дополнительных правил при проектировании водопровода и канализации в зданиях, которые построены в особых климатических и природных регионах. К ним относятся вечномерзлые и просадочные грунты, а также сейсмически опасные и подрабатываемые территории.

Соблюдение строительных норм при проектировании обезопасит систему от возможных поломок и некорректной работы в будущем.

Проведение необходимых расчетов

Проектирование систем водоснабжения и водоотведения включает расчеты водопроводного напора, водопотребления, объема сточных вод, а также сметы материальных затрат. Расчеты целесообразны для многоэтажных зданий. В небольших одноэтажных строениях применяют стандартные решения.

Расчет водоснабжения проводят для определения напора воды на сантехнических приборах. Если напор недостаточный, вносят изменения в план водоснабжения: увеличивают мощность насоса, меняют диаметр и длину труб.

Потерю давления воды в результате отбора потребителями и подъема на верхние этажи рассчитывают по формуле:

• H — потеря напора (м),
• λ — коэффициент трения, обозначенный в маркировке трубы,
• L — длина линии (м),
• D — диаметр трубопровода (м),
• g — постоянная: 9,81 м/с2,
• V — скорость течения воды (м/с).

Формула определения скорости течения воды:

• D — внутренний диаметр трубы,
• π — постоянная: 3,14,
• Q — расход воды (м3/с), принимают по приложению 2 СНиП 2.04.01-85.

Водопотребление зависит от количества жильцов и от вида установленного оборудования. Значения для разных приборов и их зависимость от количества водопотребителей указаны в таблицах СНиП 2.04.01-85.

Гидравлический расчет водоотвода диаметром до 500 мм делают по номограмме приложения 9 СНиП 2.04.01-85, а для больших диаметров руководствуются СНиП 2.04.03-85.

Сложные технические расчеты следует поручить инженерам-проектировщикам. Специалисты не допустят ошибок при составлении проекта, что гарантирует безотказную работу коммуникаций.

Выбор материалов

Проект водопровода и канализации включает выбор трубопроводов с требуемыми параметрами. Промышленность выпускает широкий ассортимент труб для хозяйственно-питьевой воды и сточных жидкостей.

Материалы изготовления трубопроводов:

• металлопластик,
• чугун,
• сталь,
• медь,
• полиэтилен,
• полипропилен,
• поливинилхлорид,
• стеклопластик,
• асбест,
• железобетон.

Наибольшее распространение получили изделия из полимеров, металлопластика, нержавеющей стали. Внутренние водопроводы изготавливают из полипропилена PPRC, металлопластика, сшитого полиэтилена PEX, гофрированной нержавеющей стали. Внутренние сливные трубы производят из полипропилена PP, серого ПВХ и полиэтилена высокой плотности HDPE.

Для наружных водопроводов применяют изделия из полиэтилена PE и полиэтилена с защитным слоем PE-RC. Внешние водоотводы делают из поливинилхлорида оранжевого цвета, гофрированного полиэтилена и гофрированного двухслойного полипропилена PP.

Проектировщик принимает тип труб, опираясь на технические условия проекта, достоинства, недостатки материала, а также учитывает пожелания заказчика.

Этапы и особенности обустройства сетей водоснабжения и канализации

По готовому проекту на водоснабжение и канализацию выполняют обустройство сетей и оборудования. Создание автономной сети начинают с бурения скважины или рытья колодца.

Устанавливают источник воды: насос, станцию автономного водоснабжения. Монтируют фильтры очистки воды. Сооружают септик или биоочистительную станцию. Альтернативный вариант для дачи — накопительный резервуар или выгребная яма.

Выкапывают траншеи для наружных линий водоснабжения и канализации. Засыпают дно траншей песком, одевают на трубопроводы утеплитель, укладывают с заданным уклоном. Слив в отверстие не осевшего септика устанавливают свободно до осадки. Подводят линии к зданию, соединяют с внутренней сетью.

Водопроводы подвержены перемерзанию в зимний период, поэтому их закладывают ниже глубины промерзания грунта. Оптимальный вариант — скважина и насос находятся внутри придомовой пристройки, тогда необходимость наружных водопроводов отпадает.

Внутренние горизонтальные трубопроводы первого уровня ведут от точки входа с постоянным к ней уклоном. На следующих этажах делают уклон к месту стыковки линии со стояком.

Разводку по приборам делают при помощи соединительных деталей. Повороты линий выполняют угловыми фитингами. Стояки устанавливают вертикально с вентиляционным выводом на кровлю.

Завершающий этап — проверка и конечная отладка сетей. Подают воду, исследуют линии с приборами на наличие протечек. Устраняют неисправности при необходимости. Если недочетов нет, то внутренние трубопроводы закрывают или заделывают, а наружные засыпают грунтом.

Скрытые трубопроводы закрывают после специальной проверки. Подают на них воду под избыточным давлением, которое выдерживают несколько часов.

Проектирование сетей водоснабжения и канализации неразрывно связано с постройкой объектов, где присутствуют люди. Надежность работы коммуникаций зависит от точности составления проекта.