Расчет индивидуальных норм водопотребления и водоотведения. Баланс водопотребления и водоотведения

Обустройство коммуникаций при возведении или модернизации дома – довольно сложный и ответственный процесс.

Уже на стадии проектирования этих двух важных инженерных систем надо знать и четко соблюдать правила водоснабжения и водоотведения, чтобы избежать в дальнейшем эксплуатационных проблем и конфликтов с природоохранными службами.

В нашем материале мы попробуем разобраться с этими непростыми, на первый взгляд, правилами, и расскажем нашим читателям для чего нужен счетчик на воду, и как правильно рассчитать объем водопотребления.

Правила составления водохозяйственного баланса

Расчет соотношения объемов водопотребления и сточных вод производится для каждого объекта индивидуально с оценкой его специфики.

Во внимание берется назначение здания или помещения, численность будущих пользователей, минимальный (максимальный) предполагаемый расход воды для хозяйственно-бытовых или производственных нужд. Вода учитывается вся — питьевая, техническая, ее повторное использование, отработанные стоки, ливневый сброс в канализацию.

Декларация о составе и свойствах сточных вод – ее сдают определенные категории абонентов

Цели и задачи, решаемые составлением баланса:

1. Получение разрешения на водопотребление и водоотведение при подключении к централизованной системе;
2. Выбор водопроводных и канализационных труб оптимального диаметра;
3. Расчет других параметров – например, мощности погружного насоса, если речь идет об использовании в частном домовладении скважины;
4. Получение лицензии на право пользования природными ресурсами (актуально опять же для вышеописанного примера – собственного независимого источника воды);
5. Заключение договоров второго порядка – допустим, вы арендуете площадь в офисном центре, абонентом горводоканала является собственник здания, а все арендаторы получают воду из его (собственника) водопровода и в его же канализацию сбрасывают стоки. Следовательно, платить надо собственнику здания.

Водохозяйственный баланс представляет собой таблицу, в которой приведено соотношение используемой воды и отводимых стоков за год.

Единой утвержденной на федеральном уровне формы такой таблицы не существует, но инициатива не запрещена, и водоканалы предлагают свои образцы заполнения для клиентов.

Баланс водопотребления и водоотведения можно составить самостоятельно в MS Excel или воспользоваться помощью специалистов-проектировщиков по канализации и водоснабжению

В общих чертах составление водохозяйственного баланса для небольшого предприятия будет выглядеть так:

• Шаг 1. Заносим в первые три столбца потребительские группы с нумерацией, наименованием и количественной характеристикой.
• Шаг 2. Ищем нормативы по каждой группе на водопотребление, пользуясь внутренними техническими регламентами (по эксплуатации санузлов и душевых), справками (из отдела кадров о численности персонала, из столовой о количестве блюд, из прачечной об объемах стирки), СНиП 2.04.01-85 – «Внутренний водопровод и канализация зданий».
• Шаг 3. Рассчитываем общее водопотребление (куб.м/сутки), определяем источники водоснабжения.
• Шаг 4. Вносим данные по водоотведению, отмечая отдельно безвозвратные потери (полив газонов, вода в бассейне и прочее, что не уходит в канализацию).

В итоге обоснованная разница между водоотведением и водопотреблением может составить 10-20%. Величиной до 5% пренебрегают, как правило, и считают, что слив в канализацию равен 100%.

Кроме своевременной оплаты за услуги водоснабжения и водоотведения абонент берет на себя и другие обязательства

Требования к установке счетчиков на воду

Точно рассчитанный водохозяйственный баланс – значимый аргумент в обосновании . С ним можно попытаться оспорить завышенные усредненные тарифы поставщика, включающие в себя стоимость потерь воды в результате аварий на трубопроводе, ремонтных работ, утечек в подвалах, доказать необходимость учета фактора сезонности и т.п.

Практика показывает, однако, что правды добиться нелегко, и лучший выход – . По его показаниям количество использованной воды определяется до капли.

При наличии счетчика расчет за воду упрощается: умножается на цену 1 куб.м воды. Так, как на трубы с холодной, так и с горячей водой. Важно следить за сохранностью пломб и периодически (один раз в несколько лет) проверять исправность.

Для канализационных систем счетчики учета сливных вод не предусмотрены (за исключением специфических промпредприятий). Их объем приравнивается к объему потребленной воды.

Общедомовые и способствуют экономии жилищно-коммунальных затрат. От количества сбереженных кубометров напрямую зависит сумма денег в квитанции. Массовое внедрение в жизнь счетчиков воды дисциплинирует и сотрудников водоканалов. Бесконтрольно списывать на потребителя убытки от потерь воды на изношенных водопроводных и канализационных сетях теперь нельзя.

Правила водоснабжения дополнены положениями, касающимися монтажа счетчиков и ввода их в эксплуатацию. Можно установить прибор своими руками и пригласить на дом мастера для опломбировки .

К установке водомера предъявляются два требования:

1. Ставить перед прибором фильтр грубой очистки для защиты от мелкого мусора, находящегося в водопроводной воде.
2. Использовать обратный клапан на выходе из счетчика для того, чтобы не допустить его раскрутку в обратную сторону.

Перед приобретением счетчика необходимо проверить его паспортные данные и сверить их с номерами, имеющимися на корпусе и деталях устройства. Нужно также осведомиться о и убедиться в наличии монтажного комплекта.

Проверьте работоспособность купленного прибора перед тем, как его приобрести и перед подключением его к магистрали

Примеры расчета водопотребления и водоотведения

Нагрузка на трубопроводы и устройства, обеспечивающие бесперебойный подвод воды к различному санитарно-техническому оборудованию (кухонная мойка, кран в ванной, унитаз и пр.), зависит от показателей ее расхода.

В расчете водопотребления определяется максимальный расход воды в сутки, час и секунду (как общий, так и холодной и горячей в отдельности). По водоотведению есть своя методика расчета.

На основе полученных результатов устанавливаются параметры системы водоснабжения по СНиП 2.04.01-85 – « » и некоторые дополнительные (диаметр прохода счетчика и др.).

Пример 1: вычисление объема по формулам

Исходные данные:

Частный коттедж с газовой водонагревательной колонкой, в нем проживает 4 чел. Сантехприборы :

• кран в ванной – 1;
• унитаз со смывным бачком в санузле – 1;
• кран в раковине на кухне – 1.

Требуется рассчитать расход воды и подобрать сечение подводящих труб в ванной, санузле, кухне, а также минимальный диаметр входной трубы – той, которая соединяет дом с централизованной системой или источником водоснабжения. Другие параметры из упомянутых строительных норм и правил для частного дома не актуальны.

Методика расчета водопотребления строится на формулах и нормативном справочном материале. Подробно методика вычислений приведена в СНиП 2.04.01-85

1. Расход воды (max ) в 1 сек. рассчитывается по формуле:

Qсек = 5×q×k (л/сек) , где:

q – расход воды в 1 сек. для одного прибора по пункту 3.2 . Для ванной, санузла и кухни – 0,25 л/сек, 0,1 л/сек, 0,12 л/сек соответственно (приложение 2 ).

k – коэффициент из приложения 4 . Определяется по вероятности действия сантехники (Р ) и их количеству (n ).

2. Определим Р :

P = (m×q 1)/(q×n×3600) , где

m – люди, m = 4 чел.;

q 1 – общая максимальная норма расхода воды за час наибольшего потребления, q 1 = 10,5 л/час (приложение 3 , наличие в доме водопровода, ванной, газовой водонагревательной колонки, канализации);

q – расход воды для одного прибора в 1 сек.;

n – количество единиц сантехники, n = 3.

Примечание: поскольку значение q разное, то заменяем q * n суммированием соответствующих цифр.

P = (4×10,5)/((0,25+0,1+0,12)×3600) = 0,0248

3. Зная P и n , определим k по таблице 2 приложения 4 :

k = 0,226 – ванная, санузел, кухня (на основе n × P, т.е. 1×0,0248 = 0,0248)

k = 0,310 – коттедж в целом (на основе n × P, т.е. 3×0,0248 = 0,0744)

4. Определим Q сек :

ванная Q сек = 5×0,25×0,226 = 0,283 л/сек

санузел Q сек = 5×0,1×0,226 = 0,113 л/сек

кухня Q сек = 5×0,12×0,226 = 0,136 л/сек

коттедж в целом Q сек = 5×(0,25+0,1+0,12)×0,310 = 0,535 л/сек

Итак, расход воды получен. Рассчитаем теперь сечение (внутренний диаметр) труб по формуле:

D = √((4×Q сек )/(ПИ×V)) (м) , где:

V – скорость водного потока, м/сек. V = 2,5 м/сек по пункту 7.6 ;

Q сек – расход воды в 1 сек., м 3 /сек.

ванная D = √((4×0,283/1000)/(3,14×2,5)) = 0,012 м или 12 мм

санузел D = √((4×0,113/1000)/(3,14×2,5)) = 0,0076 м или 7,6 мм

кухня D = √((4×0,136/1000)/(3,14×2,5)) = 0,0083 м или 8,3 мм

коттеджа в целом D = √((4×0,535/1000)/(3,14×2,5)) = 0,0165 м или 16,5 мм

Таким образом, для ванной требуется труба с внутренним сечением не менее 12 мм, для санузла – 7,6 мм, кухонной раковины – 8,3 мм. Минимальный диаметр входной трубы для снабжения 3-х сантехприборов – 16,5 мм.

Пример 2: упрощенный вариант определения

Те, кого пугает обилие формул, могут произвести более простой расчет.

Считается, что среднестатистический человек потребляет 200-250 л воды в сутки. Тогда суточное потребление на семью из 4 человек составит 800-1000 л, а месячное потребление – 24000-30000 л (24-30 куб. м). В частных домах во дворах имеются бассейны, летние души, системы капельных поливов, т. е. часть водопотребления безвозвратно выносится на улицу.

Примерно четверть от общего объема воды, предназначенной на хозяйственно-бытовые нужды, сливается в унитаз

Потребление воды возрастает, но все равно есть подозрение, что приблизительный норматив 200-250 л необоснованно завышен. И действительно, после установки водомеров та же семья, не меняя своих бытовых устоев, накручивает по счетчику 12-15 куб. м, а в режиме экономии получается и того меньше – 8-10 куб. м.

Принцип водоотведения в городской квартире такой: сколько потребляем воды, столько и сливаем в канализацию. Следовательно, без счетчика насчитают до 30 куб. м, а со счетчиком – не более 15 куб. м. Поскольку в частном секторе не вся потребленная вода поступает обратно в канализацию, справедливо было бы в расчете водоотведения использовать понижающий коэффициент: 12-15 куб.м×0,9 = 10,8-13,5 куб. м.

Оба примера условные, но таблица с настоящим расчетом потребления и отведения воды, который может сделать только квалифицированный инженер, должна быть в наличии у всех хозяйственных субъектов (предприятия, жилой фонд), осуществляющих забор воды на питьевые, санитарно-гигиенические, производственные нужды и сброс стоков.

Ответственность за достоверность данных, использованных в расчете, возлагается на водопользователя.

В ванной и туалете собственник квартиры в многоэтажном доме пользуется водой значительно чаще, чем в кухне. У владельца загородного коттеджа приоритеты водопользования зависят от полного или частичного наличия удобств

Нормирование – основное правило любых расчетов

В каждом регионе действуют свои нормы расхода воды (питьевой, на санитарно-гигиенические нужды, в быту и хозяйстве). Объясняется это разным географическим положением, погодными факторами.

Возьмем суточные нормы объемных параметров водопотребления и водоотведения, распределенные на нужды в хозяйстве и быту. Не забудем о том, что они одинаковы по поставке и отведению воды, но зависят от того, насколько жилище благоустроено.

Нормативные значения потребления воды:

• с уличной водоразборной колонкой – от 40 до 100 л на человека;
• жилой дом квартирного типа без ванн – 80/110;
• то же с ваннами и газонагревателями – 150/200;
• с централизованным холодным и горячим водоснабжением – 200-250.

Для ухода за домашними животными, птицей тоже есть нормы потребления воды. В них включены расходы на уборку загонов, клеток и кормушек, кормление и т.п. На корову предусмотрено 70-100 л, лошадь – 60-70 л, свинью – 25 л, а на курицу, индейку или гуся – всего лишь 1-2 л.

Из-за небольшой утечки воды расходы на водоснабжения вырастут значительно. Некоторый запас на непредвиденный расход воды лучше участь при выполнении расчета баланса

Есть нормы на эксплуатацию автотранспорта: тракторная техника – 200-250 л воды в сутки, автомобиль – 300-450. Положено планировать расход воды на пожаротушение для всех зданий и построек, независимо от эксплуатационного назначения.

Даже для садовых обществ нет исключения: норма расхода воды для тушения огня снаружи – 5 литров в секунду на протяжении 3-х часов, внутреннего возгорания – от 2 до 2,5.

Воду на пожаротушение берут из водопровода. На водопроводных трубах в колодцах ставят пожарные гидранты. Если это технически неосуществимо или нерентабельно, то придется позаботиться о резервуаре с запасом воды. Эту воду запрещается направлять на другие цели, срок восстановления запаса в резервуаре – три дня.

Расход поливной воды в сутки: 5-12 л/м 2 для деревьев, кустарников и прочих насаждений в открытом грунте, 10-15 л/м 2 – в теплицах и парниках, 5-6 л/м 2 – для газонной травы и клумб. В промышленности каждая отрасль имеет свои особенности нормирования потребления воды и отвода отработанных стоков – водоемкими являются целлюлозно-бумажное производство, металлургия, нефтехимия, пищевая индустрия.

Основное назначение нормирования – экономически обосновать нормы потребления воды и отвода в целях рационального использования водного ресурса.

За выходной день (уборка квартиры, стирка, приготовление еды, купание под душем и в ванне) среднесуточный расход воды можно превысить в 2-3 раза

Взаимосвязь потребителей воды и поставщика услуги

Вступив в договорные отношения с организацией водопроводно-канализационного хозяйства, вы становитесь потребителем услуги водоснабжения/водоотведения.

Ваши права как пользователя предоставляемой услуги:

• требовать от поставщика непрерывного предоставления надлежащей услуги (нормативный напор воды, безопасный для жизни и здоровья ее химический состав);
• претендовать на установку водомеров;
• требовать перерасчета и уплаты неустоек в случае предоставления услуги в неполном объеме (акт должен быть составлен в течение суток после подачи заявки);
• расторгать договор в одностороннем порядке, но при условии уведомления об этом за 15 дней и полной оплаты полученных услуг;

Абонент имеет право безвозмездно получать сведения об оплате (состояние лицевого счета).

Нет воды или течет еле-еле? Позвоните в диспетчерскую службу и потребуйте прибытия представителя водоканала для составления акта

Перечень прав второй стороны:

• прекратить (с предварительным уведомлением за несколько дней) полностью или частично поставку воды и прием стоков при неудовлетворительном техническом состоянии водопроводных сетей и канализации;
• требовать допуск на территорию клиента для снятия показателей водомерных приборов, проверки пломб, осмотра водопроводной и канализационной систем;
• проводить планово-предупредительные ремонты по графику;
• отключать воду должникам по оплате;
• прекращать водопоставку без предупреждения в случае аварий, стихийных бедствий, отключении электроэнергии.

Споры и разногласия решаются путем переговоров или в судебном порядке.

Выводы и полезное видео по теме

Как грамотно сделать расчет расхода воды:

Экономитель воды. Водопотребление сокращается на 70:

Чтобы в совершенстве разбираться в тонкостях водоснабжения и отвода стоков с точки зрения правил, надо быть специалистом с профильным образованием. Но общая информация нужна каждому для понимания того, сколько мы получаем воды и сколько за нее платим.

Экономное потребление воды и доведение удельного расхода до уровня истинных потребностей – не взаимоисключающие понятия, и к этому стоит стремиться.

Если после изучения материала у вас появились вопросы по расчетам или нормам потребления воды, пожалуйста, задавайте их в комментариях. Наши специалисты всегда готовы разъяснить непонятные моменты.

При покупке частного жилья необходимо обязательно вникнуть в вопрос, каким должно быть водоснабжение и водоотведение по СНиП, потому что потребление воды необходимо для хозяйственно-питьевых и коммунальных нужд человека. А Строительные Нормы и Правила как раз регулируют их обустройство.

Норма водопотребления – это допустимый максимум количества воды соответственного качества, которое необходимо для удовлетворения потребностей людей, проживающих в определенном жилье. Нормы расхода воды определяются и правилами принятыми исполнительными органами власти.

Зависимость расхода воды

Количество водопотребления зависит от уровня и качества жизни людей. Обращаясь к истории, можем заметить, что в 1890 году один житель столицы использовал каждый день 11 литров воды. По прошествии 20 лет москвичу уже потребовалось 66 литров в день. На данный момент по нормам СНиП потребление воды расходуемой жителем Москвы очень возрос и составляет около 700 литров в сутки.

Водопотребление напрямую зависит от климата, где проживает человек, и от работы, которую он выполняет. Медики заверяют нас, что человеку необходимо употреблять в день до 2 литров жидкости.

Плюс к этому в различных климатических условиях потребность в воде разная. Например, в южных регионах требуется большее количество жидкости, чем в северных.

Разница в объемах водопотребления

Колебания в зависит от технологий и от привычек человечества. Как мы говорили ранее, разница расхода жидкости связаны с климатом проживания человека, но еще и от условий работы, точнее выходных дней. Это влияет на годовой, указанный в СНиП расход воды. Суточные колебания варьируются от режима дня, в общем, от сна и бодрствования. В квартирах расход воды зимой увеличивается из-за центрального отопления, в сравнении с частными домами или сельской местностью. Частично, согласно СНиП, потребление воды за неделю зависит от выходных дней и составляет 30%, это всегда субботы и воскресенья.

Доказано, что суточные колебания водопотребления связаны не только со временем суток, но и с организацией досуга домочадцев, в частности это телевизионные программы, кинофильмы, праздники и другие интересные события, которые проходят дома. Так же есть колоссальное отличие в расходе холодной и горячей воды.

В среднем семья, проживающая в России с двумя детьми, использует около 7 000 литров горячей воды и 10 000 литров холодной.

Нормы ежедневного расхода воды

Нормы расхода воды СНиП согласно документации используются на питьевые и бытовые нужды. Это и приготовление еды, и ежедневная гигиена, и многое другое. А для частного дома еще добавляется мойка транспортного средства, полив придомового участка и клумб, наполнение бассейна и прочее. Рассмотрим дневные нормы водопотребления СНиП:

• Приготовление еды – 3 литра;
• Вода для питья – до 2 литров;
• Мытье рук (без остановки воды) – до 8 литров;
• Гигиена полости рта (без остановки воды) – до 7 литров;
• Смыв унитаза – до 12 литров за раз;
• Принятие душа – 20 литров/минута;
• Принятие ванной – 150 литров;
• Стирка – до 100 литров;
• Мойка посуды – до 10 литров за раз.

Итого у нас получается от 300 до 570 литров в день. Из расчета понятно, что водопотребление СНиП значительно отличается от фактических показателей. Поэтому логично подумать об экономии водопотребления.

Нормы водоотведения в частных домах

Водоотведение, как и водоснабжение, является важнейшим элементом современной комфортной жизни человека.

Живя в частном доме, необходимые удобства, такие как кухня и санузел, требуют и забор использованной воды, а не только водоснабжение. И водоотведение СНиП для частных домов в сутки на человека приведем ниже:

• С водопроводом и канализацией (без ванны) – 120 литров;
• С водопроводом, и ванными – 225 литров;
• С центр. горячим водоснабжением – 300 литров;
• С центр. горячим водоснабжением (высота сооружения более 12 метров) – 400 литров.

Неравномерным является суточное водоотведение в течение 1 часа, но эта разница обычно не учитывается в просчете расходов, потому что отведение вод учитывает минимальные и максимальные коэффициенты за сутки, часы при общей неравномерности. По данным мы видим, что водоснабжение и водоотведение СНиП не соответствуют даже по плановым показателям. Например, если человек живет в доме с водопроводом, канализацией, ванной и использует 500 литров воды, тогда как по нормам он обязан отводить только 225 литров.

Расчетные нормы давно превышены реальным расходом воды, поэтому жильцы частных домов стараются экономить.

При помощи различных фильтрующих установок можно техническую воду использовать на другие нужды, конечно, не пить ее, но на полив и мытье машины она вполне подойдет.

Задание на курсовую работу

Степень огнестойкости здания производственного корпуса II.

Ширина зданий до 60 м.

Площадь территории предприятия до 150 га.

Объем зданий:

I производственного корпуса 100 тыс. м 3

II производственного корпуса до 200 тыс. м 3

Число рабочих смен 3.

Число рабочих в смену 600 человек.

Расход воды на производственные нужды 700 м 3 /см.

Количество рабочих в смену, принимающих душ 80%.

Исходные данные по населенному пункту

Количество жителей в населенном пункте 21 тыс. чел.

Этажность застройки 5.

Степень благоустройства районов жилой застройки: внутренний водопровод, канализация и централизованное горячие водоснабжение

Тип общественного здания: фабрика-кухня (тип «б») объемом до 2500м 3 Измеритель 5000 блюд.

Материал труб магистральных участков водопроводной сети и водопроводов: чугунные с полимерным покрытием нанесенным методом центрифугирования.

Длина водопроводов от НСII до водонапорной башни 700 м.

1. Определение водопотребителей и расчет необходимого расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия

1.1 Определение водопотребителей

Объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод должен обеспечивать расход воды на хозяйственно-питьевые нужды поселка, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды общественных зданий, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на предприятии.

1.2 Расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды

Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды для населенных пунктов определяются по СНиП 2.04.02-84, п.2.1, табл.1, примечание 4 и зависят от степени благоустройства районов жилой застройки. Норму водопотребления на одного человека принимаем 300 л/сут.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды , м 3 /сут на хозяйственно-питьевые нужды

q - удельная водопотребления на одного жителя, принимаемое по табл.1 СНиП 2.04-84; N ж – расчетное число жителей.

, м 3 /сут.

Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходами увеличивается на 10-20% (п.2.1, примечание 4) .

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления

К суm.max – коэффициент суточной неравномерности водопотребления;

К суm.max – учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятия, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели.

Для здания, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением, принимаем К суm.max =1,1.

Расчетный часовой максимальный расход воды

К ч.max – коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

где a max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимается по п.2.2 .

b max – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по табл.2, п.2.2.

, м 3 /сут

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в общественных зданиях

q общ.зд. – норма расхода воды потребителями в сутки для общественного здания принимается по приложению 3 ;

N общ.зд – количество измерителей.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды фабрики-кухни

м 3 /сут

Суммарный расход воды по поселку.

М 3 /сут

Промышленное предприятие.

В соответствии п.2.4. , приложения 3 и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем

Водопотребление в смену

N см – количество работающих в смену.

м 3 /см

Суточное водопотребление

где

n см – количество смен.

м 3 /сут

Количество душевых сеток

где N см – количество рабочих, принимающих душ.

шт.

Водопотребление в смену

0,5 м 3 /ч – норма расхода воды на одну душевую сетку (приложение 3);

Суточное водопотребление на душ

где n см – количество смен; n см =3.

м 3 /сут

Расход воды на производственные нужды предприятия по заданию м 3 /см, который распределяется равномерно по часам смены (восьмичасовая смена с перерывом на обед один час, в течении которого производство не останавливается). Принимается работа восьмичасовых смен

Часовой расход воды

м 3 /ч

Суточное водопотребление на производственные нужды

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен

По поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с8 до 9 ч., в это время на все нужды расходуется 574,3 м 3 /ч или

л/с

По предприятию расчетный расход

л/с

Расчетный расход общественного здания (больница).

л/с

Поселок расходует

Строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис. 1).

Рис.1 - Определение расчетных расходов воды на пожаротушение

Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленном предприятии определяются по СНиП 2.04.02-84, п.п.2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85, п.п.6.1-6.6.

Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84, п.2.23 при количестве жителей 21000 человек принимаем 1 пожар. При пятиэтажной застройке расход воды 15 л/с на один пожар.

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии бфабрики кухни объемом до 2500 м 3 , согласно СНиП 2.04.01-85, п.61, таблица 1 принимаем 1 струю производительностью 2,5 л/с

Согласно СНиП 2.04.02-84, п. 2.22 на предприятии принимаем один пожар, т.к. площадь предприятия до 150 га.

Согласно п.2.14, таблица 8, примечание 1, расчетный расход воды для здания принимаем

Согласно СНиП 2.04.01-85, п.61, таблица 2 расчетный расход на внутреннее пожаротушение в производственном здании принимаем из расчета 2 струи 5 л/с каждая:

л/с

2. Гидравлический расчет водопроводной сети

Общий расход воды в час максимального водопотребления, т.е. с 8-9 ч., составляет 159,53 л/с в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 34,83л/с, а сосредоточенный расход общественного здания 0,58л/с.

Рисунок 2 – Расчетная схема водопроводной сети.

1.Определим равномерно распределенный расход:

2.Определяем удельный расход:

л/с

где - длина участка;

m – количество участков;

j – номер участка.

3. Определим путевые отборы:

Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Путевые расходы

4. Определим узловые расходы:

,

где - сумма путевых отборов на участках, примыкающих к данному узлу;

Таблица 2 – Узловые расходы

5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход общественного здания.

Тогда q 3 =15,515+0,58=16,095 л/с, q 5 =18,618+34,83=53,448 л/с

Величины узловых расходов показаны на рис. 3 с учетом сосредоточенных расходов

Рисунок 3 – Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами.

6. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара).

Диктующей точкой является точка 5. Предварительно наметили направление движения воды от точки 1 к точке 5 (направление показаны на рис.3). потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе –1-7-4-5, третье –1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться соотношение . Величины л/с и

.

, .

В результате получится:

Проверка л/с.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 ), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, показанной на рис. 2, расход воды на пожаротушение следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от точки ввода (от точки 1), т.е.

Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис.4.

Рисунок 4 - Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечить подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 СНиП 2.04.02-84), если эти расходы вошли в час максимального водопотребления.

Гидравлический расчет сети при пожаре.

Так как , то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара определим узловые расходы так, как считали без пожара

Для узла 1 должно выполняться соотношение . Величины л/с и л/с известны, а и неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, л/с. Тогда,

Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение

.

Значения л/с и л/с известны, и неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, л/с. Тогда,

Расходы воды по другим участкам можно определить из следующих соотношений:

, .

В результате получится:

Проверка л/с.

Рисунок 5 - Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре.

7. Определяем диаметры труб участков сети.

Для чугунных труб.

По экономическому фактору и предварительно распределенному расходу воды по участкам сети при пожаре по таблице 3 чугунные трубы ГОСТ 9583-75 и ГОСТ 21053-75 определяем диаметры труб участков водопроводной сети:

Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении.

Увязка выполняется до тех пор, пока ∆h ≤ 0,5 м

∆q ’ = ∆h / 2∑(h/q)

Для участка 4–7, который является общим для обоих колец, вводятся две поправки - из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Определение потерь напора при максимальном хоз.-производственном водопотреблении.

где , ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении составляют: h c = 10,9596 м.

Определение потерь напора при максимальном хоз.-производственном водопотреблении и пожаре.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок, могут пойти по 3-м направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок, могут пойти по 3-м направлениям: первое - 1-2-3-4-5, второе - 1-7-4-5, третье - 1-7-6-5. Средние потери напора в сети можно определить по формуле

где , ,

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без расходов на душ на предприятии) и при пожаре составляют

h 1 = 2,715+6,2313+6,6521+11,9979=27,5927 м

h 2 = 2,5818+12,8434+11,9970=27,4722 м

h 3 = 2,5818+3,6455+21,1979= 27,4234 м

3. Определение режима работы НС- II

Выбор режима работы насосной станции второго подъема определяется графиком водопотребления. В те часы, когда подача НС- II больше водопотребления поселка, избыток воды поступает в бак водонапорной башни, а в часы, когда подача меньше водопотребления поселка, недостаток воды поступает из бака водонапорной башни. Для обеспечения минимальной емкости бака график подачи воды насосами стремятся приблизить к графику водопотребления. Однако частое включение и выключение насосов усложняет эксплуатацию насосной станции и отрицательно сказывается на электрической аппаратуре управления насосными агрегатами. Установка большой группы насосов с малой подачей приводит к увеличению площади НС-II и КПД насосов с малой подачей ниже, чем с большей. Поэтому принимают двух или трехступенчатый режим работы НС-II.

При любом режиме работы НС-II подача насосов должна обеспечить полностью (100 %) потребление воды поселком. Принимаем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей каждым насосом 2,5 % в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5*24 = 60 % суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100-60 = 40 % суточного расхода воды и его надо включить на 40/2,5 = 16ч.

В соответствии с графиком водопотребления предлагается второй насос включить в 5 часов и выключать в 21. Этот режим показан пунктирной линией.

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим таблицу 3.

Таблица 3 - Водопотребление и режим работы насосов

В графе 1 проставлены часовые промежутки, а в графе 2 часовое водопотребление в % от суточного водопотребления в соответствии с графой 11 таблицы 1. В графе 3 подача насосов в соответствии с предложенным режимом работы НС-II.

Если подача насосов выше, чем водопотребление поселка, то разность этих величин записывается в графу 4 (поступление в бак), а если ниже - в графу 5 (расход бака).

Остаток воды в баке (графа 6) к концу некоторого промежутка определяется как алгебраическая сумма двух граф 4 и 5 (положительных при поступлении в бак и отрицательных при расходе из него).

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины графы 6. В рассмотренном примере емкость бака башни получилась равной 3,88 % от суточного расхода воды.

Попробуем проанализировать другой режим работы НС-II. Задавая подачу насосов по 3 % от суточного расхода воды каждым насосом. Один насос за 24 часа подаст 24*3 = 72 % суточного расхода. На долю другого придется 28 % и он должен работать 28/3 = 9,33 часов. Второй насос необходимо включить с 8 до 17 часов 20минут. Этот режим работы НС-II показан на графике штрихпунктирной линией. Регулирующая емкость бака равна

7,61 %, т.е. при этом режиме емкость бака будет больше. Выбираем первый вариант с подачей насосов 2,5 % от суточного.

4. Гидравлический расчет водоводов

Цель гидравлического расчета водоводов – определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водоводы, как и водопроводная сеть, рассчитывается на два режима работы, на пропуск хозяйственно-питьевых и производственных расходов в соответствии с режимом работы НС-II и на пропуск максимальных хозяйственно-питьевых, производственных и пожарных расходов с учетом требований п.2.21 СНиП 2.04.02-84. Методика определения диаметра труб водоводов такая же, как и диаметров труб водопроводной сети.

В данном курсовом проекте дано, что водоводы изготовлены из асбестоцементных труб, расстояние от НС-II до водонапорной башни м.

Учитывая, что в проекте принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р = 2,5 + 2,5 =5 % в час от суточного водопотребления, расход воды, который пройдет по водоводам, будет равен:

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две нитки, то расход воды по одному водоводу равен:

л/с

Из приложения II методических указаний определяем диаметр водоводов: d=0,280м., d р =0,229м.

Скорость воды в водоводе определяется из выражения:

При расходе Q вод =69,63 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,229м. будет равен:

м/с

Потери напора в водоводе определяются по формуле:

h вод =0,012 700=8,4 м

Общий расход воды в условиях пожаротушения равен

л/с

Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения будет равен:

При этом скорость движения воды в трубопроводе будет равна:

м/с

h вод =0,028 700=19,6 м

Потери напора в водоводах при (h вод. ,h вод.пож.) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

5. Расчет водонапорной башни

Водонапорная башня предназначается для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.

5.1 Определение высоты водонапорной башни

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (п.4, приложение 10);

h с – потери напора водопроводной сети при работе ее в обычное время;

Z АТ, Z В.Б. – геодезические отметки соответственно в диктующей точке и в месте установки башни. Минимальный напор H св в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание согласно п.2.26 СНиП 2.04.02-84 должен быть равен:

где n – число этажей

5.2 Определение емкости бака водонапорной башни

Емкость бака водонапорной башни должна быть равной (п.9.1. СНиП 2.04.02-84).

где W реч – регулирующая емкость бака;

W Н.З. – объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п.9.5 СНиП 2.04.02-84 из выражения:

где - запас воды, необходимый на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

Запас воды на 10 мин., определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках, водонапорных башен) должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п.9.2. СНиП 2.04.02-84. В данной курсовой работе определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=3,88 от суточного расхода воды в поселке (раздел 4)

где м 3 /сутки.

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то

м 3

Таким образом

По приложению III методических указаний принимаем типовую водонапорную башню высотой 32,5м с баком емкостью W Б =800м 3 .

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту

м

6. Расчет резервуаров чистой воды

Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосной станции I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения.

Регулирующая емкость резервуаров чистой воды может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъемов.

Режим работы НС-I обычно принимают равномерным, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования НС-I и сооружений для обработки воды. При этом НС-I, также как и НС-II, должна подать все 100 % суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24 = 4,167 % от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разделе 3.

Рис.7. - Режим работы НС-I и НС-II

Для определения W рег. воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-I и НС-II (рис.8). Регулирующий объем в процентах от суточного расхода воды равен площади “a” или равновеликой ей сумме площадей “б”.

W рег = (5-4,167)*16 = 13,33 % или

W рег = (4,167-2,5)*6 + (4,167-2,5)*2 = 13,33 %

Суточный расход воды составляет 10026,85 м 3 и регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:

Неприкосновенный запас воды W н.з. в соответствии с п.9.4. СНиП 2.04.02.-84 определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (п.п.2.12.-2.17.,2.20.,2.22.-2.24. СНиП 2.04.02.-84 и п.п.6.1.-6.4. СНиП 2.04.01.-85), а также специальных средств пожаротушения (спринкиров, дренчеров и других, не имеющих своих собственных резервуаров) согласно п.п.2.18. и 2.19. СНиП 2.04.02.-84 и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд, на весь период пожаротушения с учетом требований п.2.21.

Таким образом:

При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуары осуществляется системами водоснабжения I и II категории по степени обеспеченности подачи воды, т.е.:

гдеt т =3ч.- расчетная продолжительность тушения пожара (п.2.24 СНиП 2.04.02.-84).

При определении Q пос.пр не учитываются расходы воды на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технологического оборудования на промышленном предприятии.

В данном примере Q¢ пос.пр -Q душ = 764,96-0=764,96 м 3 /ч

Q¢ пос.пр = 764,96 м 3 /ч или 212,49 л/с.

W н.з.х-п = Q¢ пос.пр . t т = 764,96 . 3 = 2294,88 м 3 .

Во время тушения пожара насосы НС-I подают в час 4,167 % суточного расхода, а за время t т будет подано

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

Полный объем резервуаров чистой воды

Согласно п.9.21. СНиП 2.04.02-84 общее количество резервуаров должно быть на одинаковых отметках, при выключении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50% НЗ, а оборудование резервуаров должно обеспечивать возможность включения и опорожнения каждого резервуара. Принимаем два типовых резервуара объемом по 1600м 3 (приложение IV методических указаний).

7. Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней двух основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:

Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:

где h вод – потери напора в водоводах, м;

H Н.Б. – высота водонапорной башни, м;

Z В.Б. и Z Н.С. – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II;

1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления (п.4, приложение 10).

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

где h вод.пож и h с.пож – соответственно потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаротушении, м;

H св – свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления H св =10м;

Z АТ – геодезическая отметка в диктующей точке, м.

Насосную станцию строим по принципу низкого давления. В обычное время работает один или группа хозяйственных насосов. При пожаре включается в работу дополнительный насос с таким же напором, что и хозяйственные насосы и обеспечивающие подачу расхода воды на пожаротушение. От типа насосной станции зависит устройство камеры переключения (рис.9).

Подбор марок насосов можно выполнять по сводному графику полей Q-H (приложение XI и XII). На графике по оси абсцисс отложена подача насосов, по оси ординат напор и для каждой марки насосов приведены поля, в пределах которых могут изменяться эти величины. Поля образованы следующим образом. Верхняя и нижняя границы – это соответственно характеристики

Q-H для данной марки насоса с наибольшим и с наименьшим диаметрами рабочего колеса выпускаемой серии. Боковые границы полей ограничивают область оптимального режима работы насосов, т.е. область, соответствующую максимальным значениям коэффициента полезного действия. При выборе марки насоса необходимо учитывать, что расчетные значения подачи и напора насоса должны лежать в пределах его поля Q-H.

Предлагаемый насосный агрегат должен обеспечивать минимальную величину избыточных напоров, развиваемых насосами при всех режимах работы, за счет использования регулирующих емкостей, регулирования числа оборотов, изменение числа и типа насосов, замены рабочих колес в соответствии с изменением условий их работы в течении расчетного срока (п.7.2.СНиП 2.04.02-84).

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции приводится в таблице 4.

Таблица 4 - Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции

Список используемой литературы:

1. СНиП 2.04.02-84 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”. – М.: Стройиздат, 1985.

2. СНиП 2.04.01-85 “Внутренний водопровод и канализация зданий”. – М.: Стройиздат, 1986.

3. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. “Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб”. / Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1984.

4. Лобачев П.В. “Насосы и насосные станции”,-М.: Стройиздат, 1983.