Гидравлический расчет водопровода – совокупность вычислений, производимых на этапе проектирования здания (многоэтажного дома, коттеджа). Роль данного вида работ очень важна – неправильно спроектированная система водоснабжения не будет нормально функционировать. Выражаться это может в слабом напоре воды на верхних этажах высоток и в частых прорывах подвальных коммуникаций из-за высокого давления ввода.
Цели выполнения гидравлического расчета водопроводных сетей
- вычисление максимального расхода воды на отдельных участках системы водоснабжения;
- определение скорости перемещения воды в трубах;
- расчет внутреннего диаметра труб для монтажа различных участков водопроводной сети;
- вычисление потери напора воды при подаче ее из магистрального трубопровода на определенную высоту;
- определение мощности насосного оборудования и целесообразности его использования с учетом произведенных расчетов.
Выполняются расчеты на основании данных и методик СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».
Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей
В зависимости от целей различают два вида гидравлического расчета водопроводных сетей — проектный и поверочный (наладочный).
Проектный
Данный вид гидравлического расчета производится при проектировании системы водоснабжения здания. С его помощью определяют вид трубопроводов для различных участков сети, скорость потока в них.
Кроме вычислений данный вид расчета включает в себя схематическое расположение элементов внутреннего водопровода — узла ввода, подвальных коммуникаций, стояков, узлов водоразбора.
Поверочный
Основными целями данного вида гидравлического расчета является определение распределения потоков в системе водоснабжения, вычисление напора источников при заранее вычисленных внутренних диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.
Результатами поверочного расчета являются:
- водопотребление и потери напора на всех участках системы водоснабжения;
- объем подачи воды от источника (магистрального водопровода, водонапорной башни или контррезервуара);
- пьезометрические напоры в различных точках водоразбора.
Все полученные в результате данного расчета значения используют для проектирования расположения точек водоразбора – сантехнических приборов – внутри проектируемого здания.
Точный и достаточно быстрый наладочный расчет водопроводных сетей различной конфигурации (от простой тупикового водопровода до более сложной кольцевой системы) можно производить при помощи программ: «ГидроМодель», «Умная Вода», «WaterSupply», «Гидравлический расчет трубопровода».
Порядок проведения гидравлического расчета
- Определение количества точек водоразбора – для этого по типовому плану здания определяют количество умывальников, ванн, унитазов в здании.
- Составление схематического изображения (аксонометрической схемы) внутренней водопроводной сети – вручную или при помощи специального программного обеспечения составляется схема расположения стояков водоснабжения и подключаемых к ним сантехнических приборов. При этом для удобства дальнейшей работы каждый горячий и холодный водоснабжающий трубопровод отмечают различными цветами (красным и синим соответственно).
- Разбиение водопроводной сети на отдельные расчетные горизонтальные и вертикальные участки, состоящие из трубопроводов и водоразборных узлов. Границами каждого участка является запорная арматура и сантехнические приборы.
- Вычисление вероятности одновременного включения всех водоразборных узлов расчетного участка(P) – расчет значения данной величины производится по следующей формуле:
P=Q макс.вод ×U/Qприб.×N×3600;
где Q макс.вод –расход воды в часы с максимальным водопотреблением, л/ч на 1 жителя;
U – количество жителей, которых обеспечивают водой коммуникации и водоразборные узлы расчетного участка, чел;
Qприб. – нормативный расход через узел водоразбора в среднем составляющий 0,18 л/с;
N – количество входящих в расчетный участок узлов водоразбора (сантехнических приборов), шт;
3600 — коэффициент используемый для перевода литров в час в литры в секунду.
- Определение максимального секундного расхода воды трубопроводом и водозаборными узлами расчетного участка по формуле:
Q макс.расх.вод= 5× Q в.приб×a; л/с
где Q в.приб – суммарный нормативный расход через узлы водоразбора участка;
a – величина безразмерная. Ее значение находят по специальным таблицам в СНиП 2.04.01-85.
- Подбор оптимального внутреннего диаметра трубопровода — подбирается с учетом рекомендаций по использованию и экономической целесообразности применения в данных условиях.
- Расчет скорости воды — вычисляют по специальным методическим пособиям, исходя из внутреннего диаметра выбранного трубопровода.
- Вычисление потерь напора (Нl) по формуле:
Нl= L×i×(1+Kl); м.вод.столба,
где L – длина расчетного участка, м;
i – удельные потери напора при трении воды о внутренние стенки трубопровода, измеряется данная величина в миллиметрах водяного столба/метр трубопровода;
Kl – поправочный коэффициент, при проектировании жилых многоквартирных домов и коттеджей его значение равно 0,3.
- Для зданий имеющих 2 и более этажей гидравлический расчет требуемого напора(Hтр) водопроводного ввода в месте его подключения к наружному магистральному трубопроводу производится по следующей формуле:
Hтр=10+(n-1)×4,
где n – количество этажей;
4 -напор необходимый для поднятия воды для каждого этажа, расположенного выше первого, м.
- Фактический требуемый напор в точке ввода (Нф) находят, суммируя расчетный напор ввода (Hтр) с потерями напора на расчетных участках (Нl):
Нф= Hтр+ Нl расч.уч.1+ Нl расч.уч.2+ Нl расч.уч.3+ Нl расч.уч.4+ Нl расч.уч.n
Результаты такого расчета записывают в сводную таблицу.
Напор в 10 метров водного столба равен давлению в водопроводной магистрали равном 1 атмосфере (1 Bar).
Пример расчета холодного водоснабжения
Исходные данные:
Здание – 2-х этажный дом с цокольным этажом, одним вертикальным стояком высотой от подвала до верха -6 м, 5 точками водоразбора (кухонной мойкой, смесителем ванны и умывальника, унитаза,– на первом этаже; унитазом и смесителем душевой кабины — на втором этаже). В доме живет семья из 6 человек.
Поседовательность расчета:
- Проектируемая внутренняя система водоснабжения разбивается на 2 расчетных участка – первого и второго этажа. Длина коммуникаций первого участка равна 5 м, вертикального стояка и горизонтальных коммуникаций второго участка – 5,5 м.
- Используя табличные данные СНиП, рассчитывается вероятность одновременного включения всех водоразборных узлов для первого и второго расчетных участков:
P1=15,6×6/(0,1+0,18+1,4)×3600=0,015;
P2= 15,6×6/(1,4+0,18) ×3600 =0,016.
- Максимальный расход данных участков с учетом найденных по таблицам соответствующих значений коэффициента a будет равен:
Q макс.расх.вод1= 5× Q в.приб×a = 5×0,18×0,265=0,24л/с;
Qмакс.расх.вод2= 5×Qв.приб×a =5×0,18×0,241=0,22 л/с
- С учетом полученных значений расхода воды внутренний водопровод проектируют из простой полипропиленовой трубы диаметром 25мм (горизонтальные отводы от стояка) и 32 мм (вертикальный стояк).
- На основании значений длины первого и второго расчетного участка, величины коэффициента i и Kl (для таких условий они равны 0,083 и 0,3 соответственно) потеря напора на первом и втором расчетном участке будет равна:
Нl уч.1= L1×i×(1+Kl) = 5×0,083×1,3=0,54 м.вод. столба;
Нl уч.2= L1×i×(1+Kl) = 5,5×0,083×1,3=0,59 м.вод. столба.
Суммарная потеря напора на двух расчетных участках будет равна 1,14 водного столба или 0,114 атмосферы.
- Требуемый напор в точке ввода для такого здания будет равен:
Hтр=10+(2-1)×4=14 метров водяного столба или 1,4 атмосферы
- Фактический требуемый напор в точке ввода для данного коттеджа будет равен:
Нф= Hтр+ Нl расч.уч.1+ Нl расч.уч.2=14+1,14=15,14 метров водного столба или 1,5 атмосферы
Благодаря произведенному расчету, хозяин дома на этапе проектирования с учетом давления магистрального водопроводного трубопровода своего населенного пункта может планировать определенную схему внутренней водопроводной сети.
