СНиП 2.04.01-85*

Строительные нормы и правила

Внутренний водопровод и канализация зданий.

Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения

3. Определение расчетных расходов воды в системах водоснабжения и канализации и теплоты на нужды горячего водоснабжения

3.1. Системы холодного, горячего водоснабжения и канализации должны обеспечивать подачу воды и отведение сточных вод (расход), соответствующие расчетному числу водопотребителей или установленных санитарно-технических приборов.

3.2. Секундный расход воды , л/с, водоразборной арматурой (прибором),

отнесенный к одному прибору, следует определять:

отдельным прибором - согласно обязательному приложению 2 ;

различными приборами, обслуживающими одинаковых водопотребителей на участке тупиковой сети, - согласно обязательному приложению 3 ;

различными приборами, обслуживающими разных водопотребителей, - по формуле

(1)

Вероятность действия санитарно-технических приборов, определенная для каждой группы водопотребителей согласно п. 3.4;

Секундный расход воды (общий, горячей, холодной), л/с, водоразборной арматурой (прибором), принимаемый согласно обязательному приложению 3 , для каждой группы водопотребителей.

Примечания: 1. При устройстве кольцевой сети расход воды следует определять для сети в целом и принимать одинаковым для всех.

2. В жилых и общественных зданиях и сооружениях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать:

3.3. Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети л/с, следует определять по формуле

Секундный расход воды, величину которого следует определять согласно п.3.2;

Коэффициент, определяемый согласно рекомендуемому приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р, вычисляемой согласно п.3.4. При этом табл. 1 рекомендуемого приложения 4 надлежит руководствоваться при Р > 0,1 и N <= 200; при других значениях Р и N

коэффициент следует принимать по табл. 2 рекомендуемого приложения 4 .

При известных расчетных величинах Р, N и значениях q(0) = 0,1; 0,14; 0,2; 0,3 л/с для вычисления максимального секундного расхода воды допускается пользоваться номограммами 1-4 рекомендуемого приложения 4 .

Примечания: 1. Расход воды на концевых участках сети следует принимать по расчету, но не менее максимального секундного расхода воды одним из установленных санитарно-технических приборов.

3. Расход воды на технологические нужды промышленных предприятий следует определять как сумму расхода воды технологическим оборудованием при условии совпадения работы оборудования по времени.

3. Для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение q допускается определять как сумму расхода воды на бытовые нужды по формуле (2) и душевые нужды - по числу установленных душевых сеток по обязательному приложению 2 .

3.4. Вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети надлежит определять по формулам:

а) при одинаковых водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) без учета изменения соотношения U/N

(3)

б) при отличающихся группах водопотребителей в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) различного назначения

Примечания: 1. При отсутствии данных о числе санитарно-технических приборов в зданиях или сооружениях значение Р допускается определять по формулам (3) и (4), принимая N = 0.

2. При нескольких группах водопотребителей, для которых периоды наибольшего потребления воды не будут совпадать по времени суток, вероятность действия приборов для системы в целом допускается вычислять по формулам (3) и (4) с учетом понижающих коэффициентов, определяемых при эксплуатации аналогичных систем.

3.5. Максимальный секундный расход сточных вод , л/с, следует определять:

а) при общем максимальном секундном расходе воды в сетях холодного и горячего водоснабжения, обслуживающих группу приборов, по формуле

б) в других случаях

3.6. Часовой расход воды санитарно-техническим прибором надлежит определять: , л/ч,

а) при одинаковых водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) согласно обязательному приложению 3 ;

б) при отличающихся водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) - по формуле

(6)

Примечание. В жилых и общественных зданиях (сооружениях), по которым отсутствуют сведения о числе и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать:

3.7. Вероятность использования санитарно-технических приборов для системы в целом следует определять по формуле

3.8. Максимальный часовой расход воды куб.м/ч, следует определять по формуле

(8)

При этом табл. 1 рекомендуемого приложения 4 надлежит руководствоваться при > 0,1 и N<=200, при других значениях и N коэффициент следует принимать по табл. 2 рекомендуемого приложения 4 .

Примечание. Для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение допускается определять как сумму расходов воды на пользование душами и хозяйственно-питьевые нужды, принимаемых по обязательному приложению 3 по числу водопотребителей в наиболее многочисленной смене.

3.9. Средний часовой расход воды , куб.м/ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления Т, ч, надлежит определять по формуле

3.10. При проектировании непосредственно водоразбора из трубопроводов тепловой сети на нужды горячего водоснабжения среднюю температуру горячей воды в водоразборных стояках надлежит поддерживать равной 65°С, а нормы расхода горячей воды принимать согласно обязательному приложению 3 с коэффициентом 0,85, при этом общее количество потребляемой воды не изменять.

3.11. Максимальный часовой расход сточных вод следует принимать равным расчетным расходам, определяемым согласно п.3.8.

3.12. Суточный расход воды следует определять суммированием расхода воды всеми потребителями с учетом расхода воды на поливку. Суточный расход стоков необходимо принимать равным водопотреблению без учета расхода воды на поливку.

3.13. Тепловой поток , кВт, за период (сутки, смена) максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения (с учетом теплопотерь) следует вычислять по формулам:

а) в течение среднего часа

б) в течение часа максимального потребления

стр. 1

стр. 2

стр. 3

стр. 4

стр. 5

стр. 6

стр. 7

стр. 8

стр. 9

стр. 10

стр. 11

стр. 12

стр. 13

стр. 14

стр. 15

стр. 16

стр. 17

стр. 18

стр. 19

стр. 20

стр. 21

стр. 22

стр. 23

стр. 24

стр. 25

стр. 26

стр. 27

стр. 28

стр. 29

стр. 30

ОАО САНТЕХНИИПРОЕКТ

ПОСОБИЕ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ ЗДАНИЙ И МИКРОРАЙОНОВ

Материал разработан творческим коллективом ОАО «СантехНИИ-проект» в качестве пособия при использовании стандарта организации СТО 02494733 5.2-01-2006 «Внутренний водопровод и канализация зданий".

В Пособии рассмотрены основные вопросы определения расчетных расходов воды и стоков, приведены методические основы математических моделей водопотребления, а также конкретные примеры расчетов величин расходов воды и стоков, даны таблицы необходимых исходных данных систем водоснабжения и канализации зданий различного назначения.

Разработчики

КЯ. Добромыслов! канд. техн. наук (ОАО "СантехНИИпроект")

А.С. Вербицкий, канд. техн. наук, А.Л.Лякмунд (МосводоканалНИИпроект)

1 Введение 3

2 Принципы определения расчетных расходов 4

3 Статистическая методика определения расчетных расхо- 7

4 Определение расчетных расходов воды и стоков 11

Исходные данные и порядок определения расчетных рас- ^

ходов воды и стоков 6 Примеры определения расчетных расходов воды и стоков 20

© Открытое акционерное общество "Проектный, конструкторский и научно-исследовательский институт "СантехНИИпроект" (ОАО "СантехНИИпроект")

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ И СТОКОВ

4.1 Для гидравлического расчета систем водопровода и подбора оборудования используются следующие расходы воды:

Расчетные средние суточные расходы (общий, горячей, холодной) за расчетное время потребления воды (Т), м 3 /сут, (см. 4.2);

Расчетные максимальные суточные расходы (общий, горячей, холодной), м 3 /сут, (см. 4.6);

Расчетные максимальные часовые расходы (общий, горячей, холодной), м 3 /ч, (см. 4.4);

Расчетные средние часовые расходы (общий, горячей, холодной), м 3 /ч, (см. 4.3);

Расчетные минимальные часовые расходы (общий, горячей, холодной), м 3 /ч, (см. 4.5);

Расчетные максимальные секундные расходы (общий, горячей, холодной), л/с, (см. 4.4);

Расчетные максимальные секундные расходы для обеспечения циркуляции в системах горячего водопровода, л/с, (см. 4.6).

4.2 Расчетные средние суточные расходы воды, м 3 /сут, для j -го расчетного участка системы водопровода определяются по формулам:

холодной

ЧтгЪО.т, И

общий (суммарно - холодной и горячей воды)

(3)

где i - потребители, к которым вода поступает по j -му расчетному участку сети водопровода;

Qji . Q"ti - Q"r"i ‘ расчетные средние суточные расходы воды (холодной, горячей, общий) для различных видов потребителей, определяются по таблицам А2 и АЗ (приложение А).

Примечание - Для каждой группы однородных (одинаковых) потребителей в формулах (1-3) суммирование следует заменить умножением величин расчетных средних суточных расходов для одного потребителя на число потребителей.

4.3 Расчетные средние часовые расходы воды, м 3 /ч, для j -го расчетного участка системы водопровода определяются по формулам:

холодной

горячей 4=14- (5)

где I - потребители (в том числе - санитарно-технические приборы), к которым вода поступает по j -му расчетному участку сети водопровода;

q Tj - расчетный средний часовой расход воды / -го потребителя или

санитарно-технического прибора, л/ч, принимается по данным таблицы А.1 для различных приборов или равным (Qn/Ti) для различных потребителей, величины Q T принимаются по данным таблиц А.2 или А.З;

Ti - продолжительность периода, для которого установлены значения Qji в таблице А.З.

Примечание - Для каждой группы однородных (одинаковых) потребителей в формулах (4) - (6) суммирование заменяется умножением величин расчетных средних часовых расходов для одного потребителя на число потребителей.

4.4 Расчетные максимальные часовые {q™, q ^), м 3 /ч, и

расчетные максимальные секундные (q tot , q h , q c), л/с, расходы воды

для расчетных участков сетей водопровода холодной и горячей воды принимаются по таблицам А.4 (приложение А).

Указанные максимальные расчетные расходы в сетях водопроводов определяются в зависимости от:

а) среднего удельного расчетного часового расхода воды

(^hr nd ’ q hr ud" q hr iid"*" л ^ 4, 0П Р е Д еляется как частное от деления рас-

четного среднего часового расхода (найденного по 4.3) на расчетном участке сети на общее число санитарно-технических приборов (N) или потребителей (U) к которым подается вода;

б) числа санитарно-технических приборов или числа потребителей воды (N - для водопровода в целом и для отдельных участков расчетной схемы сети водопровода).

При неизвестном числе санитарно-технических приборов/точек во-доразбора допускается принимать число приборов равным числу потребителей - N=U.

Для жилых многоквартирных зданий максимальный часовой и секундный расходы воды для расчетных участков сетей водопроводов холодной и горячей воды допускается определять по таблицам А.б - А.9 (приложение А) в зависимости только от числа квартир (п), к которым вода подается по расчетному участку сети. При использовании таблиц А.б -А.9 расчетные средние суточные расходы воды (л/сут чел) следует принимать по таблице А.2 для жилых зданий с различными системами инженерного обеспечения с учетом климатической зоны строительства здания.

Расчетные расходы воды в сетях водопроводов горячей воды определяются:

Для режима максимального водоразбора аналогично расходам холодной воды с добавлением остаточного циркуляционного расхода на участках сети от точки нагрева до первой точки водоразбора;

Для режима циркуляции с учетом раздела 11, СТО 5.2-01.

4.5 Расчетные минимальные часовые расходы холодной и горячей воды, м 3 /ч, определяются по формуле

q u =q>K . , (7)

где K min ~ принимается no таблице 1 в зависимости от

величины К =- ж -.

Примечание-В формуле (7) величина q T принимается равной

q T , или q T , или q T , а значения q hr соответствуют либо q hr , либо q c hr , либо Qhr . соответственно.

4.6 Расчетные максимальные суточные расходы воды (м 3 /сут) в сетях водопроводов холодной и горячей воды принимаются равными произведению расчетных средних суточных расходов воды (определенных в соответствии с 4.2) и коэффициентов максимальной суточной неравномерности, которые следует принимать по таблице А.5 (приложение А) в зависимости от значений расчетных средних часовых расходов воды для участков сетей водопроводов (определенных в соответствии с 4.3) и числа санитарно-технических приборов/точек водоразбора или числа потребителей.

4.7 Для стояков систем канализации расчетным расходом является максимальный секундный расход стоков (q s , л/с), от присоединенных к

стояку санитарно-технических приборов, не вызывающий срыва гидравлических затворов любых видов санитарно-технических приборов (приемников сточных вод). Этот расход определяется как сумма расчетного максимального секундного расхода воды общей (суммарно холодной и горячей) для всех санитарно-технических приборов ^(определяемого в соответствии с требованиями 4.3) и расчетного максимального секундного расхода стока qft 1 от прибора с максимальным водоотведением (как

правило, принимается равным 1,6 л/с - сток от смывного бачка унитаза) по формуле

(8)

4.8 Для горизонтальных отводных трубопроводов систем канализации расчетным расходом считается расход q sL , л/с, значение которого

вычисляется в зависимости от числа санитарно-технических приборов N, присоединенных к проектируемому расчетному участку трубопровода, и длины этого участка трубопровода L, м, по формуле

где К - коэффициент, принимаемый по таблице 2;

qo s 2 - расход стоков от прибора с максимальной емкостью, л/с.

Для жилого здания (жилой квартиры) q 0 s2 принимается равным 1,1 л/с - расход от полностью заполненной ванны емкостью 150 - 180 л с выпуском 0 40-50 мм.

5 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ И СТОКОВ

5.1 Определение расчетных расходов воды и стоков следует производить на основании исходных данных заказчика, в составе которых должны быть указаны:

Средние удельные расходы воды (за год, сутки, смену и т.д.) для всех водопотребителей (единиц продукции) и/или санитарных приборов;

Число и тип санитарных приборов или потребителей воды (единиц продукции).

5.2 Расчетные средние удельные (за год, сутки, смену) расходы воды следует принимать с учетом представленных заказчиком данных о фактическом водопотреблении на объектах-аналогах с учетом предусматриваемых проектом мероприятий и технических решений по предотвращению нерационального использования и потерь воды.

5.3 При отсутствии данных, предусмотренных 5.1 и 5.2, ориентировочные значения удельных средних за год суточных расходов воды следует определять в соответствии с данными приложения А - для жилых зданий по таблице А.2, для других видов объектов по таблице А.З, для различных видов санитарно-технического оборудования - по таблице А.1.

5.4 Для участков сети водопровода холодной воды, по которым подается вода к смывным кранам, расчетный максимальный секундный расход определяется как сумма расхода, определенного согласно 4.4, и секундного расхода смывного крана (таблица А.1, графа 9).

5.5 Расчетные расходы воды для участков сетей водопровода в помещениях групповых душевых установок (только для участков сети, по которым вода поступает к душевым сеткам, без учета других санитарнотехнических приборов) вычисляются по формулам:

Расчетные максимальные часовые расходы общей, холодной и горячей воды:

qZ = Q,5N e , м 3 /ч (10)

q hr = 0,23W, м 3 /ч (11)

q" hr = 0,27A r g, м 3 /ч (12)

Расчетные максимальные секундные расходы общей, холодной и горячей воды:

q°" = 0,2N e , л/с (13)

q c = 0,\2N e , л/с (14)

q = 0,12N g , л/с (15)

где Л/ в - число душевых сеток.

5.6 Расчетные максимальные часовые и секундные расходы холодной и горячей воды для участков водопроводных сетей, по которым

вода подается к групповым душевым установкам, а также для объекта в целом определяются как сумма душевых расходов, определенных по формулам 10-15, и расчетных расходов воды, вычисленных согласно 4.4, при этом, последние должны быть определены без учета расходов воды в душевых установках.

5.7 Число блюд и время работы на предприятиях общественного

питания следует принимать по технологическим данным (по заданию на проектирование). При неизвестной производительности предприятий общественного питания среднее число блюд - , изготавливаемых за 1 ч

работы предприятия, допускается определять по формуле

U hr = 2,2»п»т, (16)

где п - число посадочных мест;

т - число посадок в час, принимаемое для столовых открытого типа и кафе равным 2; для предприятий общественного питания при промышленных предприятиях и студенческих столовых равным 3; для ресторанов -1,5.

Расчетную производительность предприятия общественного питания (U hr - максимальное часовое число приготовляемых блюд) следует определять по формуле

Uhr = 1,5С7 Лг (17)

5.8 Для отдельных помещений больниц и санаториев (при отсутствии других данных) допускается принимать:

а) продолжительности работы подразделений и пользования водой:

Пищеблок -9 ч;

Буфет обслуживающего персонал - 2 ч;

Буфет в отделениях больницы - 1ч после приема пищи.

б) суточное количество потребляемых одним человеком блюд:

1 больной - 5 блюд;

1 работающий в отделении - 2,2 блюда.

5.9 При отсутствии других данных в задании на проектирование для общеобразовательных школ, профессионально-технических училищ

5.10 При определении расчетных расходов воды и стоков для зданий цехов и административно-бытовых корпусов (АБК) в случае отсутствия других данных допускается принимать, что общее количество воды (исключая потребление воды в душевых) на хозяйственно-питьевые нужды работников используется в цехах и АБК поровну.

5.11 При проектировании жилых зданий с набором санитарнотехнических приборов, существенно отличающимся от принятого в таблице А.2 для типовых проектов домов с различной степенью благоустройства, допускается определять расчетный удельный средний за год суточный расход воды путем суммирования расходов для отдельных приборов (таблица А.1 приложение А) с учетом их числа и конкретных типов, предусматриваемых в проекте.

5.12 При проектировании водопроводов промышленных или иных предприятий, подающих воду одновременно на хозяйственно-питьевые нужды и на технологические цели, в тех случаях, когда известно, что технологические расходы не являются случайными величинами, допускается простое суммирование расчетных максимальных часовых и секундных расходов холодной и горячей воды, определенных в соответствии с разделом 4, и соответствующих расходов на технологические цели, определенных заданием на проектирование.

Если заданием на проектирование установлено (допускается), что расходы холодной и горячей воды на технологические цели являются случайными величинами, но не заданы все параметры функций распределения этих случайных величин, то допускается в расчетах заменять расходы воды технологическим оборудованием условным числом дополнительных санитарно-технических приборов.

При этом дополнительное число санитарно-технических приборов определяется как частное от деления заданного заданием на проектирование среднего часового расхода воды (холодной, горячей, общей) на технологические цели (всеми видами оборудования) на средний часовой расход одного из известных типов приборов (принятого по таблице А.1, СТО 5.2-01, например - для мойки со смесителем в жилом здании). Дальнейшие расчеты по определению расчетных расходов воды рекомендуется вести без разделения расходов на хозяйственно-питьевые нужды и технологические цели.

5.13 В тех случаях, когда в задании на проектирование того или иного объекта не установлено число потребителей и, соответственно, не могут быть использованы для определения расчетных расходов воды и стоков данные таблицы А.З, указанные расчетные расходы определяются на основании данных о потреблении воды (общей, горячей, холодной) различными видами санитарно-технических приборов (см. таблицу А.1, СТО 5.2-01) с учетом назначения (типа) объекта, где устанавливаются эти приборы.

В этом случае средний расчетный удельный часовой расход воды

^hr ud" q hr d ’ q hr d^" 0П Р е Д еляется как частное от деления

расчетного среднего часового расхода суммарно всеми видами санитарно-технических приборов на расчетном участке сети водопровода на общее число приборов.

5.14 Для зданий, в которых предусматривается объединенная система хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода, расчетные максимальные секундные расходы воды (общей и холодной), определенные в соответствии с 4.4, должны быть увеличены на величину расчетного максимального секундного расхода воды на нужды пожаротушения, определенного в соответствии с данными таблиц 3, 4, 5 раздела 7 СТО 5.2-01.

6 ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ И

СТОКОВ

6.1 Пример 1. Определение расчетных расходов воды и сто

ков для жилого дома

6.1.1 Исходные данные.

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:

Кухонная мойка;

Ванна длиной 1500 мм;

Умывальник;

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).

6.1.2 Требуется определить:

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 1_= 100 м);

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

1 ВВЕДЕНИЕ

«Пособие по определению расчетных расходов воды и стоков в системах водоснабжения и канализации зданий и микрорайонов» (далее - Пособие) разработано в помощь специалистам организаций, проектирующих системы водоснабжения и канализации зданий и микрорайонов городской и сельской застройки, в том числе начальные участки канализационной сети из пластмассовых труб диаметром до 200 мм. Расчетные расходы воды в системах водостоков зданий и сооружений в данном Пособии не рассматриваются.

В настоящем Пособии приведено краткое описание различных математических моделей водопотребления - функций распределения вероятности появления расходов различной величины и продолжительности (часовых, кратковременных). Эти модели могут и должны использоваться для прогнозирования ожидаемых расходов воды и стоков, которые требуются для использования в практике проектирования при определении (при расчете) тех или иных параметров элементов систем водоснабжения и канализации зданий и микрорайонов - такие расходы принято называть «расчетными расходами».

Порядок определения расчетных расходов воды (раздел 4 Пособия), принят по СТО 02494733 5.2-01-2006 «Внутренний водопровод и канализация зданий» (ОАО «СантехНИИпроект»), а также приведены ссылки на таблицы приложения А указанного стандарта.

Величины расчетных расходов в системах холодного и горячего водоснабжения, определенные в соответствии с настоящим Пособием незначительно отличаются от величин расходов воды, определяемых в соответствии со СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

При этом, использование СТО 5.2-01 и настоящего Пособия позволяет специалистам проектных организаций определять и те величины расходов воды и стоков, определение которых ранее не регламентирова- 1

6.1.4 Определяем расчетные средние суточные расходы воды (м 1 /сут) в целом для многоквартирного дома в соответствии с 4.2 и сводим в таблицу 6.1.2.

лось - минимальные часовые расходы воды (должны использоваться при подборе диаметров счетчиков воды), кратковременные расходы стоков в системах канализации (расходы воды различной продолжительности должны использоваться при определении диаметров стояков и горизонтальных участков сетей канализации).

2 ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ

В настоящее время, после многолетних исследований, общепризнано, что процессы водопотребления, как и производные от них процессы - процессы водоотведения, являются случайными и для их описания (для построения математических моделей таких процессов) должны использоваться методы теории вероятности, математической статистики и теории случайных процессов.

Очевидно, что в любой момент времени общий расход воды и стоков на объекте (жилое здание, коммунально-бытовое или промышленное предприятие, любая группа различных объектов) является суммой случайных расходов через различные санитарно-технические приборы. При создании методов математического моделирования процессов водопотребления (водоотведения) всегда выбирают в качестве влияющих на расходы воды (стоков) только те факторы, значения которых наиболее существенны и известны при проектировании.

Для практического применения различных методик расчетные расходы воды представляются в виде таблиц расходов или таблиц некоторых вспомогательных величин, которые позволяют достаточно просто определять расходы при различных сочетаниях исходных данных. Расходы стоков определяются в зависимости от величины расчетного расхода воды для того или иного участка сети (соответственно, от числа присоединенных к участку санитарно-технических приборов) или проектируемого объекта в целом.

Еще в 30-е годы XX века С.А. Курсин предложил заменить все многообразие водоразборных приборов на объекте одним эквивалентным прибором. Число таких эквивалентных приборов принимается равным общему числу реальных приборов, а режим работы принимается достаточно простым - прибор либо включен с постоянным расходом, либо вы- 2

ключей (такой режим, конечно, достаточно сильно отличается от реального). Общее время включения эквивалентного прибора (t B) в течение периода (Т), определяет вероятность действия этого прибора в течение заданного периода времени (Р). Р = t B / Т.

Расходы воды, которые определяют при проектировании, являются лишь прогнозом отдельных величин (из общего ряда прогнозируемых расходов, описываемых той или иной функцией распределения вероятностей), необходимых для определения (расчета) тех или иных параметров элементов систем водопровода и канализации: диаметров трубопроводов, объемов емкостей, типов и марок насосных агрегатов, диаметров счетчиков воды и пр. Именно поэтому в практике проектирования принят термин "расчетные расходы". При сопоставлении различных методов определения расчетных расходов воды недостаточно сравнивать только отдельные значения расчетных расходов (они могут различаться, иногда - значительно), но следует сравнивать обоснованность и результаты расчета параметров элементов систем водопровода и канализации.

Исходя из гипотезы С.А. Курсина об эквивалентном приборе (аналогичная гипотеза была предложена в 1940 г. и Хантером в США) расчетный расход воды для совокупности одинаковых эквивалентных приборов можно определить по весьма простой формуле q-q 0 »m,

где m - число одновременно включенных эквивалентных приборов из общего их числа в системе водоснабжения; q 0 - принятый для данной системы расход эквивалентного прибора.

В работах С.А. Курсина и Хантера эти величины определялись на основе логических рассуждений о режимах работы систем внутреннего водоснабжения зданий (в основном, жилых домов), что, конечно, не могло обеспечить высокой достоверности расчетов при появлении в 50-х годах крупных жилых массивов, где системы водопровода обслуживали уже большое число разнородных потребителей и разнообразных санитарнотехнических приборов.

Для повышения достоверности расчетов по указанной формуле в 60-х годах XX века Л.А. Шопенским был проведен комплекс исследований, основная цель которых состояла в разработке новых подходов к оп-

ределению величин q 0 и Р для различных сочетаний исходных данных -

числа и назначения санитарно-технических приборов, различного назначения объектов водоснабжения, различных давлений воды в трубопроводах систем водопровода и пр. При этом основная гипотеза С.А. Курсина и Хантера о существовании эквивалентного прибора Л.А. Шопенским не подвергалась сомнению, и вычисление расчетного расхода производилось также. Именно поэтому методика определения расчетных расходов на базе этой формулы в дальнейшем называется методикой Курсина-Хантера-Шопенского (методика КХШ).

Методика КХШ с 1976 г. была включена в СНиП 11-30-76 "Внутренний водопровод и канализация зданий", при этом общие идеи о возможности расчетов на базе параметров эквивалентного прибора были распространены и на случай определения расчетных (максимальных) часовых расходов воды.

В строительные нормы и правила, утвержденные в 1985 г., также вошла методика КХШ с некоторыми упрощениями, введенными для облегчения ее использования в практике проектных организаций.

Данные таблиц приложения 2 и 3 СНиП 2.04.01-85 следует рассматривать как весьма приближенные условные значения необходимых исходных данных. Данные экспериментального определения этих величин отсутствуют, нет и приемлемой методики их получения на базе измеряемого водопотребления на различных объектах.

В работах А.Я. Добромыслова было показано, что идея эквивалентного прибора, как и идея определения числа, одновременно действующих приборов, не может быть использована в качестве базы для вычисления расчетных расходов в системах канализации зданий. Здесь, кроме одновременности включения водоразборных приборов, следует учитывать и то, что работающие приборы подключены в различных местах системы канализации, и в том сечении, для которого ведется определение диаметра трубопровода, необходимо учитывать различия во времени движения (добегания) воды от отдельных приборов до данного сечения системы.

3 СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ

Отмеченные недостатки методики КХШ явились предпосылкой для проведения теоретических работ по созданию другого метода определения расчетных расходов воды в институте МосводоканалНИИпроект (А.С. Вербицкий, А.Л. Лякмунд). Идея методики института МосводоканалНИИпроект (в дальнейшем - методика МВКНИИП) состоит в том, что изменение во времени измеренных на любом объекте расходов воды следует рассматривать как реализацию случайного процесса разбора воды потребителями, сформированного из множества включений различных приборов со случайными значениями расходов воды через каждый из них. При этом не делается никаких предположений о вероятностях включения тех или иных санитарно-технических приборов, о продолжительности включений, о функциях распределения расходов воды для кахщого из приборов. Наблюдаемые (измеренные) расходы воды подвергаются обработке стандартными методами математической статистики и теории случайных процессов.

Суммарный случайный процесс водоразбора для одних суток (с потреблением воды, равным среднему суточному за год) в соответствии с теорией случайных процессов может быть представлен как простая сумма двух процессов - регулярного и случайного. Для первого из них (регулярного) основными характеристиками являются математическое ожидание и дисперсия часовых расходов воды. Оценкой этого, отличного от нуля, математического ожидания является средний за год часовой расход воды на объекте. Очевидно, что он легко определяется из данных экспериментальных измерений или вычисляется как произведение числа приборов или потребителей на нормативный средний за год удельный часовой расход для любого состава прибора или потребителей. Регулярная составляющая суммарного случайного процесса водоразбора является простым графиком средних расходов воды для каждого часа суток, для которого легко вычисляется и дисперсия величин средних часовых расходов воды для каждого часа суток.

Значения случайной составляющей суммарного процесса легко находятся, если из каждого значения часового расхода воды в любой час

суток вычесть значение среднего для данного часа суток расхода воды. Математическое ожидание случайной составляющей суммарного процесса водоразбора получается равным нулю, а дисперсия этого процесса легко определяется по экспериментальным данным и обозначается D r hr (г - от слова random - случайный).

Если по данным о дисперсиях и математических ожиданиях указанных составляющих (регулярной и случайной) суммарного случайного процесса водоразбора найти функцию распределения случайных величин часовых расходов воды, то из этого распределения несложно будет найти те значения часовых расходов, которые будут соответствовать требованиям того или иного расчета параметров системы водоснабжения или канализации. Для этого необходимо дополнительно задать лишь значение обеспеченности искомого расхода воды - G (величина t при этом равна 1 ч, а Т=8760 ч, т е. 1 году). В методике МВКНИИП значение G принято равным 0,9997, т.е. расчетный максимальный часовой расход воды может быть превышен лишь в течение приблизительно 3 ч в году (0,0003 8760).

Для расчетов систем водопровода и канализации, кроме максимальных часовых расходов, могут потребоваться и расходы с другой продолжительностью t. При этом обработка данных экспериментов и теоретический анализ процесса водоразбора

показывают, что функция распределения может быть построена для расходов любой продолжительности, а параметром такой функции является дисперсия D r ,. которую можно определить в зависимости от значений t и Dl, Если дисперсия ту найдена, то может быть определен и расчетный расход воды из ряда случайных расходов с продолжительностью t (для этого, как и ранее, требуется задать значения Т и Gj.B методике МВКНИИП (в таблицах расчетных расходов) принято, что G = 0,9997 для кратковременных расходов с t = 2 мин в течение часа максимального водоразбора. Это значит, что превышение расчетных расходов возможно в течение 6 -7 мин в течение часа максимального водоразбора (это час, для которого в регулярной составляющей процесса определена наибольшая средняя величина расхода воды). При этом

размерность кратковременных расходов определена как л/с, хотя на самом деле рассматриваются расходы с продолжительностью t=2 мин. Следует отметить, что еще С.А. Курсин отмечал различие между размерностью расходов и их продолжительностью. Такие различия неизбежны, в частности, потому, что регистрация расходов воды с продолжительностью 1с практически невозможна при существующих измерительных приборах (из-за их инерционности). В методике КХШ такие различия также присутствуют, но в скрытом виде.

Путь получения необходимых зависимостей изменения параметров функций распределения расходов воды различной продолжительности (математических ожиданий дисперсий составляющих случайного процесса водоразбора) методически прост и понятен - это стандартный статистический анализ данных измерений с регистрацией значений влияющих факторов, с выявлением, при необходимости, зависимостей параметров функций распределения от каждого из факторов. При этом следует иметь в виду, что общее влияние всех факторов, ранее не учтенных в методике МВКНИИП, составляет не более 10-15%, то есть не более 10-15% общей дисперсии случайных величин измеренных расходов воды оставалось вне зависимости от величин учтенных в модели факторов (N, Q срч) Этот путь реально осуществим, что и отличает, в основном, методику МВКНИИП от методики КХШ.

В настоящее время в зданиях различного назначения, в квартирах жилых зданий установлено большое число счетчиков холодной и горячей воды. Эти счетчики зачастую имеют датчики электрических импульсов, частота которых пропорциональна расходам воды, имеется и большое число специальных регистраторов данных, которые позволяют весьма просто собирать и обрабатывать на ЭВМ фактические данные о водопо-треблении на различных объектах по методике МВКНИИП.

Новая методика определения расчетных расходов стоков базируется на результатах исследований закономерностей формирования кратковременных расходов стоков в трубопроводах систем канализации зданий, проведенных А.Я. Добромысловым в 60 - 80-х годах XX века. В результате этих работ было установлено, что кратковременные расходы стоков являются функцией не только расходов воды через санитарно-

технические приборы, которые подключены к соответствующему участку канализационной сети, но и компоновки этой сети, ее емкости. Главное отличие условий формирования расходов стоков состоит в том, что в этом случае не соблюдается условие неразрывности потока, которое действует в сетях водопровода. Например, при одновременном сбросе в один отводной трубопровод стоков от нескольких приборов, расположенных в разных секциях одного здания, в расчетном сечении сети эти расходы могут никогда не встретиться. При этом, чем длиннее отводной трубопровод (т.е. чем дальше один от другого расположены приборы), тем меньше вероятность наложения этих расходов.

Работы А.Я. Добромыслова показали, что подходы к определению расчетных расходов стоков для стояков и для отводных (горизонтальных) участков сети должны быть различны. При гидравлическом расчете стояков критерием расчета является недопущение срыва гидравлического затвора у любого из приборов, присоединенных к стояку. Поэтому для такого случая следует суммировать расчетный секундный расход воды и секундный расход стоков прибора с максимальным водоотведением, как правило - смывного бачка унитаза.

При расчете горизонтальных трубопроводов, обычно не работающих полным сечением (в этом случае не возникает опасности срыва гидравлических затворов), в качестве расчетных следует принимать сбросы воды с наибольшей продолжительностью - это, очевидно, расходы от приборов с наибольшей вместимостью (ванна объемом 140-180 л, время опорожнения 160-180 с).

Приведенное выше описание основных принципиальных положений двух различных методов определения расчетных расходов воды и стоков является кратким и упрощенным. Для глубокого понимания специфики, достоинств и неизбежных недостатков каждого из них, для разработки новых методик или совершенствования существующих требуется глубокое изучение теоретических основ этих методов.

Хозяйственно-питьевое водопотребление в населенных пунктах вычисляется с учётом количества людей и нормы потребления воды на человека в сутки, которая в свою очередь зависит от климатических условий, степени благоустройства зданий. Индивидуальная норма воды в день для человека уточняется потребителем по фактическому расходу, который связан:

• с личными предпочтениями (выбор между душем и ванной, длительность процедуры и др.),
• необходимостями и нуждами (требования к частоте процедур, связанных с увеличенным водорасходом),
• обустройством и техническим оснащением сантехнических узлов в доме (наличие экономителей, ограничителей, автоматических таймеров и т.д.)

Нормы водопотребления и формулы расчёта

Средний расход воды на 1 человека в сутки представлен в таблице, где меньшие значения соответствуют водопотреблению северных районов с холодным климатом, а большие значения характерны для тёплых климатических зон.

Потребление воды человеком изменяется как во времени (днём больше, чем ночью), так и сезонно (летом интенсивнее, чем зимой).

Расчёт количества воды в день (сутки) для человека производится по формуле:

Здесь qж – величина удельного водопотребления, а Nж – величина расчетного числа жителей.

Для стабилизации учёта введён коэффициент суточной неравномерности (Ксут) – отношение максимального водорасхода к среднему, – который принимают равным (м3/сут):

• Kсут max = 1,10-1,30 (большие значения для городов с большим населением).
• Kсут min = 0,70-0,90 (большие значения для городов с меньшим населением).

Таким образом, расчетный суточный водорасход наибольшего потребления определяется как Qсут max = Qсут m*Kсут max; наименьшего – Qсут min = Qсут m* Kсут min (м3/сут).

Эти данные, которые находят своё выражение в таблицах СНиП, ВНТП, становятся основой для создания документов органов местного самоуправления, определяющих норматив расхода холодной и горячей воды на человека в сутки при отсутствии счётчика или его показаний. Для простоты расчётов выводятся нормы на месяц. Так, например, норматив горячего водопотребления в 2016 году для большинства административных округов Москвы составил 4,745 м3, «холодного» – 6,935 м3.

Фактическое водопотребление на человека в сутки

Для индивидуальных расчётов водопотребления в сутки чаще всего ориентируются на показания счётчиков или на средние значения для реализации основных бытовых нужд. Для вычисления суточного расхода одним потребителем за основу берут значение водопотерь за процедуру, которое умножается на количество процедур в течение дня.

Так, при условии принятия утреннего душа, вечерней ванны (1500 мм), трёхразового мытья посуды, продуктов, рук и пятиразового посещения туалета ориентировочный водорасход в день составит порядка 450 литров/чел.

Формула расхода воды - пример расчета бытового водопотребления

Фактически же 1 человек может тратить гораздо меньший объём без заметного снижения общего уровня комфорта за счёт:

• отказа от ежедневного принятия ванны и замены её душем,
• сокращения времени купания,
• введения экономных режимов (перекрывания кранов во время намыливания, чистки зубов, мытья посуды и т.д.),
• установки экономящих насадок на кран (http://water-save.com/) и аэраторных леек на душ (при предпочтении проточного режима),
• внедрения двухкнопочных сливных бачков и т.д.

Так потребитель:

• ежедневно принимающий душ с аэратовной лейкой в течение 5 минут – около 35 л,
• посещающий туалет, оснащённый экономным сливом (без протеканий), 5 раз в день – 4*5 = 20 л,
• моющий после себя посуду с перекрыванием крана при намыливании трижды в день или с использованием посудомоечной машины – 5*3 = 15 л,
• моющий в быстром режиме продукты и руки 5 раз в день – 2*5 = 10 л.
• делающий влажную уборку – около 15 л,
• поливающий ежедневно цветы – порядка 5 л, –

выходит на средний суточный объём в 100 литров. Эти данные не учитывают стирку, однако при использовании стиральной машины-автомат суточное потребление возрастает в среднем на 8-10 л. (при проведении процедуры раз в неделю). Подобные вычисления подтверждаются показаниями индивидуальных приборов.

Суточные потребности организма

На статистику влияют сезонные изменения режима водопотребления, связанные с увеличением нормы питьевой воды на человека в сутки в летний период и частоты принятия водных процедур. Дополнительно на расчёт того, сколько нужно пить воды в день, влияют:

• диетологические факторы (наличие в рационе кофе, алкоголя, белков),
• интенсивность образа жизни (тренировки, физический труд),
• состояние здоровья и специфические факторы (беременность, грудное вскармливание).

Так, собрав рекомендации различных организаций по охране здоровья, можно свести их в таблицу, где указана дневная норма выпитой воды в день для человека в литрах и стаканах (одна схематически изображённая бутылка соответствует объёму в 0,5 л).

Выход за пределы этого диапазона возможен с учётом обстоятельств и индивидуальных особенностей организма. И хотя сокращение водопотребления особо опасно и сопровождается непосредственной угрозой для жизни, избыточное водопотребление тоже может стать угрозой здоровью, приводя в некоторых случаях к отёкам лёгких и головного мозга.

В целом суточная норма потребления воды организмом человека соответствует объёму, который организм теряет в сутки, и составляет в среднем 2-3,5 литра.

Обычный человек, постоянно потребляющий воду на протяжении дня, редко правильно отвечает на вопрос об общем использованном объеме. При опросе это значение часто значительно меньше реальной цифры.

ИНЖЕНЕРНАЯ ПОМОЩЬ

Жителям квартир и домов, подсоединенных к центральному водопроводу легче наблюдать динамику потребления воды с помощью учетного оборудования. И к слову, это число кубометров растет вместе с расширением ассортимента бытовой техники, потребляющей воду. Например, жители Москвы прошли путь эволюции от 10 до 600 литров за 125 лет.

Забыли на кухне выключить воду? Продолжайте в том же духе и будете работать только за воду)

В общих нормативах потребления воды в сутки одним человеком, есть градация, которая учитывает тип здания или организации, наличие и вид отопления, обустройство ванной и т. д. Как показывает практика, сейчас эти показатели оказались заниженными.

Мой дом - моя крепость

Среди основных преимуществ частного домовладения числится возможность обустройства отдельного источника воды и создания на его основе индивидуального водопровода и отведения стоков. Конкретные преимущества такого подхода уже не раз описаны, остается только выбрать, откуда будет забираться вода: из колодца или скважины. И то и другое имеет несколько типов. Выбрать вариант под геологические особенности участка и бюджета не составит труда.

Также нужно ориентироваться на максимальный объем потребления воды всем хозяйством, учитывая возможное: дом, полив сада или газона, содержание домашних животных, мытье автомобиля, строительные работы, подключение дополнительной бытовой техники, наполнение бассейна или ландшафтных водоемов и фонтанов.

Цифра в 700 литров воды сперва кажется невероятной, а ведь именно столько может расходовать за сутки один житель городской квартиры. Но если подсчитать все приборы, личную гигиену и готовку, то получается примерно такая цифра. Логично, что потребление воды в частном доме может быть больше в полтора-два раза.

Количество потребляемой воды зависит не только от масштабов домашнего хозяйства и количества проживающих в доме, а и от региона, в котором он располагается. В южных областях аналогичное домовладение будет забирать больше воды

Можно подумать: какая разница, вода же идет бесплатно из собственного колодца. Но дело не только в цене воды, а точнее:

• В виде источника воды;
• В мощности насосного оборудования;
• В диаметре водопроводных труб;
• В объеме гидроаккумулятора;
• В обустройстве канализации;
• В разновидности септика и технологии его обслуживания.

Противоречивые нормативы

В СНиП приводятся не только нормы потребления для частных домов, но и нормы отвода использованной воды. Разумно предположить, что если человек за день расходует 300 литров воды, то норма водоотведения должна быть аналогичной, то есть соотношение 1:1. На деле есть несоответствия: житель дома со всеми удобствами (канализация, водопровод, ванна) может использовать до 500 литров, а норма отведения составляет чуть больше 200. Выходит, что СНиП далек от плановых цифр.

• Питьевая;
• Техническая (уборка, полив);
• Бытовая (душ, ванна, стирка);
• Для системы отопления (радиаторы, теплые водяные полы).

В идеале, для каждого вида воды предполагается своя система водоподготовки и водоочистки. Питьевая должна очищаться от вредных примесей, для бытовой - используются смягчители.

Любите постоять под теплым душем? Вычтети стоимость 40-50 литров воды из вашего бюджета!

Сколько воды нужно человеку для комфортной жизни

Ориентировочный подсчет количества использованной воды выглядит так:

Эти нормы приблизительны, в ни не учитываются такие факторы, как бассейн, аквариумы, полив газонов или мытье авто. Потребление воды зависит от времени года и режима рабочего дня. Понятно, что когда человек находится на рабочем месте, расход воды регламентируется иначе, в зависимости от типа здания и наличия в нем удобств.

Россияне потребляют в конечном итоге воды почти в 2 раза больше, чем жители европейских стран. Наша суточная норма горячей воды в 3 раза больше, чем их. Это объясняется очень высокими тарифами оплаты, поэтому они стараются максимально экономить воду

• Кухонная мойка используется 100 раз;
• Душевая кабина - 25;
• Кран в ванной - 107;
• Унитаз - 120;
• Стиральная машина - 15.

Количество циклов эксплуатации приводится усредненное для квартиры со всеми удобствами, и их можно использовать и для расчета потребления в частном доме, ведь точки забора воды аналогичны.

В этой системе не обошлось без нескольких «но». Нет подобной схемы для среднего дома, оборудованного посудомоечной машиной, которая более экономна, чем обычное мытье вручную. Разные стиральные машины потребляют разный объем воды для одного цикла стирки. Таких нюансов можно привести еще несколько.

Откуда подключить воду для частного дома

В общем зачете оценивается рациональность нескольких вариантов:

• Подключение к центральным магистралям со всеми вытекающим проблемами и оплатой;
• Обустройство колодца;
• Бурение скважины;
• Подвоз воды своими силами и хранение ее в специальных резервуарах.

Перед решением использовать городской водопровод и канализацию, оцените стоимость прокладки труб от ближайшей точки водоразбора, а также сколько придется платить ежемесячно за объем воды. Ориентировочные цифры перечислены выше.

Если вы думаете, что воткнув трубу в землю к вам потечет чистая питьевая вода — ошибаетесь, здесь точный расчет и математика!

Такой план оправдан, если подземные воды непригодны для использования или подача воды выполняется из общей скважины, и она имеет высокое качество. В таком случае нужно ставить счетчики, чтобы платить за реально расходованные кубометры. Для домов без счетчиков и с прилегающим садом или огородом добавляется отдельный объем на полив, хотя в реале поливать можно и собранной дождевой водой, например.

В России, за последний год значительно выросли нормы потребления воды, таким образом, государство стимулирует жителей устанавливать учетные приборы, чтобы не переплачивать. Также разработаны меры наказания для «водных» мошенников

Вариант обустроить собственный колодец или скважину выглядит очень привлекательно, обеспечивает независимость от перебоев в городской сети и воду можно потреблять сколько нужно, без оглядки на коммунальные тарифы.

Колодец стоит дешевле, но не может соперничать со скважиной по производительности и отсутствии органических и промышленных загрязнений. Но в воде из глубоких горизонтов часто содержится много растворенного железа, магния и кальция, и без подготовки ее использовать в пищу нельзя.

В дачных и коттеджных поселках практикуется коллективное использование одной скважины. Ее мощности хватает на нужды всех жителей, а стоимость обустройства делят на несколько домовладений, и она перестает быть неподъёмной. В этом случае в проект водоснабжения закладывается стоимость трубопровода и мощного насосного оборудования.

Скважина - это хорошо, но не обязательно. Если позволяет экология и состояние водоносного горизонта, вполне можно организовать абиссинский колодец, на обустройство которого пойдет всего один день.

Обратная сторона индивидуального водоснабжения

Вода в неограниченном объеме и бесплатно потребует отведения бытовых стоков, оборудования домашней канализации. Оптимальным решением являются септики закрытого типа с активными биологическими препаратами, которые расщепляют стоки на нейтральный ил и техническую воду. Это гораздо удобнее регулярного вызова ассенизаторов для обслуживания выгребной ямы.

Технические новинки для экономии

Рынок сантехники предлагает много устройств для снижения расхода воды. Это привычные двухрежимные бачки унитазов, экономичные насадки для кранов и душевых, которые позволяют сократить потребление воды на повседневные нужды.

Критическая ситуация с дефицитом чистой воды заставляет одуматься и начать потреблять рационально.

При выборе насоса для скважины одна из задач – это расчет потребного расхода воды, то есть определение, какого количества воды будет достаточно для обеспечения водой загородного дома. Потребный расход зависит от количества точек водоразбора – потребителей воды.

Расчет потребного расхода воды нужен для определения необходимой производительности насоса, поэтому проводится для случая максимального потребления воды. Нормальное потребление для сантехнических устройств приведено в таблице.

Общий расход воды получается суммирование расходов отдельных устройств потребления.

Например, в доме имеется умывальник, унитаз, душевая кабина и мойка, в таком случае потребный расход составит

Q = 0,432 + 0,36 +0,432 + 0,51 = 1,764 м3/час.

Бывают случаи, когда очевидно, что все приборы одновременно использоваться не будут. Например, когда в ванной комнате подача поды переключается между душем и умывальником, или когда проживающих в доме людей меньше, чем приборов потребления воды. В этом случае из двух взаимоисключающих приборов потребления нужно учитывать только один — с большим расходом.

Читайте так же:

Расчет потерь напора воды в трубопроводе

Чтобы выбрать насос для скважины, необходимо знать потребный напор, а одна из частей определения потребного напора – это расчёт потерь напора в трубопроводе. Именно этой части вопроса посвящена данная статья.

Расчёт потребного напора насоса для скважины

Для того, чтобы правильно выбрать насос для своей скважины, необходимо знать, потребный напор – т.е. напор, который необходим для водопроводной системы дома. В этой статье речь пойдёт о расчете потребного напора и расчете потерь напора в трубах водопровода на примере небольшого загородного дома.

Водяные насосы для скважин: погружные и поверхностные насосы

Водяные насосы используются для подачи воды из скважины в систему водоснабжения.

Расчёт водопотребления

Водяные насосы предназначены для перекачивания чистой воды, которая не содержит загрязнений в виде большой концентрации взвешенных частиц, таких как песок или ил. Если использоваться водяным насосом с целью перекачивания грязной воды в течение долгого времени, насос может выйти из строя. В зависимости от принципа действия насосы для скважин разделяются на поверхностные и погружные (они же глубинные).

Дата публикации: 07.06.2013 17:01:15

Расчет расхода воды на полив

Введение …………………………….……………….…….…………………
1 Водоснабжение и водоотведение населенных пунктов……………….……
2 Расчет водоснабжения ……………………………………………………….
2.1 Расчет численности населения микрорайона …………………………..
2.2 Расчет хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения…
2.2.1 Расчет хозяйственно-питьевого водоснабжения……………………
2.2.2 Расчет расхода воды на полив……………………………………….
2.2.3 Расчет расхода воды на пожаротушение…………………………….
2.3 Источники водоснабжения…………………………………..…………
2.4 Свободные напоры………………….

Потребление воды: расчет потребного расхода воды для выбора насоса

…………………………………

2.5 Повысительная насосная станция.…………………………………… 2.6 Водопроводы и магистральные сети …………………………………… 3 Расчет водоотведения………………………………………………………… 3.1 Расходы сточных вод …………………………………………………… 3.2 Схема канализации ………..…………………………………………… Заключение ………………………………………..………………………….. Список использованных источников…………………………………………

Введение

Водоснабжение и водоотведение населенных пунктов

Расчет водоснабжения

Расчет численности населения микрорайона

Количество проектируемых домов:

— блокированные двух-трехэтажные жилые дома, общая площадь квартир до 200 м2 – 24 дома;

— одно-двух-трехэтажные жилые дома усадебного типа, общая площадь квартир до 260 м2 – 10домов;

— одно-двух-трехэтажные коттеджи, общая площадь квартир до 160 м2 – 45домов.

Принимаем количество человек в одной квартире блокированных жилых домов – 5 человек, в одном доме усадебного типа – 5 человек, в одном коттедже – 4 человека. Количество человек в проектируемых жилых домах:

5х24 + 5х10 + 4х45=350 человек.

Общая площадь жилого фонда существующих домов на проектируемом участке – 30840 м2. Расчетную норму общей площади на 1 человека принимаем по Региональным нормативам Градостроительного проектирования Краснодарского края (таблица 2) – 20 м2 (социальный уровень комфорта жилья). Количество человек в существующих жилых домах:

30840:20=1542 человека.

Общее количество человек проектируемого микрорайона:

350+1542=1892человек.

Плотность населения проектируемого микрорайона:

1892:14,51=130чел/га

Расчет хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения

Для бесперебойного хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения предусматривается присоеденение к существующему водопроводу населенного пункта нового микрорайона малоэтажной жилой застройки.

Расчет хозяйственно-питьевого водоснабжения

Расчетное количество населения 350 чел., проживающих в зданиях оборудованных водопроводом, канализацией и горячим водоснабжением от местных водонагревателей. Этажность застройки 1-3 этажа.

Расчетное водопотребление нового микрорайона малоэтажной жилой застройки определено на основании СНиП 2.04.02-84*, данные по водопотреблению сведены в таблице 1.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды принимаем согласно п. 2.2, СНиП 2.04.02-84*:

Qсут.т = S qж ´ Nж /1000, (1)

где: qж — удельное водопотребление, принимаемое по таблице 1.

Nж — расчетное число жителей в районах жилой застройки

Для зданий оборудованных водопроводом и централизованным горячим водоснабжением:

350х180=63(м3/сут)

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего водопотребления Qсут.max м3/сут определяется по формуле:

Qсут. max = Kсут. max ´ Qсут.т, (2)

где Ксут. max — коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели. Для зданий оборудованных водопроводом и централизованным горячим водоснабжением Kсут. max = 1,2

Qсут. max = 63х1,2=75,6 (м3/час)

Расчетный часовой расход воды qч, м3/час, определяется по формуле:

qч. max = Kч. max ´ Qсут.т. max / 24, (3)

qч. max =1,95´75,60/24=6,14 м3/час

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления Kч. определяется по формуле:

Kч. max = a max ´ b max

где a — коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий, принимается по таблице 2 СНиП 2.04.02-84*;

b — коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте; b max для зданий, оборудованных водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением, принимается по таблице 2 СНиП 2.04.02-84*.

Расчет расхода воды на полив

Расход воды на поливку принимаем 60 л/сут, согласно таблице 3 СНиП 2.04.02-84*, примечание 1:

60 х 350= 21,00 м3/сут

При этом принимается, что 50 % поливочного расхода, используется в течении суток с 6 до 22 часов равномерно, остальные 50 % — 3 поливки в течении 3 часов.

Разделим потребители воды на две категории: одна категория потребляет воду периодически, другая — длительное время.

Первая категория включает в себя точки водораз-бора, потребляющие воду в течение максимум 10 минут, например, умывальники, кухонные мойки, туалеты и т.д. Отличительной чертой этой категории является то, что вода никогда не льется одновременно из всех кранов. Семья, состоящая из двух человек, к примеру, обычно может использовать не более двух кранов одновременно, независимо от того, сколько их имеется в доме.

Более того, стиральные и посудомоечные машины забирают воду периодически, в зависимости от установленной программы. Поэтому очевидно, что выбор насоса с очень высокой производительностью экономически невыгоден с точки зрения стоимости, т. к. он будет использован не на полную мощность.

В таблице на следующей странице представлен нормальный расход воды для различных типов потребителей при периодическом использовании. Нормальный расход — это среднее потребление воды при достаточном давлении насоса, обычно оно составляет 10 метров.

Рис.91 Водоснабжение зданий

Рис.92 Различные области применения воды

Полный нормальный расход составляет:

1,1 л/с (холодная вода) + 1 л/с (горячая вода) = 2,1 л/с, что соответствует 7,56 м 3 /ч.

Рис.93 Диаграмма, показывающая возможный максимальный расход воды

Возможный максимальный расход воды

Такого расхода на практике фактически не бывает, и он рассчитывается как максимальный расход, который теоретически может иметь место.

Точка водоразбора с наибольшим нормальным расходом определяет, какую характеристику (1, 2, 3 или 4) использовать. Если наибольший нормальный расход в доме приходится на ванну (0,3 л/с), то должна быть применена характеристика №3.

По оси Х из точки 2,1 проведите вертикальную линию вверх до пересечения с кривой характеристики №3. Далее из точки пересечения выведите горизонтальную линию до пересечения с вертикальной осью Y

Для данного примера, по диаграмме, нормальным наивысшим расходом будет 0,57 л/с, что соответствует 2,05 м 3 /ч для всех точек водоразбора периодического использования (категория 1).

Продолжительное использование

После подсчета возможного максимального расхода из потребителей, относящихся к категории 1, добавляется нормальный расход потребителей категории 2.

На работу центробежного насоса при перекачивании воды оказывают влияние несколько факторов:

• Высота всасывания (от поверхности воды до насоса)
• Потери на трение во всасывающем трубопроводе и клапане
• Высота от насоса до наивысшей точки водораз-бора
• Потери на трение в напорном трубопроводе (в зависимости от производительности)
• Необходимое минимальное давление в кранах (в зависимости от фитингов)

Рис.94 Фактический напор насоса

При подсчете фактического напора насоса должна быть использована величина максимального водо-потребления, в данном случае 0,97 л/с (3,49 м 3 /ч).

Рис.95 Потери напора во всасывающем и обратном клапанах типа BVF и MVF.

Рис.96 Потери давления в горячих оцинкованных стальных трубах с отложениями

Диаграммы потерь на трение

Данная таблица и диаграммы для расчета потерь на трение на прямых участках трубопровода и таких участках, как клапаны, колена и т. д., не обязательно идентичны тем, которые Вы используете в своих расчетах, но принципы их совпадают. Вы можете использовать тот вариант, который считаете наиболее подходящим для себя.

На практике 80% продаваемых насосов устанавливаются взамен старых, отработавших свой срок. При подборе насоса для замены часто остаются неизвестными такие параметры системы, как возраст труб, тип обратного клапана в скважине, тип водопроводных кранов в доме и уровень отложений ржавчины и ила в трубах. Поэтому необходимо предугадать эти факторы для более точного определения коэффициентов трения.

Во-первых, вы должны узнать тип насоса, который был прежде в данной установке. На основе полученной информации, Вы сможете определить тип нового насоса.

Если нет достаточной информации по старому насосу, Вы должны узнать, с какой глубины насос должен качать воду (например, 6,05 м) и какое расстояние от насоса до верхней точки водоразбора (в примере 21,5 м). Затем добавьте 10 метров, соответствующих необходимому давлению в верхней точке водоразбора. После этого определяем общий напор: 6,05 + 21,5 + 10 = 37,55 метров, к этому значению нужно добавить примерно 30%, равных 11,26 метра, запас на потери на трение во всасывающем клапане, трубопроводе, присоединениях и т. д.

Таким образом, фактический напор насоса будет равен: 37,55 + 11,26 = 48,81 метра.

Определение стока маловодных лет и минимальных расходов весьма важно как при использовании рек в естественном состоянии так и при регулировании рек для ряда отраслей водного хозяйства-гидроэнергетики, судоходства, водоснабжения и орошения.

Для определения минимальных расходов воды рек используются данные наблюдений по стоку за зимний и летне-осенний сезоны. При этом под летне-осенним сезоном понимается период от конца весеннего половодья до начала ледовых явлении на реках рассматриваемой территории; за зимний сезон принимается период от начала появления ледовых явлений на реках до начала весеннего половодья. В случае отсутствия ледовых явлений за зимний сезон принимается период от средней даты устойчивого перехода температуры воздуха через 0° в сторону понижения до начала весеннего половодья.

Основной расчетной характеристикой является минимальный средний месячный расход воды, наблюдающийся в меженный период зимнего или летне-осеннего сезона. В случае если меженный период является коротким (меньшим двух месяцев) или прерывистым (состоит из нескольких периодов, разделенных паводками), вместо среднего месячного расхода воды используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком (не календарный месяц).

Он определяется следующим образом: строятся гидрографы стока исследуемой реки за каждый год за весь период наблюдений (необходимость такого построения определяется сложностью режима стока реки, что устанавливается путем анализа таблиц ежедневных расходов воды); на гидрографе определяется участок с наименьшими расходами воды в данном сезоне продолжительностью 30 суток и по таблицам ежедневных расходов воды производится подсчет среднего расхода воды за выбранный период.

В случае если для рек данного района характерно наличие длительного меженного периода, прерываемого только в многоводные годы значительными паводками, т.е. когда меженный период является коротким, вместо 30-дневного периода в такие годы используется и более короткий период, но не менее 25-23 суток, чтобы исключить влияние паводков. Если длительные беспаводочные периоды наблюдаются редко, в расчет вводится величина минимального стока, определенная за 23-30 суток с наименьшим стоком. Такой режим характерен для рек с коротким и неустойчивым меженным периодом. Длительность периода минимального стока определяется величиной паводков, предшествующих периоду наименьшего стока и следующих за ним.

Средний за период наблюдений минимальный расход воды определяется как среднее арифметическое из имеющегося ряда фактических данных о стоке. При этом в случае определения минимального 30-дневного расхода воды средняя величина рассчитывается независимо от того, имеются в ряду наблюдений только 30-дневные величины или с сокращенным периодом - 25-23-дневные. Средняя многолетняя величина минимального стока считается достаточно надежной, если ее средняя квадратическая ошибка σ n , определяемая по формуле , составляет не более ±15%. Если значение σ n превышает допустимую величину, необходимо удлинить ряд наблюдений методом аналогии. При выборе реки-аналога используются гидрогеологические описания и карты изучаемого района, а также карты районов для определения минимального стока на малых реках. При отсутствии аналога расчет производится по методу определения минимального стока на реках с отсутствием гидрометрических наблюдений.

Наиболее обоснованными являются карты Л. Н. Попова (рис 4.1 и 4.2), составленные им для среднемесячных минимальных летних и зимних модулей стока. Картами можно пользоваться при предварительных расчетах для площадей бассейнов более 2000 км 2 . Средняя ошибка при определении минимального стока, по мнению автора, равна ±12,0-14%. При сложных геологических условиях эта ошибка может оказаться значительно большей.

При достаточном ряде наблюдений можно составить кривые обеспеченности. Для пересыхающих рек М. Э. Шевелев рекомендует принимать C s min =0 (для рек южной полосы и рек малых бассейнов), а для бассейнов, покрытых растительностью, C s min = =2 C υ min . Для пересыхающих рек рекомендуется принимать C s min от 2C υ min до ЗC υ min . В зависимости от величины C υ годового стока C s min принимают от 1,5 C v до 2 C v .

При недостаточном ряде наблюдений производят удлинение этого ряда по реке-аналогу. При кратковременных наблюдениях (один -два года) в правильности выбора аналога убеждаются определением в хронологическом порядке отношения расходов грунтового питания Q a реки-аналога и расходов Q рассматриваемой реки:

(4.1)

Если в течение нескольких месяцев эти отношения постоянны или близки между собой, то условия грунтового питания обеих рек считают одинаковыми.

.

Рис. 4.1. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за летний период, л/сек·см ² (по Л. Н. Попову)

Тогда при определении минимумов расчетной обеспеченности поступают следующим образом:

1) для тех месяцев, у которых определялись указанные коэффициенты К, определяют средний из среднемесячных для расчетного створа расход Q p и средний расход Q a реки-аналога;

вычисляют по Q cp , C v и C s минимальные месячные расходы расчетной обеспеченности реки-аналога, например, Q 95% и Q 97% ;

берут отношения

и
(4.2)

Расчетные минимальные месячные расходы в рассматриваемом створе определяют при помощи полученных величин Qp и коэффи­циентов С 95% и C 97% :

(4.3)

(4.4)

Рис. 4.2. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за зимний период, л/сек·км 2 (по Л. Н. Попову)

Если по расчетному створу имеется два-три года наблюдений над минимальным стоком, то указанным способом определяют Q 95% и Q 97% для каждого года в отдельности и в качестве расчетного для каждой обеспеченности принимают средний из расходов, установленных за эти годы.

Минимальные расходы воды расчетной обеспеченности определяются методом, аналогичным определению средних годовых расходов. Построение кривых обеспеченности производится отдельно для зимнего и летне-осеннего периодов. Если в составе ряда минимальных расходов воды имеются нулевые значения вследствие пересыхания или промерзания реки, величина C v определяется графо-аналитическим способом по эмпирической кривой обеспеченности.

Пример 4.1. Определить минимальные средние месячные расходы воды на р. Печа у д. Падун (Кольский полуостров) в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 90%. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1933 по 1965 г. Анализ водного режима реки показывает, что в зимний сезон меженный период является продолжительным и устойчивым, в то время как в летне-осенний сезон он довольно часто нарушается дождевыми паводками, являясь прерывистым или коротким. Поэтому в зимний сезон используется величина минимального расхода воды, среднего за календарный месяц, а в летне-осенний сезон в многоводные годы производится сдвижка по времени и, вместо календарного среднего месячного, используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком. Результаты произведенной выборкиминимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.1.

Таблица 4.1

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды р. Печау д. Падун

* Расход воды, определенный со сдвижкой по времени, т. е. за период наименьшего стока продолжительностью 30–23 дня.

Исходя из данных этой таблицы, для зимнего сезона получаем следующие параметры, необходимые для построения кривой обеспеченности: Q=3,45 м³/сек, Cv=0,23 при σ n =4,8%. Эмпирическим точкам соответствует теоретическая кривая при Cs = 2Cv. Тогда искомая величина Q 90% будет равна 2,4 м 3 /сек.

В летне-осенний сезон величина среднего многолетнего минимального 30-дневного расхода воды составляет 13,3 м 3 /сек, что на 14% меньше величины, определенной по календарным месяцам без сдвижки по времени. Значения других параметров следующие: Сv = 0,41; σ n =7,1%, т.е. в пределах допустимой ошибки. Эмпирической кривой, построенной на клетчатке вероятности, наиболее соответствует теоретическая биномиальная кривая при Сs = 2Сv. Искомая величина минимального 30-дневного расхода воды обеспеченностью 90% составляет 6,94 м 3 /сек.

Пример 4.2.

Определить минимальные средние месячные расходы воды в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 5, 15, 25, 75, 90, 99 %. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1963 по 1995 г. Результаты произведенной выборки минимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.2.

Таблица 4.2

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды реки