Cálculo hidráulico de redes de alcantarillado.

El dispositivo de alcantarillado interno y externo debe cumplir con los estándares establecidos. De lo contrario, los desagües no podrán enviarse a la línea principal o al receptor por gravedad. Para garantizar el funcionamiento de flujo libre del colector, durante su instalación, se tienen en cuenta el rendimiento de las tuberías de alcantarillado, su sección transversal, pendiente y plenitud.

La importancia de realizar cálculos correctos al diseñar un sistema de alcantarillado

Las aguas residuales no son solo un líquido que fluye homogéneamente. Las impurezas incluyen impurezas de diversas fracciones y pesos. La sustancia polidispersa, que es agua residual, también contiene coloides y suspensiones. La velocidad de movimiento de las aguas residuales puede cambiar periódicamente. Si las inclusiones líquidas se mueven más rápido, las impurezas pesadas en forma de arena, escorias, etc., se depositan con mayor frecuencia en las paredes de la tubería, formando acumulaciones y bloqueos. Como resultado, el colector se obstruye. Para evitar que esto suceda, en la etapa de diseño del sistema se realiza un cálculo hidráulico de las redes de alcantarillado.

Para calcular todos los parámetros, se toma como dato inicial el volumen estimado de efluentes.

Tipos básicos de cálculos

Al realizar los cálculos, los datos de SNiP 2.04.03-85 “Alcantarillado. Redes y estructuras externas ", así como recomendaciones de SP 40-102-2000" Diseño e instalación de tuberías para sistemas de suministro de agua y alcantarillado de materiales poliméricos. Requerimientos generales".

Pendiente de la tubería de alcantarillado

La pendiente es responsable de la operación de flujo libre del sistema y la descarga sin obstáculos de los desagües en el receptor. Las tablas SNiP muestran las pendientes mínimas recomendadas para cada diámetro de tubería:

• sección 110 mm - 1 cm por cada metro lineal del colector;
• diámetro 160 mm - 0,8 cm por metro;
• sección 220 mm - 0,7 cm por metro de longitud del colector.

Para la parte interior de la comunicación se respeta una pendiente de 1,5-2 cm por cada metro lineal.

Si es necesario calcular la pendiente del colector a través de la fórmula, use lo siguiente: d x coeficiente, donde d es la sección transversal de la tubería, y el coeficiente corresponde a los siguientes valores:

• 160 — 0,6;
• 220 — 0,7;
• 500 mm - 1;
• 600-800 — 1,1;
• 1000-1200 mm - 1.3.

La pendiente se hace hacia la carretera central o patio fosa séptica / pozo negro.

Cálculo de la sección transversal de tuberías.

Para colocar tuberías del diámetro requerido, puede utilizar los datos de SNiP. Los valores recomendados tienen este aspecto:

• la parte interior del sistema de alcantarillado de todos los accesorios de plomería - 50 mm;
• tubería de inodoro - 110 mm;
• elevador público - 110-160 mm;
• la parte exterior del sistema de alcantarillado: 160-220 mm (para el sector privado y un edificio de apartamentos);
• Carretera central y empresas industriales - desde 500 mm.

Con la sección transversal correcta del colector, el llenado de la tubería será aproximadamente de 0,3-0,5 de su diámetro total.

Cálculo de llenado del colector

El llenado de la tubería se calcula mediante la fórmula: Y = h / d. Aquí el valor h es el nivel máximo de líquido en el sistema, d es la sección interna del colector. Normalmente, el resultado debe oscilar entre 0,3 y 0,6.

Un ejemplo de cálculo del nivel de llenado de una tubería de alcantarillado en el sector privado: para los datos iniciales, el nivel de llenado del colector se toma dentro de los 60 mm, mientras que la sección del tubo es de 110 mm. Según la fórmula anterior, se obtienen 60/110 y 0,55. El valor es correcto.

Cálculo del rendimiento de las tuberías.

En el momento de diseñar el sistema, se debe calcular el rendimiento de la tubería; se determinan los costos estimados de las aguas residuales. Este parámetro se calcula en relación con el día, las horas y los segundos, según la finalidad del edificio (residencial, comercial, etc.). El segundo caudal de aguas residuales se calcula en litros, para los datos diarios y horarios se calcula en m3.

Datos de costes medios:

• Qcp.day = n · Nr / 1000 m³ / día;
• Qcp.hora = p · Nr / (24 · 1000) m³ / hora;
• qav.sec = p · Nr / (24 · 3600) l / seg.

Dónde:

• n - tasas medias de eliminación de aguas residuales por habitante (en litros);
• Nр - número estimado de habitantes.

Para costos máximos:

• Qmax.day = Qcp.day · kday = n · Nr · kday / 1000 m³ / day;
• Qmax.hora = p1 · Nr · ktot / (24 · 1000) m³ / hora;
• qmax sec = n1 Nr ktot / (24 3600) l / sec.

Donde k son los coeficientes de desnivel: kday - diario, ktot - total.

Para determinar el rendimiento máximo del recolector, use la fórmula: q = aXv, donde el valor de a es el área del área de flujo libre yv es la tasa de transporte de desechos.

8 m / s (metal) y hasta 4 m / s (hormigón, plástico) se consideran la norma de velocidades máximas para cada tipo de tubería (material de fabricación). Si la velocidad realmente resulta ser más alta, debe extinguirse girando el sistema o instalando pozos de caída.

Todos los cálculos hidráulicos deben realizarse de forma secuencial. Sin embargo, con mayor frecuencia los maestros no usan fórmulas para los cálculos, sino los datos proporcionados en SNiP (en forma de tablas), o usan una calculadora en línea.

Determinación de parámetros efectivos de alcantarillado pluvial.

Si se instala un drenaje pluvial en paralelo con el sistema doméstico fecal, para realizar cálculos correctos, debe tener en cuenta los siguientes datos:

• tasa de precipitación anual para la región;
• el área del objeto reparado;
• tipo de revestimiento (hormigón, suelo, baldosas);
• propiedades del suelo en el sitio;
• la masa del agua de lluvia drenada.

Todos los datos, excepto el último elemento, se toman del servicio geodésico local. Utilizando la información recibida, los canalones se seleccionan de acuerdo con su rendimiento. Por ejemplo, calculemos los datos en las bandejas de aguas pluviales usando la fórmula: Q = q20 ∙ P ∙ φ

Valores:

• Q es el volumen promedio anual de agua de lluvia en la región;
• q20 - coeficiente de la región;
• P es el área del objeto desde el que se descargará el agua;
• φ - coeficiente de absorción de agua para diferentes tipos de materiales.

Una vez determinada la capacidad de la bandeja mediante esta fórmula, las canaletas se seleccionan de acuerdo con sus características técnicas. Como regla general, este parámetro se indica en el producto.

Cálculo de alcantarillado externo

Para diseñar la parte exterior del colector, se calculan los siguientes datos:

• La longitud de la comunicación desde la salida de la casa hasta la conexión a un tanque séptico o una carretera central.
• Diámetro de las tuberías (para la construcción privada, se utilizan tubos con una sección de 110, 160 o 220 mm).
• Volumen de residuos. La norma es 2 cubos por persona por mes.
• La presencia de giros y pozos de caída a lo largo de la comunicación.

Para el dispositivo de un sistema de gravedad, se observa una pendiente. Si, debido a las peculiaridades del relieve, se monta una sección de presión del sistema de alcantarillado, se monta un cajón especial para la bomba fecal y se coloca un sifón. Protegerá la sección del sistema de los efectos de las temperaturas bajo cero y el estancamiento de las masas fecales.

Cálculo de alcantarillado interno.

Para el sistema de drenaje interno, se calcula el número de tuberías necesarias. El diagrama muestra las secciones del sistema de alcantarillado de cada tipo de equipo de plomería. Se resumen los datos y se obtiene la longitud total de la tubería. Para un montaje preciso del sistema, es importante comprar accesorios, abrazaderas, adaptadores, tes.

La tubería está dispuesta con una pendiente hacia el tubo ascendente a razón de 1,5-2 cm por cada metro lineal.