Obliczenia hydrauliczne instalacji wodociągowej - zestaw obliczeń wykonywanych na etapie projektowania budynku (budynek wielokondygnacyjny, domek). Rola tego typu prac jest bardzo ważna – źle zaprojektowany system zaopatrzenia w wodę nie będzie działał normalnie. Można to wyrazić w słabym ciśnieniu wody na wyższych piętrach wieżowców oraz w częstych przełomach w komunikacji w piwnicy z powodu wysokiego ciśnienia wejściowego.
Cele wykonywania obliczeń hydraulicznych sieci wodociągowych
- obliczenie maksymalnego zużycia wody w poszczególnych odcinkach sieci wodociągowej;
- określenie prędkości ruchu wody w rurach;
- obliczenie wewnętrznej średnicy rur do instalacji różnych odcinków sieci wodociągowej;
- obliczenie utraty ciśnienia wody, gdy jest ona dostarczana z głównego rurociągu na określoną wysokość;
- określenie wydajności urządzeń pompujących i możliwości ich wykorzystania z uwzględnieniem wykonanych obliczeń.
Obliczenia przeprowadzane są na podstawie danych i metod SNiP 2.04.01-85 „Wewnętrzne zaopatrzenie w wodę i kanalizacja budynków”.
Opcje obliczeń hydraulicznych sieci wodociągowych
W zależności od celów rozróżnia się dwa rodzaje obliczeń hydraulicznych sieci wodociągowych - projektowanie i kalibrację (uruchomienie).
Projekt
Ten rodzaj obliczeń hydraulicznych jest przeprowadzany podczas projektowania systemu zaopatrzenia w wodę w budynku. Za jego pomocą określa się rodzaj rurociągów dla różnych odcinków sieci natężenie przepływu w nich.
Oprócz obliczeń ten rodzaj obliczeń obejmuje schematyczne rozmieszczenie elementów wewnętrznego systemu zaopatrzenia w wodę - węzeł wejściowy, komunikację w piwnicy, piony, węzły poboru wody.
Weryfikacja
Głównymi celami tego typu obliczeń hydraulicznych jest określenie rozkładu przepływów w sieci wodociągowej, obliczenie ciśnienia źródeł przy wstępnie obliczonych średnicach wewnętrznych rur oraz poborów wody w punktach węzłowych.
Wyniki obliczeń weryfikacyjnych to:
- zużycie wody i straty głowy we wszystkich odcinkach sieci wodociągowej;
- wielkość zaopatrzenia w wodę ze źródła (główne zaopatrzenie w wodę, wieża ciśnień lub przeciwzbiornik);
- głowice piezometryczne w różnych punktach czerpania.
Wszystkie wartości uzyskane w wyniku tego obliczenia służą do zaprojektowania lokalizacji punktów poboru - armatury - wewnątrz projektowanego budynku.
Dokładne i dość szybkie obliczenia rozruchowe sieci wodociągowych o różnych konfiguracjach (od prostego ślepego systemu zaopatrzenia w wodę do bardziej złożonego systemu pierścieniowego) można wykonać za pomocą programów: „HydroModel”, „Smart Water”, „WaterSupply”, „Obliczenia hydrauliczne rurociągu”.
Procedura obliczeń hydraulicznych
- Określenie liczby punktów poboru - w tym celu zgodnie ze standardowym planem budynku określa się liczbę umywalek, wanien i muszli klozetowych w budynku.
- Sporządzając schematyczny obraz (schemat aksonometryczny) wewnętrznej sieci wodociągowej - ręcznie lub za pomocą specjalnego oprogramowania, sporządza się schemat lokalizacji rur wodociągowych i podłączonych do nich osprzętu hydraulicznego. Jednocześnie, dla wygody dalszej pracy, każdy rurociąg doprowadzający ciepłą i zimną wodę jest oznaczony różnymi kolorami (odpowiednio czerwonym i niebieskim).
- Podział sieci wodociągowej na oddzielne obliczone odcinki poziome i pionowe, składające się z rurociągów i zespołów składających wodę. Granice każdej sekcji to zawory i armatura wodno-kanalizacyjna.
- Obliczanie prawdopodobieństwa jednoczesnego włączenia wszystkich zespołów składania wody obliczonego odcinka (P) - obliczenie wartości tej wartości odbywa się według następującego wzoru:
P = Q maks. wlot × U / Q ok. × N × 3600;
GdzieQ max woda – Zużycie wody w godzinach przy maksymalnym zużyciu wody, l/h na 1 mieszkańca;
U - liczba mieszkańców, którym zaopatrzono w wodę na potrzeby łączności i wodociągów na obszarze osadniczym, ludzie;
Qapp. - normalny przepływ przez czerpnię średnio 0,18 l/s;
N - liczba węzłów poboru wody (urządzeń wodno-kanalizacyjnych) uwzględnionych w obliczonym obszarze, szt.;
3600 Jest współczynnikiem używanym do przeliczania litrów na godzinę na litry na sekundę.
- Określenie maksymalnego drugiego zużycia wody przez rurociąg i jednostki poboru wody o obliczonym obszarze według wzoru:
Q max.przepływ w = 5 × Q cal.prib × a; l / s
Gdzie Q c.prib - całkowity standardowy przepływ przez węzły poboru wody na terenie;
za - ilość bezwymiarowa. Jego wartość znajduje się zgodnie ze specjalnymi tabelami w SNiP 2.04.01-85.
- Dobór optymalnej średnicy wewnętrznej rurociągu – dobierany jest z uwzględnieniem zaleceń użytkowania oraz ekonomicznej wykonalności użytkowania w tych warunkach.
- Obliczanie prędkości wody - obliczane zgodnie ze specjalnymi podręcznikami metodologicznymi, w oparciu o wewnętrzną średnicę wybranego rurociągu.
- Obliczanie utraty głowy (Hl) według wzoru:
Hl = L × i × (1 + Kl); m słupa wody,
Gdzie L - długość obliczonego odcinka, m;
ja - specyficzne straty ciśnienia podczas tarcia wody o wewnętrzne ściany rurociągu, wartość ta mierzona jest w milimetrach słupa wody / metr rurociągu;
Kl - współczynnik korygujący, przy projektowaniu budynków mieszkalnych i domków jednorodzinnych, jego wartość wynosi 0,3.
- W przypadku budynków o 2 lub więcej kondygnacjach obliczenia hydrauliczne wymaganego ciśnienia (Htr) dopływu wody w miejscu jego podłączenia do zewnętrznego głównego rurociągu przeprowadza się zgodnie z następującym wzorem:
Htr = 10 + (n-1) × 4,
Gdzie nie - numer piętra;
4 - głowica wymagana do podniesienia wody dla każdej kondygnacji znajdującej się powyżej pierwszej, m.
- Rzeczywista wymagana głowica w punkcie wtrysku (Nf) znajduje się przez zsumowanie obliczonej wysokości wejściowej (Htr) ze stratami głowy w obliczonych przekrojach (Hl):
Нф = Htr + Нl obliczenie, jednostka 1 + Нl obliczenie, jednostka 2 + l obliczenie, jednostka 3 + Нl obliczenie, jednostka 4 + Нl obliczenie, jednostka n
Wyniki tego obliczenia są zapisywane w tabeli podsumowującej.
Wysokość podnoszenia 10 metrów wody jest równa ciśnieniu w sieci wodociągu równemu 1 atmosferze (1 bar).
Przykład obliczenia dopływu zimnej wody
Wstępne dane:
Budynek jest dwukondygnacyjny, podpiwniczony, jeden pionowy pion od piwnicy do szczytu -6 m, 5 punktów poboru wody (zlewozmywak, bateria wannowo-umywalkowa, muszla klozetowa, - na I piętrze; bateria umywalkowa i prysznicowa - na drugim piętrze). W domu mieszka 6-osobowa rodzina.
Kolejność obliczeń:
- Projektowany wewnętrzny system zaopatrzenia w wodę podzielony jest na 2 obliczone obszary - pierwsze i drugie piętro. Długość komunikacji pierwszej sekcji wynosi 5 m, pionowej pionu i poziomej komunikacji drugiej sekcji - 5,5 m.
- Korzystając z danych tabelarycznych SNiP, oblicza się prawdopodobieństwo jednoczesnego włączenia wszystkich jednostek składania wody dla pierwszej i drugiej obliczonej sekcji:
P1 = 15,6 × 6 / (0,1 + 0,18 + 1,4) × 3600 = 0,015;
P2 = 15,6 × 6 / (1,4 + 0,18) × 3600 = 0,016.
- Maksymalne zużycie tych odcinków, z uwzględnieniem odpowiednich wartości współczynnika znalezionego w tabelach za będzie równa:
Q maks.przepływ wody1 = 5 × Q v.prib × a = 5 × 0,18 × 0,265 = 0,24 l/s;
Qmax przepływ wody2 = 5 × Qw ok. × a = 5 × 0,18 × 0,241 = 0,22 l / s
- Biorąc pod uwagę uzyskane wartości zużycia wody, wewnętrzny system zaopatrzenia w wodę zaprojektowano z prostej rury polipropylenowej o średnicy 25 mm (odgałęzienia poziome od pionu) i 32 mm (pion pion).
- Na podstawie wartości długości pierwszego i drugiego obliczonego odcinka, wartość współczynnika ja i Kl (dla takich warunków odpowiednio 0,083 i 0,3) strata ciśnienia w pierwszym i drugim odcinku obliczeniowym będzie równa:
Нl powierzchnia 1 = L1 × i × (1 + Kl) = 5 × 0,083 × 1,3 = 0,54 m.w. filar;
Нl powierzchnia 2 = L1 × i × (1 + Kl) = 5,5 × 0,083 × 1,3 = 0,59 m.wody. filar.
Całkowita strata ciśnienia w dwóch obliczonych obszarach będzie równa 1,14 słupa wody lub 0,114 atmosfery.
- Wymagana głowa w punkcie wejścia dla takiego budynku będzie równa:
Htr = 10 + (2-1) × 4 = 14 metrów słupa wody lub 1,4 atmosfery
- Rzeczywista wymagana głowa w punkcie wejścia do tego domku będzie wynosić:
Нф = Нтр + Нl oblicz, jednostka 1 + Нl oblicz, jednostka 2 = 14 + 1,14 = 15,14 m słupa wody lub 1,5 atmosfery
Dzięki dokonanym obliczeniom właściciel domu na etapie projektowania, biorąc pod uwagę ciśnienie głównego wodociągu swojej osady, może zaplanować pewien schemat wewnętrznej sieci wodociągowej.
