10759

Пример определения расчетных расходов от промышленного предприятия приведен в таблице 3.4 настоящего пособия.

2.5.3 Расходы сточных вод от коммунальных предприятий и общественных зданий

Нормы водоотведения в сутки и часы максимального расходования воды коммунальными и общественными зданиями принимаются по Приложению А, таблица А3 согласно [5]. В приложении Б настоящего пособия приведены нормы водоотведения для некоторых коммунальных предприятий и общественных зданий.

При определении расчетных расходов на отдельных участках сети расходы сточных вод от коммунальных предприятий и общественных зданий не учитываются, то есть не суммируются с расходами бытовых и производственных стоков, так как среднесуточная норма водоотведения включает все потребности населения. Участки сети, к которым присоединяются выпуски коммунальных и общественных зданий, проверяются по наполнению на пропуск суммы расчетных расходов – бытовых, производственных и от коммунальных предприятий. Допустимым считается наполнение, превышающее нормативное на 0,1 / (см. п. 3.7, таблица 4В приложения В настоящего пособия).

При проектировании водоотводящих сетей малых населенных пунктов расходы от общественных зданий и коммунальных предприятий определяются как сосредоточенные и суммируются с бытовыми и производственными расходами, так как эти объекты также обслуживают население соседних поселков.

Расчетные расходы от коммунальных предприятий и общественных зданий определяются путем умножения соответствующей нормы водоотведения (Приложение А, таблица А3 [5]) на пропускную способность:

1) суточный расход:

где:

– общая норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л/сут. на 1 чел.;

– пропускная способность, чел.

2) максимальный часовой расход:

где:

19

– время работы коммунального предприятия или общественного здания,

ч

3) максимальный секундный (расчетный) расход:

Пример определения расчетных расходов от коммунальных предприятий и общественных зданий приведен в таблице 3.5.

2.5.4 Среднесекундные расходы с площадей стока

Среднесекундные расходы от жилых кварталов ( ) определяются на основе удельных норм водоотведения ( . .) и расчетного количества жителей ( ):

где:

– плотность населения, чел./га;– площадь cтока, га.

При наличии в населенном пункте нескольких районов с различной плотностью населения и с различной степенью санитарно-технического благоустройства зданий в расчетах среднесекундных расходов с площадей стока учитываются соответствующие значения удельных норм водоотведения ( . .) и плотности населения ( ) по каждому из таких районов.

Пример расчета среднесекундных расходов от жилых кварталов приведен в таблице 1В приложения В настоящего пособия.

2.5.5 Расчетные расходы на расчетных участках водоотводящей сети

Гидравлический расчет водоотводящей сети (см. п. 2.6 настоящего пособия) производится по суммарным максимальным секундным расходам от жилых кварталов и сосредоточенных расходов от промышленных предприятий.

Расчетный расход на расчетном участке (см. пп. 2.5.1 – 2.5.2) определя-

ется:

где:

– путевой расход, расход от квартала или его части, поступающий по пути расчетного участка (рисунок 2.4);

20

Рисунок 2.4 – Путевой расход на участке 2-3

Путевой, боковой и транзитный расходы (исключая сосредоточенные расходы от промышленных предприятий) являются среднесекундными, определяемыми на основе вычисления площадей стока, относящимися к соответствующим участкам водоотводящей сети:

где:

– плотность населения в районах населенного пункта, число которых в рамках учебного проектирования может быть от одного до трех, чел./га.

7В рамках учебного проектирования крупными водопотребителями являются промышленные предприятия.

21

Пример определения расчетных расходов на расчетных участках сети приведен в таблице 2В Приложения В.

При проектировании сетей водоотведения в малых населенных пунктах расходы от общественных зданий и коммунальных предприятий определяются как сосредоточенные (см. п. 2.5.3), поэтому расчетные расходы на расчетных участках будут определяться по формуле:

где:

комм – расход от общественных зданий или коммунальных предприятий,

л/с (см. п. 2.5.3).

Для этого необходимо скорректировать норму водоотведения:

где:

комм– расход от общественных зданий или коммунальных предприятий,

. .

приходящийся на одного жителя, л/с.

Тогда:

2.6 Гидравлический расчет сети

Гидравлический расчет самотечной водоотводящей сети заключается в подборе наименьшего диаметра труб на расчетном участке сети для данного расчетного расхода с учетом допустимых скоростей потока, а также наполнений и уклонов самотечных коллекторов. Расчетный расход определяется как максимальный на расчетный период действия системы водоотведения, определяемый как промежуток времени, в течение которого система будет обеспечивать необходимую пропускную способность, отвечая своему назначению, без реконструкции и перестройки.

2.6.1 Основные расчетные формулы

Для упрощения гидравлический расчет самотечных трубопроводов водоотводящей сети ведется по формулам соответствующим равномерному (установившемуся) турбулентному движению во вполне шероховатой, гладкой и переходной зонах. Поэтому в расчете принимается:

—расход ( ) и площадь живого сечения ( ) по длине расчетного участка являются постоянными;

—гидравлический уклон при самотечном равномерном движении на расчетном участке не меняется и равен уклону трубы ( = = const);

22

—шероховатость по длине трубы и в поперечном сечении принимается постоянной;

—местные сопротивления отсутствуют.

Гидравлический расчет самотечных трубопроводов, лотков и каналов производится по следующим основным формулам:

1. Формула неразрывности потока (или постоянства расхода):

где:

– площадь живого сечения потока, м2;– средняя скорость движения потока (по живому сечению), м/с.

2. Формула Шези для определения скорости при равномерном турбулентном движении:

√

где:

– коэффициент сопротивления трению по длине (коэффициент Шези),

м0,5 · с−1;

– гидравлический радиус, м:

– смоченный периметр, м;– гидравлический уклон потока.

Так как при равномерном движении воды = , то:

√

3. Формула Н.Н. Павловского для определения коэффициента Шези:

где:

– коэффициент шероховатости, принимаемый в зависимости от материала труб в интервале 0,012÷0,015;

– показатель степени:

Формула Н.Н. Павловского используется для условий турбулентного равномерного движения во вполне шероховатой зоне при > 1,5 м/с, когда исключается зависимость от числа Рейнольдса (Re).

23

4.Формула Дарси для определения гидравлического уклона ( = ) самотечных трубопроводов, лотков и каналов:

где:

– безразмерный коэффициент сопротивления трению по длине (коэффициент Дарси);

– ускорение свободного падения, м/с2.

5.Формула Н.Ф. Федорова для определения коэффициента Дарси с учетом различной степени турбулентности потока:

где:

– коэффициент эквивалентной абсолютной шероховатости, см;2 – безразмерный коэффициент, учитывающий характер шероховатости

материала труб; Re – число Рейнольдса:

– кинематический коэффициент вязкости.

Между коэффициентами сопротивления трению С и существует зависимость:

На основе формулы (2.6.5) составлены таблицы для гидравлического расчета водоотводящих сетей А.А. Лукиных и Н.А. Лукиных [7], по формуле (2.6.8) – таблицы Н.Ф. Федорова [8].

При выполнении гидравлического расчета коллекторов из керамических асбестоцементных, бетонных и железобетонных труб можно использовать обе таблицы, так как расчеты дают практически одинаковые результаты.

Гидравлический расчет водоотводящих сетей из полимерных материалов выполняется в соответствие с требованиями [2, 9]8, а также специализированных расчетных таблиц производителей полимерных труб, которые основаны на методике [10], например [11, 12].

8Приводимые далее обозначения соответствуют [9].

24

2.6.2 Наименьшие диаметры труб и уклоны, расчетные наполнения труб и скорости движения сточных вод в трубах

Согласно п. 5.3.1 [2] наименьшие диаметры труб самотечных водоотводящих коллекторов следует принимать: для уличной сети – 200 мм9, для внутриквартальной сети бытовой и производственной канализации – 150 мм10.

Наименьшие уклоны трубопроводов следует принимать в зависимости от допустимых минимальных скоростей движения сточных вод, п. 5.5.1 [2]. Наименьшие уклоны трубопроводов для всех систем канализации следует принимать для труб с диаметрами: 150 мм – 0,008, 200 мм – 0,007. При соответствующем обосновании для отдельных участков сети допускается принимать уклоны трубопроводов с диаметрами: 200 мм – 0,005, 150 мм – 0,007.

При проектировании водоотводящих сетей необходимо учитывать наименьшую и наибольшую допустимые скорости протекания сточных вод в трубопроводах [2]. Наименьшая или самоочищающая скорость, обеспечивает при пропуске расчетного расхода ( , л/с) смыв осадка, выпавшего в трубопроводах в часы минимального притока сточных вод. При наибольшем расчетном наполнении коллекторов бытовой и дождевой канализации наименьшие скорости следует принимать по таблице 2 [2] или таблице 2.6 настоящего пособия.

Таблица 2.6

Примечания:

1.Для производственных сточных вод наименьшие скорости следует принимать в соответствии с указаниями по строительному проектированию предприятий отдельных отраслей промышленности или по эксплуатационным данным.

2.Для производственных сточных вод, близких по характеру взвешенных веществ к бытовым наименьшие скорости следует принимать как для бытовых сточных вод.

Наибольшая расчетная скорость движения сточных вод принимается согласно п. 5.4.2 [2], м/с: для металлических и пластиковых труб – 8, для неме-

9В населенных пунктах с расходом сточных вод до 300 м3/сут. для уличной сети допускается применение труб диаметром 150 мм [2].

10При соответствующем обосновании для производственной водоотводящей сети допускается применение труб диаметром менее 150 мм [2].

25

таллических (бетонных, железобетонных и хризотилцементных) – 4, для дождевой канализации – соответственно 10 и 7.

В соответствие с п. 5.4.3 [2] скорость движения неосветленных сточных вод в дюкерах следует принимать не менее 1 м/с, при этом на участке, подводящем сточные воды к дюкеру скорости должны быть не более скоростей в дюкере.

Наибольшие скорости движения дождевых и допускаемых к выпуску в водоемы производственных сточных вод в каналах следует принимать по таблице 4 [2] или таблице 2.7 настоящего пособия.

Таблица 2.7 — Наибольшие значения скорости движения дождевых и допускаемых к спуску в водоемы производственных сточных вод в каналах

Примечание — При глубине потока менее 0,4 м значения скоростей движения сточных вод следует принимать с коэффициентом 0,85; при глубине свыше 1 м – с коэффициентом 1,24.

Расчетное наполнение трубопроводов и каналов с поперечным сечением любой формы (кроме прямоугольного) следует принимать / 6 0,7. Для каналов прямоугольного поперечного сечения расчетное наполнение допускается принимать не более 0,75 их высоты. Для трубопроводов дождевой канализации допускается принимать полное наполнение ( / = 1) (п. 5.4.6 [2]).

При выполнении гидравлического расчета трубопроводов из полимерных материалов минимальные скорости движения сточных вод и наибольшие расчетные наполнения должны также приниматься с учетом требований таблицы 2 [2]. Минимальные диаметры и уклоны труб из полимерных материалов принимаются в соответствие с п. 5.5.1 [2].

Для трубопроводов > 200 мм наименьший уклон может быть ориентировочно определен [13]:

где:

– коэффициент, принимаемый по таблице 2.8;– диаметр трубопровода, мм

26

Таблица 2.8 — Рекомендуемые значения коэффициента для определения минимального уклона по формуле (2.6.11)

2.6.3 Соединение труб разных диаметров

Согласно п. 6.2.3 [2] соединение труб различных диаметров следует предусматривать в колодцах по шелыгам, т.е. совмещением верхних сводов труб (рисунок 2.6а). При обосновании допускается соединение труб по расчетным уровням воды (рисунок 2.6б).

Рисунок 2.6 – Методы соединения труб разных диаметров

При выполнении гидравлического расчета следует учитывать, что трубы из полимерных материалов для безнапорной канализации унифицированы по наружному диаметру (п. 6.2.1 [10]). Поэтому при выравнивании труб по шелыгам следует использовать значение внутреннего диаметра согласно сортамента выпускаемых труб.

2.6.4 Определение начальной глубины заложения сети

Начальная глубина заложения сети определяется как минимальная возможная, учитывая следующие условия:

1) предохранение труб от промерзания;

Начальные участки дворовой сети допускается располагать выше глубины промерзания грунта, так как на выводах из зданий температура сточных вод зимой не снижается ниже + 7÷12 оС.

Согласно п. 6.2.4 [2] минимальная глубина заложения лотка трубопровода определяется:

где:

Нпр – глубина промерзания грунта (см. рисунок 2.8); a = 0,3 м – для < 500 мм;

a = 0,5 м – для > 500 мм.

27

Рисунок 2.7 – Наименьшая глубина заложения трубопроводов

Рисунок 2.8 – Схематическая карта глубин промерзания грунта [12]

2)исключение разрушения труб под воздействием статических и динамических внешних нагрузок.

Для предотвращения разрушения трубопроводов от внешних нагрузок глубина их заложения должна быть не менее 0,7 м до верха трубы:

При сравнении глубин удовлетворяющих двум вышеприведенным условиям выбирается большая из них.

Таким образом, с учетом необходимости обеспечения присоединения к уличным коллекторам внутриквартальных (дворовых) сетей и боковых веток минимальная начальная глубина заложения лотка уличного коллектора определяется (см. рисунок 2.9):

28