Санитарно-техническое оборудование зданий

Санитарно-техническое оборудование зданий

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский государственный строительный университет

Институт инженерно-экологического строительства и механизации

Кафедра водоснабжения

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

Санитарно-техническое оборудование зданий

Факультет ВиВ

Курс 5

группа 2

студент: Краснова Е.В.

Руководитель: проф. Исаев В.Н.

Москва 2012 г.

Содержание

Введение

.        Водохозяйственные и энергетические балансы

.1      Потребление на хозяйственно-питьевые нужды

.2      Расход на общедомовые нужды

.3      Расход на пожаротушение

.        Выбор и обоснование систем водоснабжения и водоотведения

.        Внутренний хозяйственно-питьевой, противопожарный, поливочный водопровод холодной воды (В1, В2, В11)

.1      Выбор элементов и схемы водоснабжения

.2      Конструирование элементов В1, В2, В11

.2.1   Водоразборные приборы

.2.2   Водопроводные сети

.2.3   Трубопроводная арматура

.2.4   Установки для повышения давления

.2.5   Водомерный узел

.2.6   Вводы

.        Расчет В1, В2, В11

.1      Расчет на час максимального водопотребления

.1.1   Определение расчетных расходов на объекте в целом

.1.2   Определение расчетных расходов для одного здания

.1.3   Расходы для нижней и верхней зоны 1 здания

.2      Расчет элементов системы

.2.1   Ввод

.2.2   Водомерный узел

.3      Расчет системы холодного водоснабжения

.4      Требуемое давление в В1, В11

.5      Расчет установки для повышения давления

.6      Проверка на пропуск пожарного расхода в час наибольшего водопотребления

.6.1   Ввод

.6.2   Водомерные узлы

.6.3   Водопроводная сеть

.7      Расчет пожарных насосных установок

.8      Подбор насосов для системы холодного водоснабжения

.        Водопровод горячей воды (Т3, Т4)

.1      Конструирование Т3, Т4

.1.1   Водоразборные приборы

.1.2   Водопроводные сети Т3, Т4

.1.3   Трубопроводная арматура

.1.4   Водомерный узел

.1.5   Водонагреватели

.1.6   Установки для повышения давления

.2      Расчет Т3, Т4

.2.1   Расчетные расходы тепла на нагрев горячей воды

.2.2   Расчет элементов системы

.3      Расчет водонагревателя

.4      Расчет системы горячего водоснабжения

.5      Требуемое давление Т3

.6      Расчет установки для повышения давления

.7      Расчет системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции

.7.1   Расчет теплопотерь в системе

.8      Расчет циркуляционной сети горячего водоснабжения

.9      Тебуемое давление при циркуляции

.        Внутренняя канализация (К1)

.1      Выбор и обоснование схемы

.2      Конструирование К1

.2.1   Гидрозатворы

.2.3   Устройства для прочистки

.2.4   Выпуски

.2.5   Дворовая сеть

.2.6   Контрольный колодец

.2.7   Вытяжная (вентиляционная) часть

.3      Расчет канализационной сети

Список используемой литературы

Введение

Вода является основой жизни и по биологической важности уступает только воздуху. Ценность воды формируется на основе удовлетворения человеческих потребностей. Основные положения концепции мотивации по А. Маслоу применительно к водопотреблению и водосбережению в жилищном фонде можно представить в виде 5 уровней потребностей населения в воде:

• физиологический минимум - использование воды для пищевых и питьевых нужд, это наиболее важная для человека потребность в воде.

• гигиенические потребности - поддержание человека в надлежащем порядке и чистоте своего тела, одежды, жилища, места обитания. Только после утоления жажды и голода человек начинает обращать внимание на чистоту своего тела, одежды, места обитания.

• социальные потребности - принадлежность человека к некоторой субкультуре, общественному классу, чувство духовной близости с окружающими. Человек не может существовать в одиночестве, ему нужно общение с себе подобными.

• потребности в признании, понимании и оценке своего статуса. Человек стремится соответствовать сложившимся традициям в окружении, которое ему дорого. Его потребительское поведение может проявляться в установке новых, наиболее современных типов арматуры, автоматических стиральных машин. При этом не обязательно демонстрировать это другим, однако у каждого человека есть назревшая потребность в самооценке с этой точки зрения как равного среди равных. Использование воды для удовлетворения своих нужд определяется ритмом жизни человека и сложившимся стереотипом потребления.

• потребности в самоутверждении. После удовлетворения перечисленных выше потребностей и при наличии соответствующих возможностей у человека появляется потребность в особом благоустройстве жилища, оборудовании его самыми современными санитарно-техническими устройствами.

Вода является наиболее распространенным и доступным веществом для тушения пожаров. Применение водяных систем пожаротушения в жилых и общественных зданиях обеспечивает пожарную безопасность общества.

Основные требования, которые потребитель предъявляет к санитарно-техническому оборудованию при покупке, это малые затраты при высокой надежности, долговечности, ремонтопригодности. В связи с этим при разработке проекта будем использовать современное санитарно-техническое оборудование.

Проектируя систему водоснабжения, нельзя игнорировать влияние его на окружающую среду. Соблюдая законы об охране окружающей среды Водного Кодекса, законы об энергосбережении, в проекте будем использовать схемные решения и оборудование, обеспечивающее минимальное потребление водных природных ресурсов, тепловой и электрической энергии.

Для обеспечения выполнения интересов потребителя необходимо максимально повышать санитарно-гигиеническую и гидравлическую надежность системы водоснабжения, в связи с этим в проекте используем современные трубопроводы из материалов более или менее стойких к коррозии и зарастанию, надежную водоразборную трубопроводную арматуру, уменьшающую непроизводительные утечки воды.

Необходимо уменьшить трудоемкость монтажа, а также строительные и эксплуатационные затраты, использовать высокомеханизированные строительные комплексы для строительно-монтажных работ, использовать оборудование и трубопроводы, требующие минимальных затрат на текущий и капитальный ремонты

1.      Водохозяйственный, энергетический и тепловой балансы

Водохозяйственный баланс определяет необходимое количество воды для обеспечения всех потребителей, размещенных на объекте, водой требуемого качества, а также количество загрязненных сточных вод, образующихся в период функционирования объекта, затраты тепловой и механической энергии на бесперебойное водоснабжение.

На основании задания определяю состав, нормативы водопотребления и водоотведения по количеству и качеству воды, режимы водопотребления. Вычисляю расчетные суточные, часовые и секундные расходы для объекта в целом. При формировании водохозяйственного баланса необходимо всех потребителей обеспечить водой требуемого качества при минимальных затратах ресурсов энергии, для этого определяют потребителей.

.1      Потребление на хозяйственно-питьевые нужды

Согласно СНиП 2.04.01-85^* (прил.3) системы хозяйственно-питьевого водоснабжения должны обеспечить подачу воды каждому жителю расходы воды, приведенные ниже.

Суточный расход воды, потребляемой непосредственно жителями, определяется по формуле:

,

где: q_{о сут} − количество воды, которое необходимо подавать каждому жителю определяем по нормам, приведенным в СП 30.13330-2012 прил А2 в зависимости от степени благоустройства здания.

Для жилых домов квартирного типа высотой свыше 12 этажей с централизованным горячим водоснабжением и повышенными требованиями к их благоустройству принимаем:

250 л/чел*сут,

150 л/чел*сут,

100 л/чел*сут,

20 л/чел*час,

9,1 л/чел*час,

10,9 л/чел*час.

− общее число жителей на проектируемом объекте, чел, определяется по формуле:

U = U0 • nкв • nэт • nсекц • nзд

где:- общее число жителей на проектируемом объекте, чел;- расчетная заселенность, чел/кв, U0 = 3.2кв - число квартир на этаже, nкв = 8эт - число этажей в здании, nэт = 18секц - число секций в здании, nсекц = 2зд - число зданий на проектируемом объекте, nзд = 4

= 3.2 • 8 • 18 • 2 • 4 = 3687 чел

Расход (общий) на хозяйственно-питьевые нужды, обеспечивающие санитарно-гигиеническую безопасность здания, определяется по формуле:

= 921750 л/сут = 921.75 м³/сут

Расход на холодное водоснабжение:

= 553050л/сут = 553,05 м³/сут

Расход на горячее водоснабжение:

= 368700 л/сут = 368.7 м³/сут

.2      Расход на общедомовые нужды

Вода в жилом здании необходима для поддержания в нормальном санитарно-гигиеническом состоянии общественных мест: подъезды, прилегающие твердые покрытия, для поливки территории, промывки и дезинфекции трубопроводов и площадок для мусора.

Уборка общедомовых помещений:

где:

- норма расхода воды на уборку общих помещений, л/сут·м²

 = 0,3 л/сут·м²

n_уб - число уборок в сутки, принимаем n_уб = 0,5

S_ои - площадь уборки, м² (определяем по плану)

= 2095.2 л/сут = 2.095 м³/сут

Расход на поливку территории:

где: - норма расхода воды на поливку территории, л/сут·м²

 = 5 л/сут·м² - для зеленых насаждений, газонов (п.33 Прил.3 СНиП 2.04.01-85*)

 = 0,5 л/сут·м² - для тротуаров (п.33 Прил.3 СНиП 2.04.01-85*)

n_уб - число уборок в сутки, принимаем n_уб = 0,5

S_ои - площадь уборки, м² (определяем по плану)

S_ои1 = 13995 м² - площадь газонов (территория четырех зданий),_ои2 = 3824 м² - площадь тротуаров (территория четырех зданий),

35943,5 л/сут = 35,94м³/сут

Расход на промывку и дезинфекцию мусоропроводов и площадок для мусора:

где: - норма расхода воды на промывку и дезинфекцию мусоропроводов и площадок для мусора, л/месяц на 1 м²

 = 300 л/месяц на 1 м² (СП 30.13330-2012)

= 2400 л/месяц = 2400/30 = 80 л/сут = 0,08 м³/сут

.3      Расход на пожаротушение

Определяется на основе общей противопожарной защиты здания, технического регламента на пожарную безопасность или в соответствии со СП 10.13130-2009 для зданий данного типа.

Для жилых зданий при числе этажей свыше 16 и до 25 принимаем число струй равное 2 с минимальным расходом воды на внутреннее пожаротушение на одну струю - 2,9 л/с.

Расход определяем по формуле:

где:

N - количество одновременных пожаров, принимаем N = 1

- минимальный расход воды на внутренне пожаротушение на одну струю, л/с

n_стр - число пожарных струй для подавления очага пожара

t^B2 - расчетная продолжительность тушения пожара

t^B2 = 3 ч =10800 с

л/сут = 62,64 м³/сут

На основании полученных данных составляем баланс водопотребления и водоотведения объекта, который приведен в Таблице 1.

Таблица 1. Водохозяйственный баланс

Энергетический баланс рассчитывается на основе формулы для определения энергии:

Эн = q^B0(B1,T3) · H_тр · ρ · g

где:

q^B0(B1,T3) - соответственно общий расход воды, расход воды на холодное и горячее водоснабжение, м³/сут

H_тр - требуемый напор воды, м, определяемый по формуле:

H_тр = 10 + 4 · (n_эт - 1)

H_тр = 10 + 4 · (18- 1) = 78 м

n_эт - число этажей в здании, n_эт = 18

ρ - плотность воды, кг/м³, ρ = 1000 кг/м³

g = 9,8 м²/с - ускорение свободного падения.

На основе полученных данных составляем энергетический баланс, который представлен в Таблице 2.

Таблица 2

Тепловой баланс рассчитывается на основе формулы для определения тепла:

Q^T3 = q^T3 · c · ρ · (t^T3 - t^B1) · (1+Q_пот),

где:

q^T3 - расход горячей воды, м³/сут

c - удельная теплоемкость, кДж/(кг·ºС)

ρ - плотность воды, кг/м³

t^T3 = 60ºС - температура горячей воды

t^B1 = 5ºС - температура холодной воды

Q_пот = 15-25% - потери тепла в системе горячего водоснабжения.

Q^T3 = 368,7 · 4,19 · 1000 · (60 - 5) ·1,2 = 101960298 кДж/сут

Таблица 3

2.      Выбор и обоснование систем водоснабжения и водоотведения

Для обеспечения необходимых санитарно гигиенических условий здания, комфортного проживания человека и проведения производственных процессов необходимо оборудовать здание системами водоснабжения и водоотведения.

В1 - водопровод холодной воды, предназначен для подачи воды всем потребителям, должен обеспечивать:

подачу расчетного количества воды, в объеме 553,05 м³ /сут.

комфортную температуру подаваемой воды зимой до 5ºС, летом до 15ºС;

подачу воды питьевого качества, отвечающей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01; водопотребление санитарный монтаж жилищный

- поддержание требуемого давления перед всеми водоразборными точками; минимальное давление - 0,03 МПа;

бесперебойность подачи воды, исключающей нанесение ущерба здоровью человека и санитарно-техническому состоянию здания;

долговечность, соизмеримую с долговечностью возводимых зданий;

герметичность во всем диапазоне рабочих давлений;

прочность и стойкость к воздействию внутреннего давления, а также при случайном внешнем воздействии;

безопасность использования и эксплуатации;

ремонтопригодность;

минимальную строительную и эксплуатационную стоимость.

В2-противопожарный водопровод, служит для ограничения распространения и тушения пожаров в зданиях, должен обеспечивать:

подачу воды к очагу возгорания в расчетном количестве 62640 л/сут, под напором, необходимым для эффективного ее распределения в очаге возгорания и для отрыва пламени от горючего вещества

быстродействие

постоянную готовность

надежность

безопасность использования и эксплуатации

ремонтопригодность

долговечность, соизмеримую с долговечностью возводимых зданий (100 лет)

герметичность во всем диапазоне рабочих давлений

прочность и стойкость к воздействию внутреннего давления, а также при случайном внешнем воздействии

минимальную строительную и эксплуатационную стоимость.

Противопожарный водопровод оборудуем пожарными кранами для локализации и подавления очага пожара, в связи с тем, что здание имеет более 12 этажей, в соответствии с СП 10.13130-2009 принимаю:

Расчетный расход пожарной струи - 2,9 л/с, расчетное количество струй - 2.

В11-поливочный водопровод

Предусматриваем поливочный водопровод (В11), используется для полива зеленых насаждений, мойки тротуаров и внутриквартальных проездов.

Т3 - система горячего водоснабжения, представляет собой систему устройств и трубопроводов для подогрева воды до расчетной температуры и распределения ее потребителям. Система Т3 должна обеспечивать:

подачу расчетного количества воды, q^Т3_сут = 368,7 м³/сут ;

создание во всех точках рабочего давления, необходимого для проведения

технологических и производственных процессов;

поддержание расчетной температуры, требуемой потребителями (t=50-75°С);

устойчивость системы против зарастания;

устойчивость к коррозионному разрушению;

бесперебойность подачи воды, исключающей нанесение ущерба здоровью человека и санитарно-техническому состоянию здания;

долговечность, соизмеримая с долговечностью возводимых зданий (100 лет);

герметичность во всем диапазоне рабочих давлений;

прочность и стойкость к воздействию внутреннего давления, а также при случайном внешнем воздействии;

безопасность использования и эксплуатации;

ремонтопригодность;

минимальную строительную и эксплуатационную стоимость.

К1 - бытовая канализация используется для отведения сточных вод из квартиры. Система К1 должна обеспечивать бесперебойное водоотведение 875,7 м³/сут стоков от потребителей в течение всего срока эксплуатации здания при минимальном ущербе здоровью человека и окружающей среде.

К2 - водосток применяется для отведения дождевых стоков и талых вод с плоской кровли здания и горизонтальных поверхностей, обеспечивает защиту здания от увлажнения атмосферными осадками, принимаем К2 с закрытым выпуском дождевых вод в наружную систему водостока.

Для уменьшения строительных и эксплуатационных затрат, учитывая, что для хозяйственно-питьевых, поливочных и пожарных целей можно использовать воду питьевого качества в зданиях высотой до 75 м можно принять объединенную хозяйственно-пожарно-поливочную систему водоснабжения.

Принятые системы водоснабжения и водоотведения приведены на Рис. 1.

Рис.1. Системы водоснабжения и водоотведения здания.

3.      Внутренний хозяйственно-противопожарный-питьевой водопровод холодной воды (В1,В2,В11)

.1      Выбор элементов и схемы водоснабжения

Для выполнения требований, предъявляемых к этому водопроводу, принимаем систему включающую в себя следующие элементы:

Ввод, соединяющий внутренний и наружный водопровод;

Водоразборные приборы, предназначенные для отбора воды из системы потребителями;

Водопроводную сеть (внутреннюю и микрорайонную), предназначенную для подачи воды к приборам внутри здания, а также ко всем зданиям микрорайона;

Трубопроводную арматуру, обеспечивающую управление давлением, расходом, а также предохранительную и запорную арматуру для отключения участков сети и оборудования во время ремонта;

Водомерный узел, обеспечивающий учет воды, поданной потребителю.

Установки для повышения давления, включаемые в схему, если требуемое давление больше гарантийного.

Определение необходимости установки для повышения давления.

Для определения необходимости установки для повышения давления ориентировочно определим требуемое давление:

H_тр = 10 + 4 (n_эт - 1)

H_тр = 10 + 4 (18 - 1) = 78 м

В связи с тем, что H_тр больше, чем гарантированный напор в сети городского водопровода Н_гар = 42 м, то необходимо устройство установки для повышения давления.

Согласно СП 30.13330 п. 5.2.10 максимальное давление перед нижней водоразборной точкой должно быть не более 42 м, так как ориентировочное требуемое давление превышает допустимое, принимаем параллельную зонную схему холодного водоснабжения.

Высота нижней зоны обычно для снижения энергозатрат принимается так, чтобы максимально использовать гарантированное давление водопитателя.

Определяем высоту нижней зоны:

 эт.

где: H_гар - давление в водопитателе, м;

h_эт - высота этажа, м (см. задание).

Таким образом получаем, что давления в водопитателе хватает на обеспечение требуемого напора на 10 этажей. Исходя из этого принимаю 2 зоны, требуемый напор в которых будет обеспечиваться 2-мя установками для повышения давления.

Тогда 1 зона включает в себя этажи 1-9

зона включает в себя этажи 10-18

для обеспечения подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды предусматривают повысительную хозяйственную насосную установку,

для пожара - отдельную группу пожарных насосов.

В целях обеспечения надежного и бесперебойного водоснабжения на хозяйственные и противопожарные цели предусматриваем элементное резервирование основных элементов системы:

прокладываем два ввода к двум независимым линиям наружной водопроводной сети;

водомерный узел оборудуем обводной линией;

магистраль водопроводной сети - кольцевая, охватывающая все пожарные стояки, пожарные стояки закольцовываю по вертикали, объединяя перемычки на чердаке, насосную установку принимаю с рабочим и резервным насосом.

В целях водосбережения принимаю установку водосберегающей арматуры, смесителей с одной рукояткой, автоматических смесителей с одной рукояткой для умывальников, смывных бачков с двойным пуском с целью уменьшения непроизводительных расходов воды.

Согласно рекомендациям СНиП для учёта количества воды предусматриваю установку водомеров в здании и в каждой квартире.

Для увеличения надежности подачи воды в схеме принимаю поэлементное резервирование: рабочие и резервные агрегаты, кольцевание, двойные вводы.

Принятая схема изображена на Рис. 2.

Рис. 2. Параллельная зонная схема холодного водоснабжения.

1-водоразборная арматура; 2-внутренняя и микрорайонная сети

-трубопроводная арматура; 4-водомерный узел; 5-вводы;

-повысительные установки.

.2      Конструирование элементов системы В1, В2, В11