Все сколько-нибудь серьезные строительные работы начинаются с проектирования. В общий проект сооружения входит раздел работ по водоотводу. О какой воде идет речь? Если это здание с канализацией, то должен быть обеспечен отвод суммарной воды, сливаемой в канализацию. Если это земельный участок, то должно обеспечиваться отведение дождевых, а в межсезонье и талых вод, для чего сооружается система ливневых стоков. Далее речь пойдет о расчете бытового и ливневого стоков.
Расчет стоков внутренней канализации
Как правило, выполняется для двух элементов (остальные принимаются конструктивно). Для начала определяются диаметры:
- самого нагруженного стояка,
- выпуска.
Для выполнения этой задачи существуют таблицы и эмпирические формулы, номограммы, которые приводятся в нормативной литературе.
Для стояка высчитывается, сколько воды ему требуется пропустить в секунду. Формула вычисления простая:
qs = qtot + q0s,1
Слагаемые здесь обозначают:
- qtot – расчетный расход (л/с) воды на участке;
- q0s,1 — максимальный (в секунду) расход сантехприбора с наибольшим водоотведением (в жилых зданиях это — залповый сброс из унитаза, для которого q0s,1 принимается 1.6 л/с).
Для горизонтального трубопровода расчетная формула канализационных стоков посложнее:
qsг.тр = Qв /3.6 + Ks * q0
Где:
- Qв — расход отводимых вод для данного участка, подсчитываемый по формуле, м3/час;
- q0 — расход от прибора, имеющего наибольшую емкость (для жилых домов это сток ванны, вмещающей 150-170 л, q0 = 1,1 л/с ), л/с;
- Ks — коэффициент осреднения.
Впрочем, как выяснили специалисты, трубы с диаметром 50 мм достаточны для беспроблемного отвода сливов ванны, мойки, умывальника и других сточных вод. Для проводки стоков унитаза достаточно стомиллиметрового диаметра трубы (этот диаметр достаточен для стояков и их вентиляции).
Расчет бытовых стоков наружной сети канализации
За пределами фасада здания внутренняя сеть канализации переходит во внешнюю, представленную трубопроводом, септиком и трубами, смотровыми колодцами и другими элементами.
Объемы хозяйственного стока учитываются только в расчете труб стоков и при выборе септика. Согласно нормам, для самотечных сетей бытовой канализации можно использовать трубы диаметром не менее 150 мм.
Расчет септика
Согласно нормативам, суточный сброс воды на 1 жителя — 0,2 м3. Для семьи из 5 человек расчетный сброс в сутки составит 1 м3. Чтобы вода успевала пройти минимальную очистку, она должна находиться в септике не менее 3 суток. Также следует учитывать объем оседающего твердого осадка, скапливающегося в септике. Для этого вводится коэффициент поправки — 1,2 (20% вместительности). Следовательно, объем септика уже будет:
3 * 1,0 * 1,2 = 3,6 м3
Такого объема понадобится данной семье септик. Но обычно воды затрачивается меньше, за исключением времени пребывания гостей.
Определение стоков ливневой канализации
Чтобы избежать неприятных последствий затопления участка осадковыми водами, необходимо проложить ливневку с достаточной пропускной способностью. Для этого нужно рассчитать объем дождевых стоков.
Нахождение среднегодового стока
Рассчитывается объем среднегодовых осадков, суммированием объёмов дождевых, поливо-моечных (актуально для города) и талых вод:
W = WД + WТ + WМ
Для каждого участка сбора дождевой воды объем подсчитывается с учетом вида поверхности отдельных участков (кровли, асфальта, газона…), для чего применяются коэффициенты стока, учитывающие особенности сбора, например, впитывание некоторого количества воды газоном (см. таблицу 1).
При подсчете талых вод учитывается, что поверхности способны частично впитывать подтаявшую воду при оттепелях, для чего вводится стоковый коэффициент ΨТ, принимаемый равным 0.5-0.7. Также может применяться КУ — коэффициент, учитывающий удаление убранного снега с территорий.
Для каждого участка сбор воды подсчитывается отдельно, объемы сборов суммируются. Кроме того, во внимание принимается месторасположение участка, поскольку для различных регионов количество выпадающих осадков различно, что учитывается при подсчетах умножением на высоту осадкового слоя HД или НТ (в мм). Данные берутся из СП 131.13330
Формула для вычисления объема дождевых вод:
WД = 10 HД * F * ΨД
Объем годового сбора талой воды рассчитывается по формуле:
WТ = 10 НТ * ΨТ * КУ * F
Цифра среднегодового сбора пригодится для определения необходимой емкости коллекторного пруда (который может быть использован в качестве пожарного водоема или для полива).
Расчет дождевых осадков для участка ливневой системы
Водный поток складывается из поступления осадков, собираемых с кровли здания и территории участка через:
- водостоки,
- линейные водоотводы,
- дождеприемники.
Перечисленные участки (звенья сбора воды) имеют свои особенности, поэтому каждый из них собирает воду со своей территории по-своему. Это отображается введением коэффициентов, учитывающих существование различных условий местности, например, большее или меньшее впитывание поверхностью выпадающей влаги. Вода с нескольких участков может собираться в отдельный ближайший колодец. Из отдельных колодцев вода перетекает в единый пункт сбора — в коллектор или главный накопительный колодец.
Для каждого участка количество дождевых осадков подсчитывается по формуле:
Q = q20 ∙ F ∙ φ
- q20 — коэффициент, учитывающий среднюю величину интенсивности осадков, выпадающих в том или ином регионе, рассчитан по данным многолетних наблюдений (берется из СП или у метеорологов),
- F принимается равной площади участка, для которого рассчитывается объем дождевого стока (для кровли водосборная площадь считается с 30% добавкой суммарной площади стен.);
- φ — коэффициент, зависящий от преобладающего типа покрытия поверхности на участке (значения приведены в таблице 2).
Гидравлический расчет ливневки проводится и для случая возникновения напорного режима. Для этого используется коэффициент b, учитывающий наполненность водотока и зависящий от продолжительности дождя (см. таблицу 3). Величина n зависит от географического нахождения объекта.
Qн = Q * b
Расчет расхода дождевых вод методом предельных интенсивностей
Для определения расходов отводимых водных масс в коллекторах дождевой канализации расчет стоков производится с учётом зависимости между продолжительностью дождя и расчетной интенсивностью осадков.
Суть метода заключается в следующем — расход ливневых масс в коллекторе достигает максимального значения в случае, когда длительность расчетного выпадения осадков равна времени протекания осадочных вод к избранному для расчета сечению коллектора. Для каждого из сечений коллектора сначала определяется продолжительность протекания вод. Соответственно этой продолжительности ведется расчет удельной интенсивности дождя. Так как при этом расчетном методе диаметры труб неизвестны (а также неизвестными являются скорости течения воды в сечении), расчет имеет итерационный характер.
Данный расчет ведется по формуле, учитывающей поверхностную характеристику стокового бассейна, результаты обработки записей дождемеров за многие годы, продолжительность протекания дождевых вод до расчетного участка, расчетную стоковую площадь, климатические условия местности:
Для максимально нагруженного участка коллектора делается гидравлический расчет. Напорный режим учитывается умножением Qрасч на коэффициент ß.
Qрасч = ß * Q
Этот расчет, как и проектирование систем водоотведения, правильнее доверить специалистам. Тогда канализация гарантированно будет рассчитана и спроектирована оптимальной и надежной в эксплуатации.
Заключение
Объем отводимых вод нужен не только для выбора элементов канализационных систем, но и для задания многих других параметров. Правильный расчет стоков позволит спроектировать и построить безупречно функционирующую канализацию.
Читайте также:
Устройство ливневой канализации
Как сделать дренаж вокруг дома
