Основы гидравлического расчета канализационной сети
Канализационную сеть обычно устраивают самотечной, безнапорной и проектируют обычно на неполное заполнение. Целью гидравлического расчета является подбор диаметров труб, уклонов сети и определения отметок лотков и глубины заложения труб. Особенностью канализационной сети является:
• загрязненность сточных вод крупными и мелкими фракциями, способными образовывать пробки;
Неполное наполнение канализационных труб:
• обеспечивает вентиляцию и удаление из них метана;
• служит как бы резервной емкостью на случай увеличения сброса сточных вод;
• обеспечивает максимально возможную (при Н = 0,7-0,8) скорость самотечного потока жидкости.
Максимально допустимое наполнение труб в зависимости от диаметра следующее: при D = 150-300 мм, Н= 0,6; при D = 350- 400 мм Н = 0,7; при D > 900 мм, Н = 0,8.
Все эти параметры взаимосвязаны и зависят в основном от
расхода сточных вод:
Здесь с = (l ·R у )/n — коэффициент сопротивления; R = F/x ≈ D/4 —
гидравлический радиус; п — коэффициент шероховатости; х — смоченный периметр, м; y = f(R,n).
Гидравлический расчет сети ведут на максимальный секундный расход, определению которого предшествует нахождение модули стока или удельного среднего притока сточных вод с единицы поверхности города (квартала):
где рн — плотность населения, чел ./га;
q — норма водоотведения, л/сут.чел.
Модуль стока позволяет определить средний приток от квартала города по его площади:
где FГ — площадь квартала, га.
Поэтому территорию населенных мест разбивают на площади стока, тяготеющие к прилегающим участкам сети (см. рис. 8.3).
Если рельеф плоский, то разбивку территорий ведут по бис- сектрисам углов кварталов. После этого определяют расчетные расходы на каждом участке.
где kmaх — коэффициент общей максимальной неравномерности аодоотведения.
Сложность гидравлического расчета канализационной сети заключается в возможности возникновения множества технически допустимых вариантов сети, число которых может превысить даже возможности современных ЭВМ. Поэтому к расчету канализационной сети подходят с известными упрощениями.
Например, исходят из принципа удержания наименьшего возможного заглубления. В этом случае рекомендуется следующая последовательность расчетов:
• зная расчетные расходы, выбирают минимальные диаметры, позволяющие выдержать соответствующие уклоны, скорость и на полнение;
• если скорость не удовлетворяет критическим значениям, то гда увеличивают уклон, но не более чем на 0,01%;
• если расход слишком велик для максимально допустимого уклона при заданном диаметре, тогда увеличивают диаметр на одну ступень;
• если наполнение труб недопустимо велико, то увеличивают их диаметр на одну ступень.
Глубина заложения уличной сети определяется по формуле
где h — наибольшая глубина заложения дворовой сети, м;
L — длина дворовой или внутриквартальной сети, м;
l — длина трубы от красной линии до соответствующего смотрового колодца уличной сети, м;
Z1 и Z2 — отметки земли соответственно у смотрового дворового колодца и наиболее удаленного колодца, м;
∆ — перепад между потоками дворовой и уличной канализации.
Рассмотрим общий ход расчета. Расчет ведется непосредственно от начала сети к насосной станции. Из рис. 8.3 видно, что расчетный расход по участку является суммой попутного, транзитного и бокового притоков.
Расходы определяют с учетом коэффициента неравномерности. Сосредоточенные расходы от предприятий, не имеющих неравномерность, учитывают отдельно. Падение на участках сети определяется по формуле
где i — уклон труб, м/км;
l — длина участка, км.
Начальную глубину заложения находят по формуле (8.13). В этом случае отметка лотка в расчетной точке определяется по формуле
где Zi — отметка трубы в i-й точке, м;
hi — падение на i-м участке.
По величине расчетного расхода назначают диаметр и уклон трубопроводов так, чтобы наполнение и скорость жидкости v соответствовали требованиям норм. Далее определяют глубины заложения сети в начале и конце каждого расчетного участка.
На практике гидравлический расчет канализационных сетей выполняется с помощью расчетных таблиц или на ЭВМ. Исходя из условий эксплуатации, минимальные диаметры трубопроводов канализации принимают 150мм для внутриквартальных и 200 мм для уличных сетей, а для дождевой и общесплавной канализации — соответственно 200 и 250 мм. По результатам гидравлического расчета строят продольные профили сети. Глубину заложения уличной канализационной сети допускается принимать меньше глубины промерзания на 0,3 м при диаметрах до 500 мм и на 0,5 м при больших диаметрах.
Оптимальный уровень заполнения трубы
Стеклянные или пластиковые трубы имеют очень гладкую внутреннюю поверхность с низким коэффициентом трения, поэтому для таких труб среднее значение K=0,5. Чугунные, керамические и асбестовые трубы имеют повышенную шероховатость, поэтому для преодоления сопротивления масса стоков должна быть больше, K=0,6. Указанные разные значения K для разных типов труб позволяют поддерживать в канализационной сети оптимальную скорость движения стоков V=0,7 м/с.
коэффициенты шероховатости труб
Незанятый стоками свободный объем в трубе выполняет несколько важных задач: возможность выхода скопившихся газов, упрощается движение крупных фрагментов твердого мусора. Логично предположить, что с увеличением диаметра канализационной трубы будет увеличиваться ее уровень заполненности K.
В таблице указаны уровни заполнения труб различного сечения:
| D (диаметр трубы), мм | Уровень заполнения трубы |
| 150-250 | 0,6 |
| 300-400 | 0,7 |
| 450-900 | 0,75 |
| 900 и больше | 0,8 |
монтаж канализационной трубы с уклоном
В идеале максимальный расход воды, то есть пропускная способность трубы, будет при уровне заполненности 0,95. Но в реальности цифра снижена до 0,8. Из-за неравномерного заполнения канализации стоками в одно и то же время некоторые части труб могут быть полны, другие — пусты. В таких условиях заполнение почти на 100% может привести к нерасчетному переполнению и подтоплению трубопроводов. Другими словами, залповый сброс не уйдет в слив, а быстро заполнит трубы, может сорвать гидрозатворы и стоки попадут в жилые помещения.
Расчет уклона канализационной трубы: основные понятия
Если канализация самотечная, то ее эффективность транспортировки стоков за счет законов гравитации полностью зависит от угла наклона. Считается, что стоки должны двигаться по трубопроводу со скоростью 0,7-1 м/с. Только в этом случае поток способен удалить из системы твердые частицы. Чтобы сохранить показатель скорости потока, для каждого отдельного диаметра требуется рассчитать угол уклона канализационной трубы.
На первый взгляд может показаться, что угол должен измеряться в градусах. Но в строительных нормах и справочниках по устройству канализации этот параметр определен как десятичная дробь. Эти цифры отображают отношение снижения уровня к длине определенного участка трубопровода.
Например, на отрезке трубопровода длиной 5 м один его конец на 30 см ниже другого. В этом случае уклон канализационной трубы будет 0,30/5=0,06.
Формула — определение максимального, минимального значения
- V скорость движения потока жидкости (м/с);
- H наполнение трубопровода;
- d диаметр труб;
- К расчетный коэффициент наклона.
Чтобы определить коэффициент (наклон), можно подставить V=0,7-1, d- значение диаметра конкретного участка трубопровода, H=0,6хd (согласно строительным нормам и правилам). Получается, что для трубопровода с диаметром 100 мм на каждый метр требуется наклон в 2 см, с диаметром 50 мм — 3 см на каждый метр.
Из формулы видно, что скорость потока сточных вод напрямую зависит от угла наклона (коэффициента). Для оптимальной скорости необходим минимальный уклон канализационной трубы 0,02 и максимальный — 0,03. Если крен будет меньше, чем 0,02, крупные частицы осядут и образуют засор.
Если крен будет слишком большой, скорость увеличится, что тоже приведет к образованию осадков, так как вода будет уходить слишком быстро, не успевая унести с собой тяжелые частицы стоков. Повышение скорости потока может привести так же к срыву сифонов и запоров.
Необходимые нормы в квартире
При устройстве канализации нет необходимости использовать для расчетов формулу. Существуют таблица, в которой определены наклоны для всех отводов от сантехнических приборов.
| Оптимальный уклон канализационных труб в квартире | |||
| Прибор | Диаметр слива (мм) | Расстояние до сифона (см) | Наклон |
| Ванна | 40 | 100-130 | 0.033 |
| Душ | 40 | 150-170 | 0,029 |
| Унитаз | 100 | Не более 600 | 0,05 |
| Раковина | 40 | До 80 | 0,08 |
| Биде | 30-40 | 70-100 | 0,05 |
| Мойка | 30-40 | 130-150 | 0,02 |
| Комбинированный слив для ванны, мойки и душа | 50 | 170-230 | 0,029 |
| Стояк | 100 | ||
| Отвод от стояка | 65-754 |
Каждый участок системы канализации в квартире должен иметь на конце сифон в виде прибора или изгиба, чтобы в помещения не попадали неприятные запахи. Чтобы определить необходимые значения, важен принцип золотой середины — 1,5-2.5 см на один метр. Этого вполне достаточно для квартиры или загородного дома. Применение формул необходимо при строительстве больших объектов с максимальным объемом сточных вод.
К тому же, для бытовой канализации формулу трудно использовать, так как постоянного потока нет
Тут лучше обратить внимание на другой показатель — способность к самоочищению (удалению твердых частиц)
Так как бытовые стоки содержат отходы с различным весом, то для тяжелых составляющих определяющим фактором является скорость потока, для плавучих — наполнение диаметра системы. Определяя правильный уклон, следует учитывать, что он будет различный на каждом отдельном участке.
Расчет уклона
Формула расчета минимального уклона
Степень уклона канализации обратно пропорциональна диаметру элементов, из которых она состоит. То есть чем большего сечения используются в ней части, тем меньшая степень уклона требуется при их укладке. В соответствии со СНиП, для труб 50 мм диаметра его значение равняется 0,03. Это 3 см на один метр трубопровода, а для сечений от 85 до 100 мм требуется меньший − 2 см на погонный метр.
Для наружной канализации, имеющей диметр от 150 до 200 мм, в строительных правилах определены отдельные нормативы. Так, для элементов диаметром 150 мм, нормальным уклоном считается значение в 0,008, который в особых случаях допускается снизить до 0,007. Для канализации с 200 мм трубопроводом оптимальное значение около 0,007, а в экстренных условиях может быть снижено до 0,005.
Кроме норм, регулирующих оптимальные и минимально-допустимые значения углов, есть также ограничения и на максимальный номинал этого значения, который равняется 0,15. Это означает, что при падении уровня слишком резко (более 15 сантиметров на метр трубопровода), система канализации будет работать не стабильно, на трубе будет образовываться осадок, так как разница в движении жидких и твердых стоков будет настолько велика, что первые не будут успевать смывать твердые нечистоты, которые быстро забьют сток.
Рассчитывая уклон, желательно учесть все особенности конкретной системы. Так, например, сток из простого умывальника не даст большой нагрузки на систему, и ее заиливание маловероятно даже при довольно больших углах стока, однако, все равно сохраняется опасность срыва водяных запоров в сифонах. Таких образом, уклон в 0,15 не должен быть превышен ни при каких условиях.
Обобщая все вышеизложенное, можно прийти к выводу, что в подавляющем большинстве случаев, расчетный угол снижения канализации лежит в пределах от 15 до 25 мм на погонный метр.
2.1. Определение расчётных расходов воды
Гидравлический расчёт должен производиться по максимальному секундному расходу водыq, который определяется по формуле, л/с:
q = 5qo· α , (2)
гдеqo– секундный расход воды прибором. Если определяется расход по холодной воде,qoсчитатьqoc.При определении общих расходов холодной и горячей воды (на участке ввода водопровода и счётчика воды)qoсчитатьqotot . Величиныqocиqototвыбирают из приложения 1. Если по расчётному участку проходит расход для разных приборов, значениеqocилиqototпринимается для прибора с максимальным значением по приложению 2;
α – величина, определяемая в зависимости от произведенияN · P
α = f (N· P),(3)
где N —количество приборов, обслуживаемое данным расчётным участком. На участке счётчика воды и ввода водопроводаNпринимают равным общему количеству приборов в здании;
P— вероятность действия приборов:
qhr,u · U
P = —————— ,(4)
3600·qo · N
где qhr,u— норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления. Если определяется вероятность действия приборов только для холодного водопотребления (Pc ), тоqhr,uнеобходимо считатьqhr,uc , аqoсчитатьqoc . При определении вероятности действия приборов на участке ввода водопровода и водомерного узла, где поступает общий расход и на холодное и на горячее водоснабжение,qhr,uпринимаютqhr,utot , аqo — qotot(по приложению 2);
U– общее количество потребителей в здании принимается условно, исходя из размеров квартир. При преобладании 1-2 комнатных квартир принимают 3 или 4 предполагаемых потребителя (человека), при 2 – 3 комнатных квартирах принимают 4 потребителя на каждую квартиру и при 3 – 4 комнатных квартирах – 5 человек.
Очень важным является то, что при расчёте различных участков сети холодного водопровода вероятность действия приборов принимают постоянной, равной вероятности, определяемой для общего количества потребителей Uи общего количества приборовN, т.е. не зависящей от отношенияUNна различных расчётных участках сети.
Расчет расхода воды по диаметру и другим параметрам
Получение расчетных данных расхода воды позволяет определиться:
- с подбором труб нужного диаметра, который увязывается с предполагаемой пропускной способностью;
- с толщиной их стенок, связанной с предполагаемым внутренним давлением;
- с материалами, которые будут использованы при прокладке трубопровода;
- с технологией монтажа магистрали.
Расчет потребления воды позволяет правильно выбрать тип труб и их диаметр
Рассчитать объем потребляемой воды возможно по несложной формуле:
В приведенной формуле использованы параметры: d – внутреннего диаметра трубы; V – скорости течения водного потока; q – величина расхода воды.
В безнапорной системе, где вода движется самотеком от водонапорной башни, скорость водного потока находится в пределах от 0,7 м/с до 1,9 м/с (в системе городского водопровода водный поток обычно перемещается со скоростью полтора метра в секунду). При использовании внешнего источника для нагнетания придаваемую им скорость определяют по паспортным данным нагнетателя.
Приведенная формула включает три параметра и позволяет, зная два из них, определить третий.
Как составляется формула?
Для упрощения гидравлических расчетов используется небольшое количество переменных. Какие именно будут выбраны переменные — зависит от поставленной задачи. Чаще всего при гидравлическом расчете канализации учитываются диаметр трубопровода”D”, средняя скорость движения жидкости ”V” и уклон труб ”I”. Степень заполненности трубы стоками обозначается символом ”y”, вычисляется соотношением H/D, где H – высота уровня жидкости в трубе. Соответственно, пустая труба будет характеризоваться значением y=0, если полностью занятая труба y=1.
влияние диаметра трубы на прочие параметры
Интересно, что для наибольшей эффективности автономной канализации трубы не должны быть заполнены стоками на 100%, то есть ”y” не должно быть равно 1. Оптимальное значение заполнения трубы обозначается ”K” и лежит в пределах 0,5-0,6. Диапазон в значении параметра K объясняется различными дополнительными воздействиями, которые влияют на движение стоков. Чаще всего такое воздействие на стоки оказывают свойства материала трубы.
Устройство напорной канализации из труб
Главный элемент напорной канализации – КНС (канализационная напорная станция). В КНС собираются все стоки, находящиеся во внутренних трубопроводах здания. Усилием мощного насоса осуществляется переправка отходов к месту их утилизации. Насосная станция работает как накопитель, но лишь до определенного уровня (детальнее: «Канализационная насосная станция КНС — принцип работы и виды установки «). Когда количество стоков в резервуаре достигает нужной отметки, запускается насос.
Давление воздействует на стоки и транспортирует их по герметичным трубопроводам (напорный коллектор) в назначенную точку сброса. Напорный канализационный коллектор это автоматическая система, поэтому для ее работы не требуется оператор – достаточно будет реагировать лишь в случае возникновения неполадок. Помимо КНС, система также использует несколько ответвлений трубопроводов. В былые годы использовались стальные трубы для напорной канализации, изготовленные специально для таких систем. Сейчас напорная канализация может изготавливаться из чугунных или пластиковых труб. Конечно, трубы пвх для напорной канализации используются чаще, поскольку они имеют ряд преимуществ: они имеют невысокую стоимость, гораздо легче монтируются и дольше служат.
В создании комбинированных систем обычно применяются трубы из различных материалов. Например, герметичные трубы устанавливаются в сети только после канализационной насосной станции, а до нее движение стоков осуществляется обычными пластиковыми трубами. Конечно, в этом правиле тоже есть исключение: для подъема отходов с нижних этажей лучше использовать трубы канализационные напорные пвх, рассчитанные на выполнение подобных задач.
В подъеме стоков с нижних уровней применяются мини канализационные станции – сололифты. Они устанавливаются прямо за унитазом и выполняют не только функцию переправки отходов, но и измельчают их, поскольку трубы малого диаметра не справляются с крупными фракциями. Кроме того, мини канализационные станции подключатся ко всем сантехническим приборам, находящимся в том же санузле. Комбинированная напорная канализация – это довольно сложная конструкция, имеющая множество ответвлений и выходов, поэтому для работы системы требуется качественное оборудование. Кроме того, нужно в обязательном порядке выполнить расчет напорной канализации. Часто при обустройстве напорной канализации используются специальные обратные клапаны, предотвращающие движение стоков самотеком вниз, на нижние уровни, когда насос уже выключен.
Как вычислить пропускную способность
Табличный способ – самый простой. Таблиц подсчета разработано несколько: можно выбрать ту, которая подойдет в зависимости от известных параметров.
Вычисление на основе сечения трубы
В СНиП 2.04.01-85 предлагается узнать количество потребления воды по обхвату трубы.
| Внешнее сечение магистрали (мм) | Приблизительное количество жидкости | |
| В литрах в минуту | В кубометрах в час | |
| 20 | 15 | 0,9 |
| 25 | 30 | 1,8 |
| 32 | 50 | 3 |
| 40 | 80 | 4,8 |
| 50 | 120 | 7,2 |
| 63 | 190 | 11,4 |
Расчет по температуре теплоносителя
С ростом температуры уменьшается проходимость трубы – вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.
Вычислить нужные данные можно по специальной таблице:
| Трубное сечение (мм) | Пропускная способность | |||
| По теплоте (гкл/ч) | По теплоносителю (т/ч) | |||
| Вода | Пар | Вода | Пар | |
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Поиск данных в зависимости от давления
При подборе труб для установки любой коммуникационной сети нужно учесть давление потока в общей магистрали. Если предусмотрен напор под высоким давлением, надо устанавливать трубы с большим сечением, чем при движении самотеком. Если при подборе трубных отрезков не учтены эти параметры, а по малым сетям пропускают большой водный поток, они станут издавать шум, вибрировать и быстро придут в негодность.
Чтобы найти наибольший расчетный водный расход, используется таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра и разных показателей давления воды:
| Расход | Пропускная способность | |||||||||
| Сечение трубы | 15 мм | 20 мм | 25 мм | 32 мм | 40 мм | 50 мм | 65 мм | 80 мм | 100 мм | |
| Па/м | Мбар/м | Меньше 0,15 м/с | 0,15 м/с | 0,3 м/с | ||||||
| 90,0 | 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 | 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 | 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 | 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 | 1000,0 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 | 1200,0 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 | 1400,0 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 | 1600,0 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 | 1800,0 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 | 2000,0 | 266 | 619 | 1151 | 2488 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 | 2200,0 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 | 2400,0 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 | 2600,0 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 | 2800,0 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8568 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 | 3000, | 331 | 767 | 1415 | 3078 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Так же, рассчитывая расход воды через трубу по таблице значений диаметра трубы и давления, учитывается не только количество кранов, но и численность водонагревателей, ванн и иных потребителей.
Гидравлический расчет по Шевелеву
Для наиболее верного выявления показателей всей водоснабжающей сети используют особые справочные материалы. В них определены ходовые характеристики для труб из разных материалов. В виде примера хорошего образца для расчетов можно назвать таблицу Шевелева. Это объемный справочник. Чтобы им воспользоваться, не обязательно идти в библиотеку. Все нужные данные можно найти во Всемирной сети. Кроме того, есть электронные программы на основе таблиц Шевелева. Достаточно ввести требуемые параметры, чтобы получить готовый результат.
Применение формул
Применение разных формул зависит от известных данных. Самая простая из них: q = π×d²/4 ×V. В формуле: q показывает расход воды в литрах, d – сечение трубы в см, V – скоростной показатель продвижения гидропотока в м/сек.
Скоростные параметры можно взять из таблицы:
| Тип водоподведения | Скорость (м/сек) |
| Городской водопровод | 0,60–1,50 |
| Магистральный трубопровод | 1,50–3,00 |
| Центральная сеть отопления | 2,00–3,00 |
| Напорная система | 0,75–1,50 |
Знать, какими характеристиками обладают трубы, нужно для грамотного подключения сантехнических приборов. При правильном подборе данных не будет повода беспокоиться, что при открытии крана в ванной комнате вода на кухне перестанет идти либо снизится ее напор.
Источник
Определение расхода воды при возможном падении напора
Рассмотренная формула для определения расхода воды по внутреннему диаметру трубы и скорости водного потока, считается упрощенной. Ею не учитывается изменение напора под воздействием обстоятельств, которые могут привести к более низкому или высокому давлению в трубопроводной системе. Формула Дарси позволяет произвести расчет, учитывающий потери на крайних точках трубопровода. Выглядит она так:
В формуле Дарси учтены такие параметры:
P – вязкость; λ – коэффициент трения, величина которого определяется:
- конфигурацией трубопровода, прямолинейного или имеющего сложные повороты и изгибы;
- турбулентностью течения водного потока;
- шероховатостью внутренней поверхности труб;
- наличием препятствий в виде участков с применением запорной арматуры.
На коэффициент трения влияет наличие запорных элементов и их количество
L – длина труб; D — величина внутреннего сечения; V – скорость перемещения водного потока; g – ускорение свободного падения.
Какими нормативными документами определяется порядок расчета
Все необходимые решения в отношении ливневой канализации и расчетного объема дождевых стоков принимаются по результатам проектных работ. Они регламентируются СНиП 2.04.03 – 85 или СП 32.13330.2012, где содержатся все необходимые формулы и коэффициенты
При проектировании конкретной системы важно отыскать все необходимые величины и коэффициенты, характерные для метеорологических и гидрогеологических условий данного района. Большинство из них содержится в таблицах СНиП или СП, другие параметры надо рассчитать самостоятельно. Расчет диаметра дождевой канализации выполняется исходя из количества осадков, поступающих в коллектор и требующих перемещения по системе
При этом, важно обеспечить минимальные размеры, которые определены действующими нормативами
Расчет диаметра дождевой канализации выполняется исходя из количества осадков, поступающих в коллектор и требующих перемещения по системе
При этом, важно обеспечить минимальные размеры, которые определены действующими нормативами
Степень наполненности
Расчет канализации для частного дома предусматривает неполное заполнение водостока. По своей сути пропускная способность канализационных труб нуждается в небольшом запасе, направленном на обеспечение вентиляции, а также для пропуска различных крупногабаритных предметов.
Оптимальная величина наполняемости трубопровода зависит от того, какого диаметра используются трубы в системе:
- Коэффициент 0,6 подходит для канализации с диаметром труб от 150 до 250 миллиметров;
- Максимальная наполняемость 0,7 подходит для канализации с диаметром труб от 300 до 400 миллиметров;
- Максимальная наполняемость 0,75 подходит для канализации с диаметром труб от 450 до 900 миллиметров.
Определение глубины заложения ливневой канализации
Карта глубины промерзания грунта
Чтобы смонтированная коммуникация работала исправно не один десяток лет, важно правильно определить глубину укладки ливневки в частном доме. СНиП 2.04.03-85 регламентирует такие минимальные нормы:
- для желобов/труб системы водоотведения сечением до 500 мм углубление составляет от 30 см;
- для лотков/труб диаметром от 500 мм глубина залегания ливневки стартует от 70 см.
Для закрытой прокладываемой системы водоотведения трубы дренажа должны располагаться на 20 см ниже уровня грунтовых вод. Это позволит влаге свободно опускаться и уходить через трубы в период весеннего таяния снегов.
Важно учитывать уровень промерзания почвы зимой. Чем более пористый грунт на участке, тем меньшим будет толщина льда в земле при минусовых температурах
К тому же обращают внимание на толщину снега в зимний период. Если она равна 10 см и более, то является своеобразной подушкой, сокращающей толщину промерзания земли
Таким образом, зная уровень промерзания грунта и учитывая толщину снега, можно вывести минимальные показатели укладки дренажных труб на участке: от имеющегося уровня льда в грунте зимой на снежную шапку отнимают приблизительно 30 см (при трубах сечением до 50 см) и 50 см (при сечении дрен от 50 см).
Пример: уровень промерзания грунта на участке составляет 1200 мм. Толщина снежного слоя в регионе равна 10 см. Диаметр трубы — 50 см. Значит, от 120 см отнимаем 30 см разрешенных и получаем минимальную глубину залегания — 90 см
При этом важно помнить, что 90 см – это глубина по верхнему краю уже уложенной трубы со всеми подсыпками из песка и щебенки
Если проложить закрытую систему на уровне промерзания почвы или выше, в сезон весенних паводков лед в трубах будет таять медленно. За это время талая вода подтопит постройки и огородные/садовые культуры.
