Гидравлический расчет канализационных сетей: требования и правила

Правила гидравлического расчета канализации

 

Выбор данных для расчета

Для слаженной работы любой канализационной системы нужны грамотные расчеты, которые позволят узнать пропускную способность канализации и множество иных параметров, среди которых важное место занимает предельная степень наполнения данной системы, влияющая на корректную работу канализации.

Схема канализации частного дома.

Формулы, позволяющие сделать гидравлический расчет канализационных сетей, являются необходимыми для установившегося равномерного движения.

Такая практика установилась вопреки тому, что движение вод в канализации не является равномерным. Это связано с тем, что формулы для неравномерного движения слишком сложны при расчетах. Поэтому решено использовать формулы для равномерного движения с учетом погрешностей.

Выбор данного вида расчета с формулами для равномерного установившегося движения является наиболее практичным решением. Именно такой расчет является идеальным соотношением между точностью получаемых данных и затрачиваемыми на это временем и усилиями.

Составление формулы

Схема монтажа трехкамерного септика.

Для составления формулы гидравлического расчета канализации вам понадобится принять во внимание 4 переменные. Практически всегда используются только 2 из них. Связанно это с тем, что для расчета поставленных задач нужны именно 2 переменные. То, какие именно переменные это будут, зависит от поставленной конкретной задачи

Давайте определимся с тем, какие неизвестные фигурируют в формуле, нужной для гидравлического расчета канализации. Прежде всего это диаметр трубопровода канализации, который применительно к расчетам обозначается буквой d. Далее определяется средняя скорость потока в канализации. Эта переменная обозначается буквой v. Гидравлический уклон обозначается буквой l, а степень наполнения обозначается действием h/d, где h – высота канализационных труб.

Как уже говорилось, для произведения расчетов в зависимости от поставленной задачи используются 2 неизвестных. Чаще всего этими неизвестными являются степень наполнения и гидравлический уклон, обозначающиеся при расчетах h/d и d соответственно.

Максимальный уровень наполнения

Схема монтажа наружной канализации.

Для корректной работы бытовой канализации должны быть соблюдены некоторые условия. Главнейшим из них является неполное наполнение канализационной системы. То есть трубы не должны быть наполнены содержимым полностью. Некоторая часть пространства должна оставаться свободной.

Такое требование предусмотрено техникой безопасности и требованиями к проектантам. Наличие некоторого пустого пространства в трубопроводах канализации нужно для того, чтобы создавалось место, позволяющее выйти скопившимся ядовитым, взрывоопасным и прочим газам.

Также свободное пространство в трубопроводе канализационной системы позволяет беспрепятственно проходить твердым и габаритным предметам, попавшим туда. То есть свободное пространство в трубопроводе – это создание дополнительной пропускной способности на случай повышения уровня жидкости или же иного содержимого канализации.

Исходя из представленного выше требования, созданы нормы, которые предписывают величину максимального наполнения трубопровода содержимым. Эта величина всецело зависит от диаметра трубы. Чем больше диаметр, тем больше величина максимального наполнения трубы.

Вот как выглядит эти соответствия:

Диаметр трубопровода, мм	Величина максимального наполнения
150-250	0,6
300-400	0,7
450-900	0,75
Свыше 900	0,8

Такое соотношение величин диаметра трубопровода и максимального наполнения свойственно только для бытовой канализационной системы. Касательно промышленной системы действуют иные нормы.

x

http://www.youtube.com/watch?v=t26b-q3Cy_8

Эти нормы действуют также и для верховой части канализационной системы бытового использования. Связано данное решение с тем, что верховая часть канализации вбирает в себя сточные воды, которые могут вбирать и нести всю уличную грязь и некоторый мусор, включающий габаритные предметы. Еще оной причиной является и то, что верховая часть канализации чаще всего подвержена очистке специальными службами. Больший диаметр труб упрощает данную процедуру.

Гидравлический уклон и самоочищающаяся скорость

Гидравлический уклон канализационных труб позволяет осуществлять качественный проход содержимого канализационной системы. Если данная величина рассчитана грамотно, то вероятность засорения трубопровода минимальна. Данный фактор немаловажен для бесперебойной работы всей системы.

Схема устройства канализации.

Расчет гидравлического уклона зависит от таких показателей как диаметр канализационной трубы и самоочищающаяся скорость. Данный расчет подходит прежде всего для трубопроводов бытовой канализации, так как они имеют некоторые особенности, связанные с вязкостью и физическим состоянием содержимого, проходящего по ним.

Самоочищающаяся скорость – это скорость, являющаяся максимальной для потока канализационного содержимого, которая определяется при максимальном расчетном расходе. При этом в трубах должны отсутствовать засорения, загрязнения и иловые отложения.

Величина самоочищающейся скорости зависит от диаметра труб. Соответствие можно наглядно показать в виде следующей таблицы:

Диаметр трубопровода, мм	Самоочищающаяся скорость
150-250	0,7
300-400	0,8
450-500	0,9
600-800	1

x

http://www.youtube.com/watch?v=pF7lwiahy0s

Такое же соответствие прослеживается между значениями гидравлического уклона и диаметром труб:

Диаметр трубопровода, мм	Гидравлический уклон
150	0,0086
200	0,007
150 (неблагоприятный рельеф местности)	0,007
200 (неблагоприятный рельеф местности)	0,005

Что касается труб с диаметром, превышающим 200 мм, то тут уклон рассчитывается исходя только из самоочищающейся скорости в трубопроводе.

Правила расчета по вспомогательным таблицам

Схема канализации в частном доме.

Все расчеты, производимые проектантами канализационных систем, сложны и требуют затрат значительного количества времени и трудовых ресурсов. Дабы решить данную проблему и оптимизировать производительность умственного труда, были составленные специальные таблицы, которыми и пользуются проектанты при своих расчетах.

Все расчеты, которые выполняются согласно значениям, приведенным в специальных таблицах, начинаются с расчета гидравлических значений для коллектора. Далее идут расчеты для верховых участков канализации и уже в самую последнюю очередь определяются значения для конечных участков канализационной системы.

Расчеты производятся для каждого участка системы. Сначала проектант задает начальный уклон трубы, который должен быть равен уклону поверхности земли или же быть приближенным к данному значению. После задания гидравлического уклона в таблице отыскивается следующие составляющие, которые соответствуют заданному уклону: диаметр трубы, уровень наполнение и скорость потока в трубопроводе.

Следующим этапом гидравлического расчета канализационной системы является определение оптимальной глубины заложения труб. Тут тоже используют вспомогательные таблицы. Однако полностью на них полагаться на данном этапе не стоит. При расчете глубины залегания труб нужно учитывать множество факторов, например, рельеф, почву, температуру промерзания грунта и т. д.

Схема видов канализации.

При гидравлическом расчете канализационной системы важно знать очень важный момент. Весь участок трубопровода должен быть по возможности максимально равномерным. То есть вам нужно избегать каких-либо перепадов высот или же чего-то подобного. Нужно стремиться к тому, чтобы скорость потока была постоянной.

Достигается это посредством правильного расчета, подбора диаметра труб и их гидравлического уклона. В местах, где перепада высот избежать никак не удастся, стоит устанавливать специальные пересадочные колодцы или же колодцы-гасители, где перепад высот стремится от высокого к низкому.

Разработка продольного профиля канализации

Окончательным этапом гидравлического расчета канализационной системы является создание продольного профиля этой системы. Это своеобразный масштабный макет канализации, который предназначен для того, чтобы отметить все составляющие и расчеты будущей канализационной системы.

Продольный профиль составляется согласно принятому ГОСТу. Все правила составления данного профиля идентичны для каждого из конструкторов. ГОСТом определятся содержимое продольного профиля, его размер и информационная нагрузка, которую он должен нести. Продольный профиль представляет собой развертку по оси канализационного трубопровода.

Основная информация о расчетах и канализационной системе наносится как на сам профиль, так и под и над ним. Масштаб данного документа может иметь числовое значение от 1:100 до 1:1500. Точное значение определяется проектантом и наносится слева от готового продольного профиля.

Информация, указанная на продольном профиле

Схема автономной канализации.

Профиль отображает поверхность земли и уровень грунтовых вод. Эти данные непосредственно связаны с расчетами гидравлической составляющей канализационной системы. Продольный профиль отражает наличие в месте прокладки канализационного трубопровода коммуникационных инженерных сетей и дорог (как железных, так и автомобильных).

Немаловажной информацией, отражающейся непосредственно на профиле, являются данные о грунтах: их состояние, предрасположенность к замерзанию, физическое состояние и т. д. Данная информация не является второстепенной при произведении расчетов.

Конечно, продольный профиль включает в себя чертеж самой канализационной системы. Тут отражаются все составляющие канализации: трубопроводы, колодцы, различные соединения. На продольный профиль должны быть нанесены все составляющие канализационной системы.

Информация, указанная сверху и снизу продольного профиля

Место, которое есть сверху и снизу продольного профиля, заполняется информацией, которая включает в себя разнообразные расчеты и расчетные данные, требуемые для создания канализационной системы. Все данные гидравлического расчета наносятся на продольный профиль (сверху и снизу).

Схема ливневой канализации.

Вверху продольного профиля наносятся все сооружения, которые отстоят от земли. Эта касается мостов эстакад, насосных станций, зданий и прочего. Там же отмечается такая информация, как глубина заложения труб. Не стоит забывать и про номера буровых скважин, они тоже наносятся вверху продольного профиля.

Место, находящееся внизу профиля, предназначено для расчетной и другой информации. Туда наносится информация по всем данным гидравлического расчета канализационной системы. Туда же вставляются дополнительные планы и схемы, которые нужны для создания канализации.

Внизу продольного профиля канализационной системы располагаются все числовые данные, например, длина всего трубопровода, расстояние отдельных участков, высота колодцев и т. д. Отмечается там и глубина заложения вместе с углами уклонов канализационных труб.

Требования при гидравлическом расчете

Все расчетные работы ведутся согласно требованиям, которые предъявляются проектантам. Эти требования направлены на создание работоспособной долговечной канализационной системы, которая сможет прослужить многие десятилетия без снижения нагрузочных параметров.

x

http://www.youtube.com/watch?v=emTM6D8Grlw

Вот список основных таких требований:

• скорости потока должны быть равномерны во всех частях канализационной системы. Недопустимо превышение скорости потока в коллекторе, в боковых трубопроводах;
• места слияний потоков не должны быть предрасположены к появлению струй и столкновению вод;
• поток боковых труб не должен тормозить поток в коллекторе. Уровень содержимого боковых труб не должен быть ниже уровня содержимого коллектора;
• дно боковой трубы не должно быть ниже, чем расчетное зеркало воды в коллекторе;
• угол между трубами, отводящими и присоединяемыми, не должен быть меньше 90 градусов.

Следование этим правилам и требованиям является обязательным для правильного и грамотного гидравлического расчета канализационной системы.