Расчет канализации


Расчет канализации» alt=»» class=»alignleft»>

Эффективная работа канализации возможна только при сбалансированном поступлении и отводе сточных вод, общий объем которых соответствует пропускной способности системы. Кроме пропускной способности труб существует множество других параметров, которые необходимо учесть. В качестве основы для гидравлического расчета канализации чаще всего становится предварительно определенный расход: объем стоков на 1 человека в сутки, около 200 л.

Правильное проведение расчетов важно при создании автономной канализации в загородном доме, так как большинство таких систем являются самотечными. Главная особенность самотечных систем — отсутствие напора потока жидкости, что накладывает ограничения на конфигурацию системы труб из-за необходимости постоянно выдерживать их уклон. Несоблюдение уклона может привести к замедлению потока, засору и нарушению работы всей канализационной сети. Как ни удивительно, но слишком большой уклон также может оказать негативное влияние на работу канализации.

Как производится гидравлический расчет?


При гидравлическом расчете канализации используются специальные формулы, позволяющие подобрать соответствующее оборудование, вычислить углы наклона труб и организовать равномерное движение стоков. Однако известно, что движение стоков в трубах неравномерно. Что же рассчитывается по этим формулам? Ответ простой: расчет неравномерного движения жидкости — слишком сложная математическая задача.

550 200 Gidravlicheskij raschet kanalizatsii.png
таблица для расчета уклонов канализационных труб

Поэтому для бытовых нужд с учетом некоторых допущений и погрешностей было принято решение рассматривать поток стоков равномерно движущимся в системе труб. Формулы, используемые для гидравлического расчета индивидуальной канализации, являются практичным компромиссным вариантом, который позволяет получить приемлемые результаты без чрезмерных затрат времени и сил на более точные расчеты. Для еще большего упрощения расчетов готовые значения для типовых случаев приведены в различных таблицах, графиках и номограммах.

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.

550 200 Gidravlicheskij raschet kanalizatsii 02.png
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.

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.


550 200 Gidravlicheskij raschet kanalizatsii 03.png
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

550 200 Gidravlicheskij raschet kanalizatsii 05.png
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.

Угол уклона канализационной трубы

Угол уклона канализационных труб зависит от их диаметра. В крупных проектах при расчете уклонов труб принимается во внимание уклон поверхности земли, необходимость снижать объем и стоимость земляных и строительных работ. В этом случае расчет должен проводиться более точно, так как требуется найти минимальные значения уклонов на каждом из участков канализационной сети. При проектировании бытовых канализационных сетей часто достаточно взять значения из готовых таблиц.

Уклон труб внутренней канализации на 1 м:

Сантехприбор Диаметр отводящей трубы, мм Нормальный уклон Минимальный уклон
Раковина 40-50 0,035 0,025
Унитаз 100 0,02 0,012
Мойка 50 0,035 0,025
Ванна 40-50 0,035 0,025

550 200 Gidravlicheskij raschet kanalizatsii 06.png
сливная труба не должна заполняться на 100%

Важно! При прокладке внутренней сети канализации в доме уклон замеряйте не относительно пола, который может быть негоризонтален, а с помощью строительного пузырькового или лазерного уровня.

Уклон труб наружной канализации на 1 м:

Диаметр трубы, мм Нормальный уклон Уклон при особых условиях (минимальный)
150 0,008 0,007
200 0,007 0,005

Особые условия — это объективные природные или технологические помехи, которые не позволяют организовать нормальный уклон. Максимальный уклон равен 0,15, то есть снижение трубы на 15 см на 1 погонный метр. При большем уклоне канализация будет работать неэффективно.

Слишком большой уклон и скорость потока


Не рекомендуется использовать слишком большой уклон отводящих труб. Казалось бы, крутой наклон позволит стокам течь с большой скоростью, в результате чего пропускная способность всей канализационной системы возрастет. Но стоки поступают неравномерно. При слишком быстром перемещении объем стоков будет делиться на фракции разной плотности и вязкости. Быстрее всех по трубе стечет вода, имеющая наименьшую вязкость. Без воды плотные фракции стоков с большой массой прилипнут к стенкам трубы, чем уменьшат ее внутренний диаметр и вызовут засор.

550 200 Gidravlicheskij raschet kanalizatsii 04.png
слишком большой уклон снижает эффективность трубы

Слишком быстрый поток, несущий абразивные частицы, будет сильно изнашивать внутреннюю поверхность трубы истирающим воздействием, чем быстро исчерпает ее ресурс. Для металлических канализационных труб максимальная скорость потока составляет 8 м/с, для керамических, бетонных, асбоцементных и т.п. 4 м/с. Для ливневой канализации, где в основном сбрасывается практически чистая вода, соответственно, 10 м/с и 7 м/с.

Минимальная скорость движения стоков называется критической или самоочищающей. Имеется в виду, что это минимальная скорость, при которой стоки будут перемещаться, не оседая на внутреннюю поверхность трубы. При расчете минимальной скорости могут учитываться размеры крупных фрагментов в стоках, гидравлический радиус и степень наполнения трубы. Для осветленных, биологически очищенных стоков минимальная скорость движения составляет 0,4 м/с.

Формулы для более точных расчетов


Готовые инженерные таблицы и графики, используемые при проектировании канализационных сетей, не охватывают всех возможных вариантов. Поэтому для получения более точных результатов в базовые формулы гидравлического расчета могут вводится различные дополнительные переменные и коэффициенты. Это может понадобиться, если система канализации заметно отличается от стандартного варианта какой-нибудь технической особенностью.

Источник: www.avtonomno.ru

Зависимость от места установки

Для расчетов применяются особые формулы, и в них нужно подставить значения согласно месту, где будет установлена канализационная труба. Конечно, есть и определенные нормативы. Например, для внутренних сетей предполагаются следующие диаметры – от 50 до 110 мм, а для наружных магистралей они будут составлять 110 – 600 мм. Таким образом, если нужно проектирование канализации дома, диаметр для труб будет выбран по характеристикам сантехники и бытовых приборов.

В СНиПе 2.04.01-85 строго регламентированы все показатели и приводятся методики расчета. Вот некоторые положения.


  • На магистральных ветках используются трубы 110 мм (принимается, что количество приборов, расходующих воду – среднестатистическое).
  • 32-50 мм – стандартный диаметр трубы для разных сантехнических приборов или бытовых агрегатов (умывальник, душевая кабина, стиральная машина), за исключением унитаза – нагрузка на него больше.
  • При монтаже стояка нужна труба 100 мм, при объединении стоков (например, из нескольких помещений в многоквартирном доме) – 150 мм. При этом диаметр магистральных труб не должен превышать диаметр общего стояка.
  • Наибольший диаметр (до 1200 мм) используется в крупных городских канализационных магистралях.

расчет диаметра трубы канализации

Установка крупных труб для магистрали

Иногда разброс величин бывает значительным, но для этого предусмотрено соединение труб различных диаметров с помощью современных фасонных частей – фитингов, переходных манжет. Резиновые прокладки в их раструбах надежно защищают от протечек. В устройстве наружных сетей может применяться метод спайки.

Выбор диаметра по материалу и формула расчета 

В уже упомянутом СНиПе для верных расчетов предусматриваются различные факторы: от угла стыка выводов из помещений со стояком до значения уклона на горизонтальных участках. Все это указано в особых таблицах, что позволяет при фиксированном диаметре трубы однозначно рассчитать ее максимальную проходимость.


При определении проходимости большое значение приобретает материал, из которого выполнены канализационные трубы. Так, для чугунных труб необходимо выполнять расчеты «с запасом», поскольку со временем их внутренние стенки покрываются отложениями, что, соответственно, уменьшает их диаметр. А у пластиковых труб гладкая поверхность, и заиливания внутри не происходит, особенно при хорошем уклоне. Таким образом, можно предпочесть меньший диаметр ПВХ-трубы, по сравнению с чугунной (50-миллиметровую чугунную вполне допустимо заменить на 40-миллиметровую пластиковую).

расчет диаметра трубы канализации

Чугунные трубы для канализационной системы

Существует формула, по которой рассчитывают диаметры канализационных труб:

D = V ( √ h / d) ≥ K

При этом скорость стока в секунду – V должна быть не меньше 0,7, ее также подбирают по таблицам СНиПа. К – коэффициент материала труб (0,5 для полимерных, 0,6 для иных материалов). Максимальная высота водного потока в трубе h и ее отношение к внутреннему диаметру трубы d – это наполнение трубопровода. Данное значение по нормам не должно превышать 0,3 и может быть следующим:

  • до 0,5 – для диаметра 50-100 мм;
  • до 0,6 – для диаметра 125–200;
  • 0,8 – для трубопровода, в котором будут перемещаться относительно чистые стоки.

Расход воды в канализационной системе проектировщики рассчитывают согласно расчетным формулам для водопровода конкретного объекта. При этом учитывается, что для ряда приборов расход стока больше, чем расход водопроводной воды (ванна, унитаз). Так, например, происходит расчет внутренней канализации для дома.

Даже если досконально изучить рекомендованные параметры для различных участков канализационной системы и вооружиться нормативными таблицами, расчет диаметра трубы канализации не рекомендуется выполнять своими силами. Это должны делать профессиональные проектировщики, иначе не избежать нарушений в работе сети вплоть до серьезных аварий.

 

Источник: energy-systems.ru

Зачем нужен угол уклона канализационных труб

Что, если сделать угол наклона слишком маленьким или слишком острым? И тот, и другой вариант будет неверным. Дело в том, что от угла уклона зависит скорость вывода нечистот: медленный вывод приведет к тому, что вода из раковины и умывальника будет уходить медленнее. Как следствие — неприятных запах, крупные частицы и жир будут оседать внутри труб. Вам придется чаще чистить сток.

Та же проблема происходит, когда канализация установлена под острым углом. Во-первых, крупные частицы, которые могут повредить систему и привести к ее преждевременному выводу из строя. Во-вторых, мусор будет забиваться на стыках и поворотах, образуются скопления и, как следствие, вода не будет проходить.

Что влияет на угол уклона канализационных труб

Угол наклона трубы зависит от нескольких факторов:

  1. Тип трубы
  • пластиковая (поверхность пластика гладкая и ровная, а значит, они меньше засоряются, скорость стока быстрее. По этой причине угол уклона должен быть меньше);
  • чугунные (долговечные, но их поверхность шероховатая, проходимость ниже. Поэтому при установке труб необходим больший уклон).
  1. Диаметр трубы (зависит от количества отходов. Чем больше воды вы спускаете в канализационную систему, тем больше она должна быть. Слишком узкая труба не сможет обеспечить оптимальную пропускную способность, в итоге, вода будет уходить медленнее, трубы начнут заиливаться и протекать. Появится неприятный запах).

Как установить правильный угол уклона канализационной трубы

Для того, чтобы установить правильный уклон, не нужно изобретать велосипед. Согласно исследованиям СНиП оптимальной скоростью выведения отходов по канализационным трубам диаметром 150 — 200 мм является 0.70 м/с. Это при условии, что труба будет заполнена на 50-60%, но не менее, чем на ⅓. При таком раскладе обеспечивается нормальное выведение жира, мелких и крупных частиц. Максимально допустимый уклон — 15 см/м.

Также существует отдельная формула, благодаря которой можно с точностью вычислить необходимый угол наклона:

V*√(H/d)>K

где:
K — коэффициент для пластиковых (0.5) и металлических (0.6) труб;
H — степень наполнения трубы;
V — скорость движения отходов;
d — внутренний диаметр трубы.

Можно воспользоваться формулой Коллбрука-Уайта:

v=-2√2gDI*log_10 ((K/3.71D+2.5LV/(D√2gDI)

v — средняя скорость потока;
g — свободное падение;
D — внутренний диаметр трубы;
I — гидравлический уклон;
K — шероховатость трубы;
V — вязкость сточных вод.

Диаметр трубы
Выход из дома
ниже уровня земли
на глубине (см)
Глубина канализации
глубина входа трубы в септик
или центральную канализацию
(см)
Расстояние до септика
т.е. длина трубы
(м)

Источник: vodaidom.com


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.