Самостоятельный расчет системы канализации

Расчет системы канализации для зданий разных типов — ответственная задача при проектировании современного дома. Он нужен как для многоэтажных корпусов, так и для частного малоэтажного строительства и домов на дачных участках.

Система сброса сточных вод любого здания состоит из следующих компонентов:

• внутренняя сеть;
• ливневая канализация.

Для начала проектирования и расчета вначале должны быть определены условия, при которых будет эксплуатироваться система канализации. Производится учет следующих факторов:

• число проживающих в доме жильцов, с учетом возможного прибавления количества людей (гости, рождение ребенка и т. д.);
• время работы системы, зависящее от вида строящегося здания. Канализация работает постоянно в многоэтажных и частных домах и периодически на дачных участках;
• количество устанавливаемых по проекту сантехнических установок (ванны, унитазы, смесители и т.д.).

Следующий этап работы заключается в определении энергопотребления системы. Если есть условия, то стоки можно удалять самотеком. В других случаях необходимо применение специального насоса. По этим параметрам определяют примерный бюджет строительства и принимают решение о том, нанимать или нет профессиональную строительную бригаду или обойтись собственными силами.

Производство расчетов

Режим работы канализационной системы неравномерен на протяжении суток, и произвести точный гидравлический расчет очень сложно. Поэтому при создании проекта применяют эмпирические зависимости, определенные для равномерного потока жидкости. Надо определить такие параметры:

• скорость потока (средняя);
• коэффициент наполнения трубы;
• ее калибр;
• уклон трубопровода.

Если расчет производится для малоэтажного частного здания или дачного домика, то эти параметры можно принять в таких пределах:

1. Заполнение трубы принимается 0,6 при ее диаметре до 20 см, а при ее калибре до 400 мм — 0,7.
2. Так как в частном доме и на даче расход воды для бытовых нужд обычно невелик, то для внутренней системы канализационных труб калибр выбирается так:

• унитаз — 100 мм;
• ванна, смесители и мойка — 50 мм.

1. Дли ливневой и уличной сетей диаметр труб должен составлять 150-200 мм.
2. Скорость потока жидкости — 0,65-0,7 м/сек при указанных выше калибрах труб, при большей или меньшей величине могут произойти засоры в системе.
3. Уклон системы выбирается в зависимости от диаметра трубопровода:

• 2% при использовании труб 50 мм;
• 3% при их калибре в 10 см.

Для многоэтажных строений применяют метод расчета, дающий более точные результаты. Его можно применить и для частного дома.

Проектирование

Для получения правильных результатов надо учитывать такой фактор, как изменение длины труб под действием температуры. Его определяют по такой формуле:

• xL= A* (xT);
• где А — коэффициент теплового линейного расширения, принимаемая 0,13-0,15 мм/м* С (град);
• L — длина трубы в метрах;
• xT — разница температур монтажа и эксплуатации трубопровода (максимальная).

Для устранения нежелательных явлений и компенсации изменения длины трубопровода в зависимости от температуры применяют выполненные на уплотнителях из резины раструбы и фасонные части. С целью упрощения монтажа, сборки канализации и учета строительных допусков патрубки надо устанавливать на каждом этаже здания.

Затем производят гидравлический расчет вертикальных и горизонтальных участков трубопровода. Он считается безнапорным. Учитываются такие факторы:

• расход сбрасываемых сточных вод;
• качество внутренней поверхности труб;
• емкость и пропускная способность канализации.

Первый параметр вычисляют по такой формуле:

• Q = qx + qy;
• где qx — расход воды на участке, л/сек;
• qy — секундный расход воды самого большого потребителя (максимальный), л/сек. Для жилых строений — это смывной бачок унитаза с расходом 1,6 -1,7 л/сек.

Производят расчет расхода стоков в горизонтальной части канализации:

• qs =K* Qx + qo;
• где qo — расход воды для самого емкого потребителя. Таким в доме принято читать ванну с объемом до 170 л. Для расчетов qo=1,1;
• K — коэффициент осредненного сброса сточных вод на отводном участке трубы;
• Qx — часовой расход стоков на проектируемом участке, м³/час.

Для определения K существует таблица. По ней можно его определить в зависимости от количества обслуживаемых сантехнических приборов (N), длины отводного участка трубы (L). Она приведена в специальной литературе.

Рабочая высота стояка канализации — это участок от самой верхней точки закрепления сантехники до места перехода в канализационный спуск. Определяют величину допустимого разряжения на участках, имеющих вентиляцию (или без нее). Она не должна превышать числа 0,9*h3 (высота самого маленького затвора сантехники). Разряжения рассчитываются по методу, указанному в СП-40-102. Там же приведены необходимые для расчета номограммы. По ним рассчитываются самотечные канализационные трубопроводы и их рекомендуемые уклоны.

Вентиляционный стояк должен возвышаться над крышей здания на 0,35 м. Диаметр вытяжных частей участков канализационных стояков одинаков с калибром его сточной части, а общий — равен наибольшему диаметру скрепленных стояков вне зависимости от числа присоединенных к рассчитываемому участку сантехнических приборов. На каждом этаже надо устраивать ревизии (в малоэтажных строениях их можно не делать). Сборный выпуск всегда делается прямолинейным с калибром равным диаметру наибольшего стояка. При монтаже переходов с вертикального участка на горизонтальный блок запрещено применение отвода 90°. Он монтируется из 2-х и более колен по 45°. Для нормальной температурной компенсации трубопровода допуск при расстановке креплений составляет (раструб не удлинен):

• 11 мм при диаметре используемой трубы в 50 мм;
• при калибре в 11 см допускается увеличить эту длину до 13 мм.

Расстояние между креплениями не может быть больше 1,6 м при диаметре трубы в 5 см и 2 м соответственно при ее калибре в 110 мм. При использовании компенсационного патрубка длина соединения может быть увеличена, но не должна превысить 2,8 м.

При расчетах скорость движения потока следует принимать равной, 0,65 м/ сек при диаметре трубы до 150 мм. Уклоны канализационных участков принимают:

• для малого сечения трубопровода (50 мм) они берутся в пределах 0,02-0,3;
• при калибре 10 см это число равно 0,012-0,025;
• при диаметре в 15 см — 0,007-0,01.

Наибольший уклон не должен быть более 0,15 (за исключением участков длиной до 1,6 м).

Если по трубам должно пройти по проекту значительное количество стоков, то уклоны выбираются по наибольшим скоростям потока.

Наполнение трубы H|D (отношение высоты стоящей в ней воды к диаметру) выбирают так:

• при калибре 50-100 мм — 0,25-0,45;
• при диаметрах до 20 см — 0,3-9,6.

Во всех случаях уклон принимается 0,08.

Канализационные выпуски из строения проверяются на выполнение таких условий:

• V *E=0,65 при использовании чугунных труб;
• V * E=0,45 для пластиковых труб;
• где V — объем проходящих стоков;
• E=H|D.

Монтаж

Она обустраивается в такой последовательности:

• для монтажа внутренней сети используются пластиковые трубы сечением 5 и 10 см;
• для вывода канализационных стоков из дома и для устройства стояков применяют трубы большего диаметра;
• при наличии горизонтальных отводов используют крестовины и косые тройники;
• на поворотах трубопровода надо установить фитинги ревизии;
• при необходимости применения малошумной системы канализации применяют; шумопоглащающую изоляцию, которой покрывают и трубы и все детали, применяют толстые амортизирующие прокладки.

Для вывода канализации из здания трубопровод проводят через его фундамент, пробивая в нем отверстие. Диаметр его должен быть не менее 200 мм. Глубина выводной траншеи должна быть около 1 м. На месте прокладки трубы через основание дома вставляют специальную гильзу, калибр которой выбирают так, чтобы между ней и трубой оставалось свободное пространство. Оно заполняется пенопластом.

Далее производятся работы по обустройству внешней сети. В ее состав входят очистные сооружения и трубопровод между домом и септиком. Монтаж производят в такой последовательности:

• прокладывают трубы в канавах с ненормируемой глубиной;
• производят их утепление;
• к септику подключение делается при помощи резинового уплотнения.

Ливневая канализация

Вычисляется максимальный расход водного потока, который должна пропустить система:

• V1=q20*S*D;
• где V1 — максимальный расход ливневой воды при отводе;
• q20 — самое большое количество осадков (л* га/сек), оно выбирается по справочникам;
• S — площадь крыши (га);
• D — специальный коэффициент, показывающий поглощение влаги поверхностью материала (берется из специальной литературы).

Количество осадков выбирают конкретно для местности, где по проекту должно быть построено здание. Для этого используют стандарты из 2.04.03-85 СНиПа.

Коэффициент D берут из таблиц применяемых по проекту материалов для перекрытия кровли и других поверхностей:

• для асфальтобетона D=0,95;
• щебень имеет D=0,4, а при смешивании его с битумом — 0,6;
• этот коэффициент для кровли принят за 1.

Следующий этап расчета — выбор сечения труб под ливневую канализацию. Это делается при помощи специальной таблицы.

В отдельных случаях, при принятии в проекте других способов отведения водного потока, диаметр труб рассчитывают по суммарным расходам входящего объема жидкости.

Решетки, воронки, лотки и другие элементы под ливневую канализацию подбираются исходя из конкретной схемы, указанной в проекте.

Гидравлический расчет составляется при учете всех факторов, имеющих отношение к нормальной работе системы ливневого слива. Основные элементы ее — дренаж и отводные трубы. Для этого надо учесть климатические особенности местности, рельеф и площадь строительного участка, состав грунта.По этим параметрам производят расчет пропускной способности и количество водосточных труб. Их диаметры, глубину залегания в почве и общую нагрузку на дренажную систему под ливневую канализацию вычисляют по методике, указанной в СНиПе. При этом следует учесть, что объединение дренажных и ливневых элементов в общую систему приведет к резкому ухудшению эффективности ее работы. Переполнение труб ливневыми стоками может вызвать разрушения фундамента здания.

Монтажные работы

После проведения всех расчетов можно переходить к созданию системы водоотведения.

Крыша здания должна иметь уклон не менее 2-3° по отношению к длине. Работы производятся в следующей последовательности:

• делаются отверстия под воронки, которые укрепляются с помощью битумной мастики. Стыки тщательно изолируют от попадания влаги;
• если по проекту выбрана линейная система , то подвешивают лотки. При точечном типе соединения устанавливают трубы;
• на втором этапе работ производят монтаж этих систем;
• устраивают защищенный водосброс в коллектор, а если надо, то открытый в виде лотков.

Для монтажа применяют хомуты, закрепленные на стены. Производят разметку с учетом нужного угла уклона труб или лотков.

Для монтажа наземной части ливневой канализации выполняют работы в таком порядке:

• роют траншеи, колодцы (учитывают глубину промерзания почвы) и канавы. Разметку производят при помощи троса-трассера;
• устанавливают наземные водосборники дождевой воды;
• дно вырытых траншей засыпают слоем песка или щебня и трамбуют;
• укладывают трубы и лотки на место;
• объединяют колодцы, уловители песка и приемники дождя в единую систему;
• устанавливают решетки и цементным раствором закрепляют лотки. После этого закрывают трубопроводы;
• производят испытание системы пробной заливкой большой массы воды.

Материалы и инструменты

• бумага, карандаш, калькулятор;
• трубы канализационные чугунные или пластиковые с диаметрами 50-200 мм;
• сантехническая фурнитура: угольники, тройники;
• уплотнители резиновые.

Расчет канализационных сетей может быть сделан своими силами, только найдите специальную литературу и свод строительных норм и правил.