Гидравлический расчет канализационных сетей
Вычисление объема септика
Требуемая вместимость простого автономного 2-х камерного сборника сточных вод высчитывается следующим образом:
Vсептика=0,2×Кж×3×1,2, где:
- Vсептика – объем септика, л;
- Кж – количество жильцов в доме, чел;
- 0,2 – среднее суточное водопотребления на 1 человека (200 л или 0,2 м3);
- 3 – коэффициент, определяющий то, что септик должен вмещать трехдневный канализационный сток от всех жильцов;
- 1,2 – поправочный коэффициент, применяемый для увеличения вместительности септика на 20%, которые занимает выпадающий на дно твердый осадок.
Пример расчета:
Для семьи состоящей из трех человек объем септика составляет Vсептика =0,2×3×3×1,2=2,16 м.куб
Пример расчета ливневой канализации
Некоторые проектировщики не вдаются в детали расчета ливневой канализации, оперируя рекомендуемыми значениями диаметров труб, которые указаны в СНиП. Для безнапорных сетей в качестве водоотвода обычно используют трубопровод диаметром 200-250 мм. Именно такой размер гарантирует оптимальную скорость движения поверхностных стоков в случае интенсивных осадков.Вместе с тем правильно выполненный расчет способствует более целесообразному распоряжению бюджетом, поскольку для нормальной функциональности ливневой сетимогут подойти трубы меньшего диаметра.
Расчет диаметра трубы позволяет уменьшить затраты без ущерба для функциональности системы
В качестве примера рассчитаем параметры водосточной трубы для крыши частного дома площадью 100 м² (0,01 га), расположенного в одном из населенных пунктов Московской области:
Qr =80·0,01 = 0,8 л/с
Q = Qr = 0,8 л/с
- диаметр 50 мм, уклон 0,03;
- диаметр 63 мм, уклон 0,02;
- диаметр 75 мм (и выше), уклон 0,01.
Уклон трубы обратно пропорционален ее диаметру
СНиП допускает использование труб из асбестоцемента, стали и пластика (ПВХ). Асбестоцементный трубопровод, хоть и является экономичным вариантов, сегодня применяется достаточно редко из-за хрупкости материала и большого веса (1 метр 100-миллиметровой трубы весит 24 кг). Стальные трубы значительно легче асбестовых, тем не менее они склонны к коррозии. Поэтому дляливневок чаще всего используютсятрубы из ПВХ, которые совмещают в себе малый вес, простоту монтажа и длительный срок эксплуатации.
Оптимальное расположение трубы – ниже уровня промерзания грунта и выше уровня грунтовых вод. Поскольку не каждая местность позволяет соблюсти данное условие, допускается прокладка трубопровода на небольшой глубине, однако не ближе 70 см к поверхности.
Отвод дождевой воды с крыши осуществляется посредством стояков, под которыми размещаются точечные или линейные дождеприемники. Вертикальные водоотводы крепятся к стене с помощью хомутов. Расчет интервала крепления стояков ливневой канализации выполняется с учетом материала трубы. Для ПВХ хомуты размещаются с интервалом 2 м, для стали – 1-1,5 м.
СНиП предусматривает организацию так называемых охранных зон вблизи расположения ливневой сети. На расстоянии менее 3 м от трубопровода запрещено возводить строительные объекты, сажать кусты и деревья, устраивать свалку мусора, обустраивать парковочное место.
Типовая схема ливневки частного дома
Проектирование системы отвода дождевой воды является важным этапом строительства жилого дома или промышленной площадки. В данной статье приведены формулы для грубого расчета диаметра трубопровода, поскольку они не учитывают такие параметры, как трение воды о внутреннюю поверхность трубы, количество изгибов и соединений в системе и др. Для более точного расчета ливневой канализации существуют специальные программы, которые можно найти в интернете. Однако самый верный метод – доверить проектирование специалистам, которые учтут все нюансы и предложат наиболее эффективный и экономически выгодный вариант.
Материалы для обустройства ливневой канализации
Проектная документация должна описывать требования к используемым для монтажа ливневой канализации комплектующим и материалам. Их выбор осуществляется следующим образом.
Трубы. Могут быть жесткими, выполненными из ПВХ. Другой вариант — гофрированные трубы. Трубы из ПВХ обычно укладывают на небольшой глубине. Гофрированные полимерные трубы являются более прочными, и потому их используют при обустройстве канализаций со значительным заглублением. Также возможна укладка асбестоцементных или металлических труб. Их специалисты компании «Мос-дренаж» рекомендуют устанавливать под участками проезжей части, парковки — там, где на трубопровод может действовать увеличенная механическая нагрузка.
Дождеприемники. Могут быть изготовлены из полимерных материалов либо полимербетона. Дополнительно оснащаются сифонами, в которых отстаивается мелкий сор, грязь, ил. Полимербетонные изделия используют, если необходимо, чтобы приемное устройство имело повышенную прочность. Пластиковые дождеприемники являются более доступными, они удобнее в монтаже, имеют гладкую поверхность. Вместе с тем пластик не так прочен, как фибробетон, и потому изделия из него, как правило, устанавливают на частных объектах с небольшой нагрузкой.
Придверные поддоны. Являются широкими, сверху закрыты решеткой. Используются для осушения территории непосредственно у входа в дом. Придверный поддон имеет отвод, соединяющийся с трубой ливневой канализации. Отвод и труба должны совпадать по диаметрам.
Колодцы. Изготавливаются из пластика либо армированного бетона. Первый вариант используется гораздо чаще за счет доступной цены, небольшого веса, простого монтажа. Колодец необходимо подбирать не только по размеру, но и по устойчивости к всплытию, прочностным характеристикам, а также параметрам монтажа.
В «Мос-дренаж» вы сможете заказать проектирование ливневой канализации, ее обустройство и поставку всех необходимых материалов и комплектующих. Мы гарантируем оперативность и высокое качество работ.
Формула вычислений и ее описание
Прежде, чем спланировать ливневую систему канализации непосредственно на земельном участке, следует определить, какой объем осадков может выпасть за определенный промежуток времени. В зависимости от полученного результата подбираются соответствующие дождеприемники и проводящие элементы. Показатели, полученные для отдельных зон, складываются друг с другом.
Упрощенная формула расчетов для определенного участка будет выглядеть следующим образом:
Qсб = q20 х F х Y
В таблице можно увидеть, что обозначают приведенные символы.
| Условное обозначение | Описание |
|---|---|
| Qсб | Итоговое количество воды, собираемой с участка определенных размеров. |
| q20 | Коэффициент, демонстрирующий среднее значение выпадающих осадков в конкретном регионе страны. |
| F | Квадратура поверхности, участвующей в сборе воды. |
| Y | Коэффициент, отражающий количество влаги, способной впитаться непосредственно в покрытие. |
С помощью представленной карты можно определить коэффициент q20
Что касается коэффициента, отражающего средний объем выпадения осадков, то узнать его не так сложно, так как он используется местными организациями по строительству или проектированию. Существуют даже специальные карты, позволяющие получить необходимое значение. Коэффициент для определения количества влаги, впитываемой в покрытие, уже внесен в программу, поэтому не требует дополнительного расчета. Достаточно указать тип поверхностного слоя.
Окончательный результат будет представлен сразу в нескольких величинах. Таким образом, после вычислений становится известно, сколько литров осадков должна принять и отвести ливневая канализация за одну минуту или секунду. Альтернативный вариант предполагает измерение в кубометрах за один час.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Формулы для гидравлического расчета ливневых сетей
Для того чтобы выполнить расчет диаметра трубы ливневой канализации, следует определить средний расход дождевых вод, который зависит от климатических условий в конкретной местности.
Предельный расход (интенсивность) дождевых вод рассчитывается по формуле:
Qr = q20·Ψ·F
где:
q20 – расчетная интенсивность дождя в течение 20 минут;
Ψ –коэффициент поглощения влаги определенным типом покрытия (кровля – 1,0; асфальт – 0,95; бетон – 0,85; щебень – 0,4);
F–площадь поверхности(в гектарах), на которой планируется осуществлять водоотвод.
Карта интенсивности дождя для определения коэффициента q20
Для гидравлического расчета сети дождевой канализации необходимо сделать поправку на коэффициент заполнения свободного трубопровода при возникновении напорного режима (β). Таким образом, расход дождевых вод рассчитывается как
Q = Qr·β
Коэффициент β определяется по таблице:
| Показатель продолжительности дождя n | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
| Значение коэффициента β | 0,65 | 0,7 | 0,75 | 0,8 |
В свою очередь параметрn зависит от географического расположения объекта:
| Район | Значение параметра n |
| Побережье Баренцева и Белого морей | 0,4 |
| Север Европейской части РФ | 0,48 |
| Центр и запад Европейской части РФ | 0,59 |
| Западный склон Урала | 0,59 |
| Низовье Дона и Волги | 0,57 |
| Нижнее Поволжье | 0,66 |
| Средняя Сибирь | 0,47 |
| Восточная Сибирь | 0,52 |
| Западная Сибирь | 0,58 |
| Алтай | 0,48 |
| Побережье Охотского моря | 0,31 |
Если уклон местности составляет 1-3 см на 1 м, тогда коэффициент βнеобходимо увеличить на 15%. При большем уклоне данный параметр принимается равным 1.
Дополнительная информация по заявке в чем методика
Итак, если владелец частной недвижимости решил отдать расчет ливневой канализации под ключ – то есть под полный контроль компании-разработчика, ему необходимо представить следующие технические документы:
- Планы земельного участка – топографический, градостроительный. Ливневая канализация не должна мешать оживленным трассам, вносить дискомфорт пользования пешеходными тротуарами. Кроме того, учитывается расположение близлежащих водоемов, других канализационных отводов, колодцев и прочих конструкций, имеющих отношение к сбросу влаги.
- Геодезические заключения о состоянии грунтовых слоев. Учитывают глубину промерзания данной местности, уровень подъема воды в период весны и лета, состав почвы и подвижки – капризный грунт способен вспучиваться или, наоборот, проседать, отчего канализационные колодцы должным образом укрепляются.
- Возможность проведения инженерных коммуникаций – технические условия. Если местность отличается заболачиванием или к объекту близко расположены питьевые водоемы, корректировка документации серьезна – нельзя допустить ни застоя массы стоков, ни смешивания с чистой водой.
- Техническое задание на конструирование ливневки. Специалисты учтут пожелания владельцев, однако, отклонятся от стандартных общепринятых правил, не будут.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Содержание пояснительной записки: гидравлический расчет по СНИП
По истечении сроков, отведенных на проект ливневой канализации, владелец получает документ, содержащий следующие нюансы:
- Проектные данные о будущем сооружении. Чертежи и схемы с указанием технических характеристик каждого элемента.
- План территории, где указано расположение основных узлов канализации, длина магистральных путей и диаметр сливных колодцев.
- Указано необходимое оборудование – транзитное, для прокладки проектных сетей канализации и стационарное для постоянного нахождения на участке.
- Финансовая часть – смета всего предприятия.
Для самостоятельного проектирования важно пользоваться данными правилами, так как копкой водоотводящих каналов дело не закончится. Рабочие чертежи делают самостоятельно, но одобрение получают официально. Расчет ливневой канализации проводится с учетом всех особенностей системы
Проектирование ливневой канализации
Помимо сточных вод, поступающих из здания, необходимо удалять с участка и выпадающие на него атмосферные осадки. Для этих целей служит специальная ливневая канализация (ливневка), состоящая из открытых водостоков (наземных желобов) отводящих большое количество воды в центральный специальный городской коллектор, отдельный домашний колодец, открытую сточную канаву, расположенный неподалеку водоем.
Категорически запрещается сбрасывать такие стоки в бытовой септик – в случае частых и интенсивных осадков он будет быстро наполняться и засоряться содержащимся в воде песком и землей.
Расчет ливневых канализационных стоков, необходимый для правильного проектирования системы водоотведения, производится по следующей формуле:
Vливневых стоков=Оср.×S×φ, где:
- Vливневых стоков – объем ливневых вод, который необходимо отвести при помощи канализации;
- Оср. – интенсивность осадков, выпадающих в регионе (л/сек);
- S – площадь, с которой будет производится сбор ливневых вод для отведения в канализацию, га;
- φ – коэффициент водопоглощения материала, с которого будет производиться сток в ливневку.
На основе расчетов подбирается водоотводящий открытый лоток с определенным проходным сечением.
Пример вычисления:
Необходимо рассчитать объем ливневых вод и подобрать оптимальный по сечению вид водоотводящих лотков для полностью бетонированного участка (φ бетона =0,85), расположенного в Подмосковье (Оср.г=80л/сек), площадью 500 м2 (0,05 га) с домом, имеющим кровлю (φ=1) площадью 60 м2 (0,006 га).
Vливневых стоков = (Оср.×S×φ) участка+(Оср.г×S×φ) кровли. = (80×0,05×0,85)+(80×0,006×1)=3,88л/сек.
Исходя из такого количества осадков, подбирается канализационный ливневый лоток, способный при сильных дождях пропускать объем воды на 20-25 % выше полученного результата.
Водопропускная способность различных наземных водостоков.
| Вид водоотводящего лотка | Сечение проходное, мм | Водопропускная способность при уклоне 5 мм/1м (0,5%) , л/сек. |
| Пластиковый | 140 | 5,1 |
| Бетонный | 136 | 5,2 |
| Полимербетонный | 92 | 5,0 |
| Полимерпесчаный | 102 | 5,7 |
Используя приведенную таблицу можно сказать, что наиболее эффективна будет ливневая канализация из пластиковых лотков с проходным сечением 140 мм и водопропускной способностью 5,1 л/сек.
Проектирование местоположения канализационной системы
На данном этапе производятся следующие манипуляции:
- На схеме построенного дома отмечают расположение сантехнических и бытовых приборов – умывальников, ванн, стиральных и посудомоечных машин.
- Все точки слива стоков на графическом изображении соединяют линиями труб с указанием их реальной длины и внутреннего диаметра.
- На схеме участка планируют расположение наружной канализационной сети. При этом дворовые коммуникации для отведения стоков, впадающие в коллектор или септик, должны идти до конечной своей точки по наименьшему расстоянию, без крутых и резких поворотов.
- Согласно требованиям СНиП 2.07.01-89 прокладываемая канализация должна быть расположена по горизонтали (в свету) не менее чем в 1,5 м от бытового водопровода, газовой подземной трубы; в 0,5 м от линий связи и силовых кабелей.
Оптимальная величина уклона труб
Рекомендуемый уклон
Данная характеристика важна в простых безнапорных канализациях, так как влияет на скорость движения стоков и работоспособность системы. Обычно выражается она в сантиметрах на метр водопротока или в % (перепад высот концов метровой коммуникации в 1 см означает, что ее наклон равен 1%).
Уклон труб зависит от их диаметра и в среднем для следующих типоразмеров составляет:
- 50 мм – 3 см/1 м (3%);
- 110 мм – 2 см/ 1 м (2%);
- 160 мм – 0,8 см/1м (0,8%).
При малом уклоне сток будет медленным и труба быстро заилится тяжелым оседающими на ее дне частицами. Слишком большой наклон коммуникаций также негативно влияет на их нормальное функционирование – сброс значительного количества стоков приведет к их расслаиванию и прилипанию тяжелой фракции по контуру внутренних стенок водопротока.
Конструкции водостоков
При
открытой системе водоотвода поперечные
разрезы улиц выполняют с учетом
намеченного уровня благоустройства
городской территории.
Типовой
поперечный профиль дороги с обочинами
и кюветами показан на рис.8. Поверхностный
сток с проезжей части дороги, а также с
площади прилегающей территории отводят
в кюветы, расположенные вдоль проезжей
части улицы. Кюветы устраивают земляные
с укреплением их откосов камнем или
бетонными плитами, а также из готовых
железобетонных блоков с вертикальными
стенками.
Рис.8.
Типовой поперечный профиль дороги с
обочинами и кюветами:
1
— проезжая часть дороги; 2 — обочина; 3 —
земляной кювет
Общая
ширина улицы между «красными линиями»
сокращается (при сохранении общих
размеров основных элементов ее членения)
за счет полосы, необходимой для устройства
откосных кюветов общего профиля (рис.9).
Рис.9.
Схема открытого водоотвода на дорогах
с лотками:
1
— проезжая часть улицы; 2 — поток дороги;
3 — мощеный кювет; 4 — сборный железобетонный
кювет; 5 — перепускной лоток; 6 — бортовой
камень
Размеры
главного отводящего канала при открытой
системе водоотвода определяют расчетом.
При усовершенствованных типах дорожных
покрытий устраивают закрытую систему
водоотвода — кюветы заменяют железобетонными
трубами и прокладывают их на глубине,
обеспечивающей непромерзание водостоков
(рис.10).
Рис.10.
Схема закрытого водоотвода на дорогах
с усовершенствованными покрытиями:
1
— дождеприемный колодец; 2 — смотровой
колодец; 3 — труба водоотвода; 4 — выпуск
от дождеприемного колодца; 5 — бортовой
камень
Поверхностные
воды из лотков дороги поступают в
дождеприемные колодцы, сток из которых
поступает в основную сеть водостоков.
Дождеприемные и смотровые колодцы
устраивают из сборных железобетонных
блоков. Размеры их назначают исходя из
условий эксплуатации сети (рис.11, 12). По
конструктивным соображениям сборные
смотровые колодцы устраивают трех типов
в зависимости от диаметра труб.
Рис.11.
Схема дождеприемного колодца:
1
— рабочая камера; 2 — днище; 3 — песчаное
основание; 4 — выпуск от дождеприемного
колодца; 5 — заделка отверстия бетоном;
6 — чугунная решетка; 7 — бортовой камень
На
коллекторах, имеющих большие размеры,
устраивают специальные горловины, на
которых устанавливают чугунные люки.
Для прокладки сети ливневой канализации
применяют круглые железобетонные трубы,
сборные прямоугольные каналы, а при
устройстве коллекторов больших размеров
проектируют нетиповые сборные конструкции.
Рис.12.
Схемы сборных смотровых колодцев в
зависимости от диаметра труб:
а
— 300-500 мм; б — 600-700 мм; в — 800-1100 мм;
1
— плита перекрытия; 2 — кольцо горловины;
3 — опорное кольцо; 4 — люк с крышкой; 5 —
отверстие для укладки труб; 6 — рабочая
камера
При
прокладке труб большого диаметра и
недостаточной глубине их заложения
вместо одной прокладывают две трубы
меньшего диаметра, имеющие ту же суммарную
отводящую способность (рис.13).
Рис.13.
Схема укладки двух труб рядом:
1
— железобетонная труба; 2 — бетонное
основание; 3 — подготовка из щебня
Минимальную
засыпку над верхом конструкции труб
водостока принимают не менее 1 м. Укладка
круглых труб с заделкой стыков вчетверть
и враструб показана на рис.14.
Рис.14.
Схема укладки круглой трубы с заделкой
стыка враструб и деталь:
1
— железобетонная труба; 2 — бетонное
основание; 3 — подготовка из щебня; 4 —
раструб трубы
Расчет проекта канализации
В основном проект ливневой канализации всегда рассчитывается с учетом среднего количества осадков на данной территории, скорости движения сточных вод, а также воздействия ближайших водоемов. Это неудивительно, ведь все эти факторы составляют то количество воды, которое будет периодически убираться ливневыми системами. Именно поэтому нельзя оставлять в стороне такие важные данные.
Помимо всего перечисленного любой проект ливневой канализации обязательно включает в себя смету. Само собой, строительство канализации требует определенных затрат. Для того чтобы рассчитать стоимость такой канализации необходимо определить стоимость водосборников, труб, колодцев и фильтров. Все это, а также стоимость самих работ, то есть оплата рабочим и будет составлять смету.
Как правило, большое внимание уделяется колодцам, поскольку они бывают разных видов и способны выполнять самые разные функции в зависимости от выбора заказчика. К примеру, при помощи некоторых колодцев можно не только собирать воды, но и также распределять их на различные потоки, очищать и делать пробы воды, измерять параметры потока, а также размывать осадки
Следующим шагом проект ливневой канализации должен определять глубину, на которую опускаются трубы системы. Как правило, это рассчитывается из диаметра самой трубы. Минимальная глубина составляет 50 см. Также на данном этапе определяется и уклон системы. Далее в зависимости от характера территории определяется, какой вид сбора воды будет использован. Если территория небольшая и необходимо просто собирать в некоторых местах воду, то подойдет точечный сбор воды, то есть сливы будут установлены лишь в определенных местах.
Если же территория достаточно большая, то здесь понадобятся линейные сборы воды. Как правило, они располагаются по всему периметру участка и собирают всю воду.
И напоследок, пожалуй, самое главное. В не зависимости от того, какой вид канализации используется, и на какой территории проводятся работы, в любом случае проект должен в первую очередь руководствоваться санитарными и строительными правилами, а также требованиями безопасности, иначе ни одна инспекция не пропустит далее ваш проект. Тщательно рассчитывайте все параметры, руководствуйтесь правилами безопасности, и тогда ваша ливневая канализация обязательно будет правильно функционировать и сделает любую площадку сухой.
Вводные понятия
Расчет ливневой канализации не всегда требует помощи профессионалов, все можно сделать своими руками, особенно, если требуется водоотвод для дождевых вод не промышленного, а бытового масштаба. Рассмотрев пример расчета, позволительно сооружать конструкции для предприятия, собственных частных строений, а также создания ливневок на других территориях.
Методика просчета затрагивает:
- данные ландшафтных, геологических особенностей площадки,
- строительную специфику сооружений,
- расположение инженерных коммуникаций,
- средний показатель выпадения осадков;
- материалы, которые будут использоваться для сооружения конструкций.
Продумывая ливневку для предприятия, необходимо также учитывать проходимость, площадь территории, наличие подъездных пандусов и прочих конструкций. Общее обустройство системы водоотведения проводится сразу после определения нужных параметров ливневки.
Нормативное руководство расчета ливневой канализации разного диаметра с учетом стока под уклоном
Проектная часть документа исполняется в соответствии со СНиП 2.04.03-85 и ГОСТ 3634-99, 21.604-82. Правила не утеряли с годами силы и используются и в наше время. Документы помогут домашним мастерам, решившимся на самостоятельное проектирование ливневой канализации. Что они включают:
Формулы, по которым происходит расчет ливневой канализации, протяженность магистрали, ширины отводов, количество и параметры уклонов каналов.
Сечение труб, материал изготовления, сопутствующие комплектующие в виде хомутов, крепежа
Важно указание качества строительного сырья.
Технология устройства ливневки.. Схема устройства ливневой канализации
Схема устройства ливневой канализации
Необходимые технические условия на ливневую канализацию обязательно завизировать в соответствующих государственных учреждениях – архитектурном отделе города, БТИ, других органах, относящихся к земельным и жилищным ведомствам. Если у собственника участка на это нет сил, времени и нервов, то наилучшим выходом станет обращение в проектную организацию, имеющую аккредитацию на подобные согласования.
Что такое ливневка конструкционные особенности
Совокупность каналов для сбора и отвода сточных вод – называется ливневой канализацией. Наружные сети канализации варьируются по конструкции, но всегда содержат следующие элементы:
Дополнительно, водоснабжение и канализация снабжаются фильтрами, чтобы предохранить резервуары для стоков от грубых взвесей, способных испортить насосное оборудование.
Простейшая система в виде канавы, уходящей от дома под уклоном, отошла в прошлое – в ней больше недостатков, чем преимуществ. Во-первых, грунт вымывается, и сток мельчает, так как стенки осыпаются внутрь. Это приведет к переливу в сезон весны или лета. Во-вторых, участок никогда не избавится от грязи – глина сделает свое дело. В третьих, есть риск смешать сточные массы с водой из питьевой скважины, расположенной на участке. Рекомендовано воспользоваться услугами специалистов по проектным расчетам, дабы избежать описанных проблем.
Автор статьи