Основные принципы организации территорий поселений


Примечание	от редактора: автор не назвал год, город и учебное заведение
	Загрузить архив:
	Файл: ref-31556.zip (128kb [zip], Скачиваний: 82) скачать

Тема 1.1 Основные принципы организации территорий поселений

Требования к территории поселений.

Предварительно расположение населенного пункта устанавливается на основании районной планировки, учитывая ряд факторов, н-р наличие полезных ископаемых, ж/д и автомобильные дороги т.д. Эти факторы определяют расположение промышленных предприятий, мощность, потребность в кадрах определяет размеры селетебной зоны.

Окончательное месторасположение принимается с учетом местных природных условий на основе сравнения нескольких вариантов архитектурно-планировочных решений.

Природные факторы оказывают существенное влияние на градостроительное проектирование и определяют архитектурно-планировочные решения.

Данные о климатических условиях необходимы для установления высотного расположения населенных мест, их размещения по отношению к водным бассейнам и зеленым массивам, определяя расстояние от жилых районов до промышленных предприятий с различной степенью вредности, планировки сети улиц, выбора типов застройки и характера ее расположения, определение условий водоотвода и снегоудаления с городских территорий и т.д.

Необходимы метеорологические данные: осадки-снег, дождь(естественные условия водоотведения), сила и направление ветра (располагаются пром. предприятия с наветренной стороны), густота и повторяемость тумана, солнечная инсоляция (недостаток или избыток солнечного освещения).

Топографические условия отражают на геодезических картах с изображением рельефа, природных объектов с краткими характеристиками.

Геологические условия с выявлением наименования и характеристик грунтов. Половина территории (47%) России представлена многолетнемерзлыми грунтами, 44% площади составляют просадочные, закарстованные грунты, до 40% занимают заболоченные территории и т.д.

Гидрогеологические- характер залегания, минерализации, режим грунтовых вод с выяснением их влияние на постройки и возможности использования для водоснабжения. Характеристики рек, озер и т.д.

Геоморфологические с выяснением сейсмичности, просадочности и т.д.

Выбор пригодных территорий. Недоучет каких-либо факторов ведет к удорожанию строительства, не благоприятным условиям проживания и т.д.

Все территории разделили на благоприятные, не благоприятные, особо неблагоприятные по природным условиям.

Факторы

Благоприятные

Не благоприятные

Особо не благоприятные

Грунты

пески, супеси, суглинки

тяжелые суглинки,

глины

просадочные, плывуны

Сопротивление сжатию грунтов, Мпа

более 0.15

0.1-0.15

менее 0.1

Овраги

неразвивающиеся

не или слаборазвивающиеся

развивающиеся

Крутизна склонов

пологие

крутые

Глубина оврагов, м

менее 3

3-10

свыше 10

Заболоченность

отсутствует

менее 2

более2

Затопляемость и повторяемость

незатопляемые или 1раз в 100 лет

1 раз в 25 лет с горизонтом не более 0.6 м над уровнем земли

чаще с катастрофическими последствиями

Оползни

отсутствуют

отдельные оползневые склоны

сплошные или многочисленные оползневые склоны

Размыв берегов-зона их переработки по ширине, м

отсутствует

менее 10

более 10

Карсты-наличие воронок

отсутствуют

отдельные воронки

много глубоких воронок

Функционально-планировочная структура поселений.

В соответствие с проектной численностью населения поселения делятся на:

·города с населением (тыс. чел)-малые до 50, средние 50-100, большие 100-250, крупные 250-500, крупнейшие более 1000, сверхкрупные более 3000

·поселки: крупные- более 10, большие-5-10, средние -3-5, малые- до 3;

·сельские населенные пункты: крупные- более 5, большие 2-5, средние- 1-2, малые до1.

При разработки проектов застройки городов или поселков должно обеспечиваться зонирование территории по функциональному назначению с учетом обеспечения благоприятных условий проживания и удобной связи мест работы и мест отдыха.

По функциональному назначению территория делится на селитебную, рекреационную и промышленную зону.

Селитебная предназначена для размещения жилого фонда, общественных зданий, отдельных коммунальных и промышленных предприятий, не требующих устройств санитарно-защитных зон, устройств путей городского сообщения, улиц, площадей, бульвары, скверы и т.д.

Рекреационная зона- городские сады, лесопарки, водоемы, земли с/х использования.

Промышленная предназначена для размещения промышленных, коммунально-складских объектов, очистных сооружений и т.д.

Селитебная территория города делится на жилые районы (площадью 10-80га), районы на несколько микрорайона (площадью 3-10 га) или укрупненных кварталов.

По своей организации микрорайон обеспечивает полную систему культурно-бытового обслуживания. На территории микрорайона располагают жилые и общественные здания (школы, магазины, детские сады). Размещение учреждений в микрорайоне производит исходя из условий пешеходной доступности: до школ, остановок городского транспорта- не более 500 м., до детских садов- не более 300м.

Сеть микрорайонных проездов, тротуаров должна составлять единую систему, обеспечивающую безопасность движения пешеходов и транспорта, исключающих вредное воздействие городского транспорта на жилую зону. Внутри микрорайона не допускается городское транспортное движение.

Комфортные условия проживания зависят от степени благоустройства, озеленения (д.б не менее 40-45 %), расположения и ориентации. Инсоляция помещений, проветривание обеспечивается правильной ориентацией по сторонам света, санитарными и противопожарными нормами разрывов между зданиями.

Проектирование генеральных планов.

Одним из важных этапов проектирования зданий и сооружений является генеральный план, который представляет собой горизонтальную проекцию участка, на котором располагается проектируемый объект или группа объектов. В составе рабочих чертежей разрабатывают ген.планы (М 1:500; 1:1000) с изображением сооружений, проездов, дорожек, озеленение, благоустройства с учетом функциональной или технологической связи, их ориентации, а также привязка здания к рельефу, выраженному горизонталями, подводке инженерных коммуникаций.

Экономичность решений зависит от целесообразности использования территории, определения количества жилой площади, включая детские сады, школы, спортивные сооружения. Санитарно-технические условия проживания характеризуются плотностью застройки, определяющейся как отношение площади застройки к жилой территории, в%.

В основу разработки ген. плана промышленного предприятия закладывают схемы подачи сырья и вывоза готовой продукции, исключая их встречи. Здания и сооружения размещают с учетом минимальной протяженности наружных коммуникаций, но соблюдая требования СНиПов. Взаимно располагают здания, учитывая розу ветров и выделяемые вредные примеси. Так предприятия с вредными выбросами располагают с подветренной стороны и внизу по течению, их отделяют от селетебной зоны санитарно-защитная зона, размер которой зависит от категории вредности (1000 м. для 1 класса и 50 м. для пятого). Разрывы между зданиями минимальные (не менее 6м.), исходя из условий размещения проезжей части и санитарно-противопожарных требований.

Обязательно предусматривается озеленение территории в виде газонов, деревьев, кустарников и т.д. на магистральных проездах, используемые для массового прохода рабочих , применяют рядовую посадку деревьев и кустарников, шириной 3-5 м.

Предпочтение отдается групповой постройке предприятий с общими коммуникациями и вспомогательными производствами, единой системой обслуживания,чем отдельно стоящих предприятий.

Элементы городских улиц и дорог.

Улицей называется полоса территории города, ограниченная застройкой и предназначенная для движения транспорта и пешеходов. Городские дороги служат для движения транспорта районами, для связи улиц с загородными дорогами и т.д., в зависимости от назначения улицы и дороги подразделены на категории. Городские транспортные площади являются узловыми пунктами городского движения и располагаются на пересечениях и слияниях магистральных улиц.

Категории:

·Городские скоростные дороги - автомагистрали высшего класса предназначены для пропуска транзитных потоков, транспортная связь селитебных, промышленных районов, с аэропортами, загородными зонами отдыха и т.д. скоростные дороги располагаются на специальных полосах по селитебной зоне, между защитными полосами озеленения, также на эстакадах, в выемках, тоннелях, на территории внешнего транспорта ( в полосе ж/д дорогах), на резервных селитебных территориях. Проектируются в полной изоляции от пешеходных дорожек, местного движения транспорта.

·Магистральные улицы и дороги: а) общегородского значения - транспортная связь между жилыми, промышленными районами. с центром, с вокзалами, парками, стадионами, с скоростными и т.д. б) районного значения (разделяет на микрорайоны)- местная транспортная связь в пределах районов, связь с магистральными дорогами общегородского значения.

Магистральные дороги устраивают с пересечением с другими дорогами в одном уровнес регулируемым движением не чаще чем через 0,5 км. и в разных уровнях.

·Улицы и дороги местного значения: а) жилых районов- транспортная и пешеходная связь микрорайонов и отдельных групп зданий с магистральными дорогами. б) промышленных и складских районов- связь отдельных предприятий и складов с магистральными дорогами

·Проезды - связь внутри микрорайона с улицами местного движения, подъезды к отдельным объектам.

Ширину улиц в пределах красной линии следует принимать не менее:

-магистральные общегородского значения-45 м., к-во полос-4, ширина полосы-3.5-3.75 м.

-………………районного значения-35 м., …………..-4…………………...3.5 м.

-улиц местного движения при многоэтажной застройки- 25 м., к-во полос -2, ширина полосы-3 м.

-……………………………при малоэтажной …………..-15 м., …………….-2,…………………2,5 м.

В состав улицы входит наземное и подземное хозяйство. К наземной относят: дорожные одежды проезжей части и тротуаров, конструктивные элементы освещения, связи и городского электрического транспорта, указатели остановок транспорта, устройства и знаки регулированияуличного движения, киоски, зеленые насаждения и т.д. Подземное хозяйство состоит из сети трубопроводов и кабелей различного назначения.
Тема 1.2 Инженерная подготовка территории поселений.

Вертикальная планировка- элемент инженерной подготовки территории и представляет собой процесс искусственного изменения естественного рельефа для приспособления его к требованиям градостроительства.

Задачи вертикальной планировки придание проектируемым поверхностям уклонов, обеспечивающих:

-отвод дождевых, талых вод по открытым лоткам в водосточную сеть и далее в естественные водоемы;

-безопасные и благоприятные условия движения транспорта и пешеходов;

-подготовка осваиваемой территории под застройку, прокладка подземных сетей и благоустройства;

-организация рельефа при наличии неблагоприятных физико-геологических процессах (затопление территории, оврагообразование и т.д.);

-придание рельефу архитектурно-композиционной выразительности

Важным условием проектирование вертикальной планировки является минимальный объем земляных работ и возможность баланса перемещаемых масс, т.е. равенство выемок и насыпей.

При разработки проектов вп необходимо стремиться к максимально возможному сохранению существующего рельефа, растительности, почвенного покрова. Поэтому вп осуществляют на территории занятой зданиями, улицами, дорогами, площадями. Сплошную вп выполняют применяют на территориях общественных центров при плотности застройки более 25%, а также при большой насыщенности их дорогами, инженерными сетями.

Естественно сложившийся растительный слой земли является золотым фондом и используется в дальнейшем в благоустройстве. Поэтому в СНиПах указано, что в проектах вп необходимо предусмотреть места временного складирования снятого слоя, меры по защите от загрязнения при выполнения строительных работ.

В сложных условиях подготовки территории размещения земляных масс не должны вызывать оползневые, просадочные явления, нарушение поверхностного стока, режима грунтовых вод, заболачивание территории и т.д.

Работы по вп осуществляют до начало строительства.

Рельеф имеет большое значение при разработке проекта вп. Недоучет или неправильное использование особенностей рельефа приводит к усложненным решениям , удорожанию работ и созданию неблагоприятных условий проживания и т.д. рельеф обычно и определяет внешний облик города.

Различают рельефы: -равнинный- слабовыраженная пологая поверхность земли без оврагов и холмов.

-средний- с холмами, небольшими долинами и котлованами.

-сложный( горный)- с резко выраженными крутыми скатами и холмами.

Рельеф определяется геодезической съемкой и изображается на плане в горизонталях, представляющих собой условные линии проекции пересечения поверхности горизонтальными плоскостями, расположенными на равных расстояниях одна от другой. На горизонталях надписываются их высотные (абсолютные) отметки, отсчитывающие от абсолютного нуля. При отсутствие таких данных поверхность нивелируют от условно принятого уровня и отметки называют относительными. Разность между соседними по высоте горизонталями называют высотой сечения рельефа или шагом горизонталей, а расстояние между ними в плане-заложением.

Условия рельефа местности характеризуются уклонами и их направлением.

Уклон- это их отношение разности высот между двумя отдельно взятыми точками к расстоянию между нимиi=h/l; i=tgα

Уклоны выражают десятичными дробями в процентах i=1% или тысячные доли в промилях i=10%₀

Степень пригодности территории по условиям рельефа для размещения зданий и сооружений:

Благоприятные: гражданские-5-100 %₀ ; не благопр.--- 100-200%₀

пром.-3-50%₀менее3и более50%₀

категории неблагоприятных требуют проведения вп.

Рельеф местности предопределяет планировочную сеть улиц, следовательно и плана города. в условиях сложного рельефа трассирование улиц может происходить по трем схемам:

1)по наибольшему уклону- поперек горизонталей, что создает кратчайшее расстояние. По такой схеме продольные уклоны наибольшие и могут применены только на жилых улицах и местных проездов небольшой протяженности, при этом уклоны не должны превышать 80%₀ , а в горных -100.

2)По наименьшему уклону- вдоль горизонталей. Такая схема благоприятна для магистральных улиц и дорог с насыщенным движением транспорта. При этом необходима вп по выравниванию поперечного профиля, что здания на противоположных сторонах улицы не располагались на разных уровнях.

3)По диагонали к горизонтали, т.е. комбинация двух предыдущих схем. В этом случае за счет увеличения расстояния между перепадом отметок рельефа обеспечивается необходимый уклон.

При значительных уклонах местности застройку размещают по террасам, а дорожно-уличную сеть трассируют по серпантинам.

Вп оказывает большое значение на благоустройство территории, в первую очередь это обеспечение стока поверхностных вод в виде талых снеговых, дождевых; удобство прокладки подземных трубопроводов, учитывая, что сеть водостоков и фекальных вод безнапорные и для обеспечения движения этих вод необходимуклон (продольный уклон минимум 5%₀в отдельных случаях допускается 4). Недоучет этих обстоятельств приводит к необходимости строительства дорогостоящих и сложных сооружений (дюкеры, акведуки, станции перекачки).

Вп территории города предшествует вп сети улиц и дорог, при которой устанавливаются проектные (красные) отметки на линиях, ограничивающих с двух сторон в плане площадь, занимаемую улицей или дорогой, называемой «красными линиями». Вп прилегающей к красной линии территории для застройки и благоустройства разрабатывают с обязательной привязкой к проектным (красным) отметкам, являющимся руководящими.

Стадии и методы вертикальной планировки

Проекты вп разрабатываются в одну или в две стадии. Одностадийный проект разрабатывается при проектирование несложных и небольших по площади объектов, чаще в 2 стадии. На первой стадии составляют проектное задание, разрабатываются предложения по изменению рельефа в соответствие с архитектурно-планировочным заданием и инженерно-техническими требованиями; сопровождается подсчетом земляных и прочих работ и сметно-финансовый расчет. На второй- рабочие чертежи подробную сметную документацию.

Для проектирования вп городов исходными материалами являются генпланы, материалы геодезических и гидрогеологических изысканий с отображением рельефа местности при помощи горизонталей. На планах показана система дорожно-уличной сети с классификацией улиц и дорог, границы отдельных районов, характеристика застройки, система канализования, мероприятия по инженерной подготовки, места расположения сооружений и требования к ним (мосты, тоннели и т.д.), пересечения улицами и дорогами магистральных автомобильных и ж/д путей, линии высоковольтной передачи, подземных сооружений, указывают отметки их; при пересечение рек- их наименьший и максимальный и судоходный горизонт, категории рек и т.д.

Исходным материалом для проектирования вп конкретной местности является планы с красными линиями и высотными отметками, продольные, поперечные профили с геологическими разрезами. На планах отражен рельеф, все наземные сооружения, зеленые насаждения, подземные инженерные сети с отметками. На отдельные здания составляются инвентаризационные ведомости. Данные отражают в технических паспортах, составляемых по объектной (изыскания ведутся горгеотрестами или проектно-изыскательной организацией). На планах отмечают горизонтали, отметки в характерных точках, отметки входов в здания, приямков, крышек колодцев подземных сетей, дорожных покрытий, оснований стволов крупных деревьев и т.д.

Необходимо обеспечить согласованность решений вп с горизонтальной планировкой, с вп районов и города в целом. Поэтому проекты вп являются частью архитектурно-планировочных проектов на всех стадиях разработки.

В зависимости от стадийности проектирования разработка вп производится тремя способами:

üМетодом проектных (красных) отметок;

üМетодом продольных и поперечных профилей

üМетодом проектных (красных) горизонталей.

Метод проектных отметок является первым этапом высотного решения территории.

Сущность заключается в том, что на схеме генплана, выполненного на геодезической подоснове, отображающих существующий рельеф территории в отметках или горизонталях, в характерных точках наносят проектные (красные) отметки.

Проектные отметки и намечаемые уклоны характеризуют планируемый рельеф и определяют организацию поверхностного стока дождевых и талых вод.

В схеме вп проектные и существующие отметки ставятся по осям улиц и дорог в точках их пересечения и в местах намечаемых изменений уклонов. Разность между проектными и существующими отметками называют рабочими, которые определяют величину насыпи (+) или выемки (-). Участку между точками придают прямолинейное очертание. Оптимальные уклоны определяются отношением разности существующих отметок к их расстоянию, далее уклоны корректируются с учетом благоприятных их значений и окончательно назначаются.

Отметки поверхности территории определяют методом интерполяции. Для чего через точку проводят линии перпендикулярно ближайшей горизонтали и по формуле Hx=H_B+(H_A-H_B)l/L

L-расстояние между горизонталями; l-расстояние от рассматриваемой точки до горизонтали;

H_A-отметка вышележащей горизонтали; H_B-нижележащей.

Метод проектных профилей применяют обычно при проектирование линейных сооружений: автомобильных, трамвайных путей, подземных инженерных коммуникаций и т.д. Система профилей дает точное наглядное представление о намечаемых проектных решений.

Профили представляют собой условные разрезы существующей и проектируемой поверхности в рассматриваемом сечение. Условность состоит в том, что:

-предусматривается, что между точками с известными отметками рельеф выражается прямолинейными участками;

-для наглядности изображения вертикальные и горизонтальные масштабы не совпадают (для продольных профилей 1:10, т.е. вертикальный в 10 раз больше горизонтального; для поперечных 1:2)

Метод проектных (красных) горизонталей отличается лучшей наглядностью, возможностью охвата всей проектируемой территории. Используется при проектирование вп площадей, микрорайонов, зеленых массивов. Сущность: на планах с геодезической подосновой наносят горизонтали, отображающие проектируемый рельеф местности

Вертикальная планировка территорий населенных мест и их районов.

В зависимости от размеров и сложности территории разрабатывают различные схемы вп. Отбирают наиболее целесообразное решение. Основой для их решения служит дорожно-уличная сеть. Схемой вп должны быть определены изменения рельефа территории, условия организации поверхностного стока и канализования. Для этого устанавливаются места сброса ливневых и фекальных вод и намечают сеть основных водоотводящих коллекторов. Исходя из более удобногорасположения водоотводящих сетей вдоль улиц, их трассируют по пониженным участкам территории, что обеспечивает поверхностный сток с прилегающей территории.

В зависимости от рельефа местности территориям придают одно-, двух-, четырехскатную поверхность или на пониженном участке. Наиболее лучшими считаются 2 или 4 скатные, из-за быстрого стока вод, худшими на пониженных участках, из-за необходимости устройства развитой водосточной сети, что не исключает возможность подтопления территории в период сильных дождей.

Иногда объем вп может достигать больших объемов, что является экономически и экологически не приемлемым, поэтому намечаемые работы сопоставляют с другими решениями, н-р понижением уровня грунтовых вод, устройством развитой сети дождевой канализации и т.д.

Составляют схемувп с такой последовательностью:

-намечают водораздельные линии и устанавливают направление стока, показывая на плане стрелками;

-определяют на плане уклоны по осям улиц и дорог, максимально сохраняя рельеф.

Городские площади можно разделить на общественные и транспортные. Общественные являются центром общественной жизни города, где сосредоточены основные административные центры, зрелищные предприятия, торговые и т.д. Транспортные площади являются развязкой сложного транспортного потока. Соединение этих функций в одной не желательно, но иногда необходимо, н-р вокзальные площади.

Вп площадей выполняют в соответствие с их назначением в системе города. Формы и размеры площадейопределяются транспортными и пешеходными потоками, их направлением, пропускной способностью, числом вливающихся в них улиц. На форму поверхности площади влияют рельеф и высотное расположение входящих в нее улиц, система водоотвода и архитектурная застройка в целом. Важно для поверхности площади, чтобы с одного тротуара был виден другой на противоположной стороне. Это позволяет обеспечить зрительное восприятие площади как единое целое. Для этого поверхность площадей проектируют по сложной кривой с чередованием уклонов: от лотка-30%о, далее-20%о, ближе к оси-15 и непосредственно у оси 10-5. Продольныеуклоны поверхности городских площадей не должны превышать 30 %о, остановок-20 %о. продольные уклоны площади прямоугольной формы д.б.не более 15 %о.

Условие организации вп на территории площади следует определять в каждом конкретном случае с учетом местных природных факторов, архитектурно-планировочного решения, обеспечения быстрого удаления поверхностных вод.

Микрорайонные территории.

Принцип планировки территории жилых районов в виде укрупненных кварталов и микрорайонов позволяет изолировать жилые дома от уличного шума, удовлетворить потребности в отдыхе и отказаться от сплошной периметрической застройки, сооружения угловых домов, применяя принцип свободной планировки. при такой застройке уменьшаются затраты на устройство улиц, проездов, вертикальную планировку и т.д.

Основные задачи вп микрорайона города заключается в высотном размещении путей для внутри микрорайонного транспорта и пешеходного движения, в правильном и экономичном размещение избыточных масс грунта из котлованов под здания и подземных сетей. Вп микрорайона влияет наархитектурно-планировочное решение и высотное расположение зданий внутри района.

Исходным материалом для вп микрорайона является проектные отметки окружающих улиц и их пересечений, глубина заложения подземных сетей. Внутри микрорайона должна быть развитая сеть пешеходных дорожек с выходом к местам стоянок автомобилей.

Вп микрорайонной территории следует вести в привязке к опорным отметкам по «красным линиям», получаемым при проектирование улиц в соответствие с генеральной схемой и схемами вп отдельных участков городской территории. Отметки в промежуточных точках, в том числе на въездах на микрорайонные территории, надо определять по задаваемым опорным отметкам и проектным уклонам вдоль улиц. В соответствие с ними, намечаемым архитектурно-пространственным решением, типами зданий и условиями застройки проектируют вп территории.

При проектирование вп предусматривают сток дождевых вод в направление прилегающих улиц с размещением перед ними водоприемных колодцев водосточной сети. При расположении микрорайонных территорий на пониженных участках по отношению к лоткам проезжей части прилегающих улиц, следует принимать решения, исключающие возможность попадания поверхностных вод с улиц на микрорайонные территории. Для этого примыкающие к улицам проезды приподымают по отношению к лоткам улиц, устанавливая въездные борта, а проездам на протяжение 20-25 м. придают уклон 10-20%о в сторону улиц.

Тротуары также возвышают над проездной частью улиц на 15 см.и придают поперечный уклон в сторону проезжей части. В местах примыкания микрорайонных проездов к улицам продольные уклоны проездов не должны превышать 20-30 %о.

Малопригодные под застройку территории отводят под озеленение, с устройством подпорных стенок, откосов и т.д.

Важно высотное расположение зданий, удобство подхода, подъезда, обеспечение водоотвода от здания. От здания обязательно проектируют уклоны, особенно от зданий с цокольными этажами. При удаление проезда от здания на 3 м. отметка отмостки здания должна быть выше отметки лотка проезда не менее 18 см., из расчета высоты борта проезда 15 см. и поперечного уклона тротуара не менее 10 %о .

Площадки различного назначения на территориях микрорайона проектируют с разной формой поверхности. Хозяйственные и детские устраивают обычно одно- или двухскатные с уклоном 5-30%о, спортивные- двухскатные, реже 4-с уклонами 4-5 %о. учитывая малые уклоны, поверхность площадок планируют тщательно и предусматривают повышение их над прилегающей территории на 0,5 м. для стока вод и быстрого высыхания после дождя.

Городские улицы и дороги

При проектирования вп городской улицы решают вопросы инженерного благоустройства, н-р: вертикальная планировка улицы и прилегающей к ней территории, организация движения транспорта и пешеходов на перекрестках, прокладка подземных инженерных сетей, организация водоотвода, освещение, озеленение и т.д., учитывая , что городская улица не только дорога, но и часть городского архитектурного ансамбля.

Продольные и поперечные уклоны улиц и дорог и их элементов должны быть не более допустимых по СНиП, которые зависят от расчетного скоростного режима и категории дорог.

Категория улиц и дорог

Расч.скор. движ.

мах прод.уклоны

Скоростные дороги

120

Магистральные улицы и дороги общегородского значения:

непрерывного движения

регулируемого движения

районного значения

дороги грузового движения

100

Улицы и дороги местного значения:

жилые улицы

дороги пром. и складских районов

Пешеходные улицы и дороги

Проезды

В местах взаимных пересечений улиц и дорог в одном уровне рекомендуется, чтобы их продольные уклоны не превышали 20-30%о, для мостов уклон -30%о. Места пересечения с ж/д участкаавтомобильных дорог устраивают безуклонными на протяжение не менее 10 м в каждую сторону.

Участки проезжей части улиц и дорог с различными продольными уклонами сопрягаются между собой с помощью криволинейных вставок. Радиусы их даны в СНиПе

Поперечные уклоны поверхностей проезжей части устанавливают в зависимости от типа покрытия и принимают: для асфальтированных и из ж/б плит-20 %о; для мостовых, покрытий из щебня, гравия, обработанных вяжущем-25 %о; для щебеночных и гравийных-30%о.

Поперечные профили проектируются в соответствие с установленными элементами, входящих в их состав (проезжая часть, полоса озеленения, тротуары, велодорожки, обочины, кюветы). Поперечный профиль, отображающий все ее элементы, называют типовым конструктивным, профили, устанавливающие высотные отметки всех переломных точек- рабочими профилями. Рабочие профили проектируют перпендикулярно оси дороги через 20 м. на застроенных участках и через 100м. при спокойном рельефе.

Тротуарам и газонам придают односкатную поверхность с поперечным уклоном к проезжей части, проезжей части придают одно или двухскатную поверхность. Односкатную придают проезжим частям с односторонним движением шириной до 10,5 м, остальным двухскатную, при большой ширине- полигональную поверхность. Пешеходные дорожки обычно имеют параболические очертания

Продольные уклоны проектируются в основном по оси проезжей части. Принципы построения продольного профиля:

1.продольные уклоны назначают в соответствие с рекомендуемыми (СНиП) при минимальном объеме земляных работ. Переломные отметки продольного профиля назначаются с таким расчетом, чтобы при сохранение типовых элементов поперечного профиля и их нормативных уклонов по возможности сохранить существующие отметки поверхности вдоль «красных линий»., что исключает перепланировку рельефа прилегающей территории. При ограниченных поперечных уклонов это условие достигается за счет изменения поперечных уклонов газонов (уменьшение их с подуклонной стороны и увеличение с нагорной). При значительных поперечных уклонов элементы улицы устраивают на разных уровнях при помощи подпорных стенок, террасовых участков.

2.при местных неровностях и необходимости изменения уклона продольные профили проектируют методом секущих линий со срезкой отдельных выступающих участков и засыпкой пониженных мест.

3.число переломных точек ограничивают, стремясь увеличить расстояние между ними.

4.наиболее пониженные места располагают обычно на местах пересечений с другими улицами, в направление которых осуществляют отвод поверхностных вод, или в местах возможного водосброса. Если это сделать невозможно, оборудуют улицы подземной ливневой канализацией.

5.конечные точки проектируемых продольных профилей должны иметь нулевые рабочие отметки

Положение проектной линии продольного профиля характеризуются проектными отметками, уклонами, длиной участков между точками перелома продольного профиля. В точках изменения уклонов возникают углы, образующие выпуклые и вогнутые переломы продольного профиля. Выпуклые переломы ухудшают видимость и могут вызвать аварии при переезде его через гребень, на вогнутых переломах под действием центробежной силы возникает перегрузка рессор. Для обеспечения плавности движения в местах переломов прямолинейные участки должны сопрягаться кривыми вставками, их радиус зависит от расчетной скорости движения, чем больше скорость, тем больше радиус кривых.

Нормативные требования к размещению объектов благоустройства и озеленения.

Элементы благоустройства:

·Городские улицы, дороги и их одежды.

·Проезды, тротуары, пешеходные и велосипедные дорожки

·Малые архитектурные формы.

·Озеленение улиц и дорог, микрорайонных территорий

·Спортивные, игровые, хозяйственные площадки

·Освещение улиц и дорог

·Инженерные сети и т.д.

Дорожные одежды устраивают на специально подготовленном полотне, габариты которого соответствуют принятому конструктивному профилю. Земляное полотно- это выемка, в которое укладывается дорожная одежда. С закрытой системой водоотвода земляное полотно охватывает всю ширину ее частей. С открытой- только проезжую часть и обочину. На внутриквартальных проездах без тротуара ширину земляного полотна увеличивают на 0,5 м. с двух сторон. Земляное полотно располагается выше у.г.в. и горизонта вод длительного стояния. Дну земляного полотна придают продольный и поперечный уклоны, используют дренирующие грунты. В зависимости от условий применения выбирают различные типы и материал покрытий, рассчитывают их толщину. Различают: -усовершенствованные : капитальные- монолитный бетон, ж/б плиты, асфальтобетон, брусчатка; облегченные- битумоминеральные смеси, обработанные вяжущими щебень или гравий, брусчатка;

-переходные- грунтоасфальтовые, щебеночно-гравийные, из вяжущегрунтовых смесей, булыжные мостовые;

-простейшие – грунтовые, улучшенные минеральными материалами, из щебня, гравия, шлака. (наглядные пособия)

Организация движения транспорта и пешеходов в пределах жилой территории.

Сеть пешеходных дорожек должна обеспечивать кратчайшие подходы от любого подъезда к остановкам общественного транспорта, школам, садам, магазинам и т.д. Внутридворовые дорожки- удобные подходы ко всем площадкам, прогулочные- подводить пешеходов к наиболее выгодным в ландшафном отношение элементам территории.

Все дорожки делятся на главные, соединяющие основные функциональные зоны жилых территорий и второстепенные, обеспечивающих связи в пределах одной зоны.

Ширина основных дорожек зависит от интенсивности движения и составляет 2,25-3,0 м. Ширина одной полосы-0,75 м.; второстепенные дорожки 0,75-1,5 м. Пешеходные аллеи, дорожки, тропинки должны быть одной ширины на сем протяжение и иметь уширения для установки скамеек. Для удобства движения инвалидов пешеходные дорожки должны быть приложены с уклоном 4-50%о , оборудованы лестницами и пандусами, смягчающими большой уклон. Тротуары вдоль жилых домов не менее 1,5 м.

Покрытие дорожек может быть: твердое ( асфальт, песчаный асфальт, плитки) для основных ; не твердые (гравийная крошка, уплотненный грунт, газон) для второстепенных.

Сеть внутриквартальных проездов должны обеспечивать удобную связь зданий с прилегающей сетью городских улиц и дорог. Трассировка должна удовлетворять условиям организации движения транспорта и противопожарным требованиям.

Проезды делятся на основные и второстепенные. Основные обеспечивают подъезд к группам домов с шириной не менее 5,5 м., обеспечивая возможность двустороннего движения.Второстепенные обеспечивают подъезд к каждому жилому дому с шириной 3,5-5,5мв зависимости от этажности.

Проезды должны примыкать к проезжим частям жилых домов и магистралей районного значения с регулируемым движением или к местным проездам магистралей общегородского значениянепрерывного движения. При проездах 3,5 м, через каждые 100 м предусматриваются разворотные площадки размером 6*15 м. Тупиковые проезды должны заканчиваться разворотными площадками размерами 12*12 м или кольцом радиусом не менее 10 м или Т-образным разворотом.

Со стороны жилых домов проезды должны иметь тротуар, с внешней стороны должна оставаться техническая полоса для складирования снега.

Трассировка проездов должна обеспечивать возможность механизированной уборки без «мертвых зон». Минимальный радиус поворотов по внутренней кромке основных проездов- не менее 10 м, второстепенных- не менее 8 м.

Велосипедные дорожки предусматриваются на территории микрорайона, промышленных районов, парках, пригородной и зеленой зоне. Ширина однополосной- 1,5 м, 2х полосной- 2,5 м., в зеленой полосе- 0,8 м.

Стоянки для временного хранения автомобилей предусматриваются для каждого здания, располагающие на расстояние не менее 10-15 м от фасадов зданий.

Сооружения для постоянного хранения автотранспортных средств в виде открытых стоянок или гаражей различного типа должны располагаться на расстояние не менее 25 м от зданий с обеспечением не менее 70% расчетного числа автомобилей (280-300 авто на 1 тыс. жителей), с учетом пешеходной доступностью 800 м.

Малые архитектурные формы. По назначению можно разделить на:

·Малые формы утилитарного назначения- урны, скамьи, ограждения, номерные знаки домов, лестницы, подпорные стенки и т.д.

·Декоративного назначения- декоративные стенки, трельяжи, фонтаны, вазы для цветов, скульптуры;

·Игрового и физкультурного назначения, игровые элементы детских площадок- качели, карусели, песочницы, катальные горки и т.д.

·Для отдыха взрослых-столы, питьевые фонтанчики и т.д.

·Оборудование спортивных площадок- сетки со столбами, баскетбольные щиты, ворота для хоккея, столики для настольного тенниса и т.д.

Озеленение входит составной частью в природный комплекс города, участвует в оздоровление городской среды, регулируют тепловой режим, снижают скорость ветра, очищают и увлажняют воздух, снижают уровень шума и т.д. Зеленые насаждения – наилучшая среда для формирования рекреационных элементов жилой застройки: площадки для отдыха, спортивные и т.д.

Озеленение в зависимости от характера их использования подразделяют на сады, скверы, бульвары, насаждения вдоль улиц, озеленение дворов, учреждений, магазинов и т.д.

Минимальная норма зеленых насаждений на 1 жителя в пределах жилых районов 5-7 м2. В городах это обеспечиваетсясозданием микросадов при каждом дворе, объединением свободных участков при группе домов в один зеленый массив- сад микрорайона.

Под сады используют малопригодные участки под застройку, овраги, пустыри. В составе сада предусматривают плоские спортивные сооружения из расчета 1 м2/чел., детский игровой городок- 1,0 м2/чел., озелененные территории (газоны, цветники, деревья, кустарники)- 0,5 м2/чел., площадки для отдыха взрослых. При расположение сада вблизи школьных участков создаются условия формирования физкультурно-оздоровительных комплексов.

Но в центральных густонаселенных районах такого уровня озеленения достичь не удается, поэтому ищутся другие способы озеленения, н-р, озеленение крыш, вертикальное или контейнерное озеленение и др.

Основные виды озеленения:

·Газоны, могут быть по назначению: партерные, обыкновенные, луговые, спортивные, мавританские (цветущие), специальные.

·Цветники могут формироваться в виде партеров, клумб, рабаток, массивов, групп, одиночных посадок, высаживаться в цветочные вазы.

·Деревья и кустарники размещаются в виде одиночных посадок, групповых, массивов.

Формирование системы озеленения на стадии строительства происходит в соответствие с проектом благоустройства

Нормативы размещения зеленых насаждений.

Сооружения, здания, коммуникации

Минимальные расстояния до оси растения, м

дерева

кустарника

От наружных стен здания

5,0

1,5

От наружных стен школьного здания

10,0

1,5

От осей трамвайного пути

5,0

3,0

От края тротуара и садовых дорожек

0,7

0,5

От края проезжей части, улиц, кромок укрепленных полос, обочины дороги, бровок канав

2,0

1,0

От подошвы откосов, террас

1,0

0,5

От подошвы и внутренней грани опорных стенок

3,0

1,0

От мачт и опор осветительной сети

4,0

От подземных сетей:

газопровод, канализация

теплопровод,

водопровода, дренажей

силовых кабелей, кабелей связи

1,5

2,0

1,0

0,7

Площадки .

Размещение площадок по отношению к жилой зоне осуществляются с учетом обеспечения их доступности, безопасности функционирования, шумовыми характеристиками, создающими этими площадками.

Расчетные показатели площадок

Назначение площадок

Норма площади на 1 жителя, м2

Радиус обслуживания, м

Размеры площадок, м2

Мин. удаление от окон здания, м

Игровые площадки для детей:

до 3 лет

от 4 до 6 лет

от 7 до 12 лет

0,1

0,2

0,4

30-40

80-100

200-300

20-50

150-200

400

Площадка для тихого отдыха

0,1-0,4

40-50

10-100

0-20

Спортивные площадки

2,0

200-300

400-1400

Хозяйственные площадки для:

сушки белья

чистки одежды и ковров

мусоросборников

выгула собак

0,15

0,1

0,03

25 собак на 1 тыс. жителей, 50 собак на площадку

100

15-100

10-20

4-25

400-600

20-40

20-100

40-50

Автостоянки

0,8

100

по расчету

10-35

Детские игровые площадки размещаются в непосредственной близости от зданий. Со стороны проездов, других площадок, автостоянок эти площадки должны иметь зеленую полосу шириной не менее 5 м., они не должны быть проходными. Рельеф площадки должен соответствовать быстрому сбросу вод, покрытиядолжны быть беспыльными и быстро высыхать после дождя. Среди зеленых насаждений площадки рекомендуется устраивать велосипедные дорожки шириной 1,2-1,5 м, которые не должны приближаться к проездам ближе 5 м. Зеленые насаждения должны обеспечивать инсоляцию в течение 5 ч светового дня, для чего с восточной стороны высаживают деревья не ближе 5 м от края площадки. С северной и западной сторон они могут подходить вплотную к краю площадки. В вечернее время должны освещаться.

Площадки для отдыха взрослого населения не должны располагаться ближе 15 м от жилых домов и примыкать к проездам. От проездов отделяются зеленой полосой не менее 5 м, не должны быть проходными, рекомендуется размещать в местах, где имеются видовые точки на привлекательные элементы ландшафта. Инсоляция не менее ½ территории площадки в течение светового дня, обязательное вечернее освещение. Площадки благоустраиваются в виде скамеек, цветников и т.д.

Спортивные площадки: баскетбольные, волейбольные, тенистые и др. рекомендуется размещать их при группе домов, у торцов зданий или на расстоянии не менее 25 м от окон зданий.

Хозяйственные площадки. В их состав входят: площадки для сушки белья, проветривания одежды, контейнерные площадки.

Площадки для сушки белья и проветривания одежды должны полностью в течение дня освещаться солнцем и проветриваться, хорошо просматриваться из окон дома, не должны примыкать к площадкам другого назначения и проездам. Вход с пешеходных дорожек, оборудования должно быть вкопано в землю, покрытие жесткое (плитка, бетон) или допускается уплотненный грунт.

Площадки под мусоросборники должны быть оборудованы контейнерами или бачками. Площадь на 1 бачок-0,75-1,5 м2, контейнер-2-3 м2, между ними проход 0,75 м. Покрытие площадок бетонное, вокруг площадок с трех сторон устраивают стенку из кирпича, толщиной в полкирпича и высотой 1,0-1,2 м или ж/бетонных панелей. Не допускается их примыкание к другим площадкам, в течение дня площадки желательно чтобы были затенены.

Площадки для выгула собак устраивают при возможности. Конфигурация их произвольная, предпочтение отдается площадкам в виде полос шириной 10-12 м с дорожкой для владельцев. Расстояние от окон не менее 40 м, 50 м от детских площадок. Площадки должны быть оборудованы ограждением, табличками, надписями об назначение и правилами пользования, контейнерами для мусора. Вечернее освещение.

Тема 1.3 Организация стока поверхностных вод с территории.

Формирование поверхностного стока зависит от условий рельефа местности, а расход стока- от размеров водосборной площади и характера использования его территорий. Границы водосборной площади бассейна определяют по топографической карте и проводят их по водораздельным гребням, расположенным на пересечения двух склонов, один из которых обращен к главному тальвегу конкретной водосборной площади. Главный тальвег бассейна имеет выход в более значительные по размерам тальвеги, ручьи, речки.

В пределах водосборной площади формируются ливневый сток и сток весеннего снеготаяния. В практике организацию стока рассматривают на больших территориях (300, 500, 1000 га), в которых максимальные расходы от ливней. На незастроенной территории, расположенной в естественных условиях стока, основными направлениями отвода поверхностного стока являются тальвеги. В процессе застройки и благоустройства естественная система водоотвода нарушается. Взамен организуют закрытую систему.

Главный коллектор бассейна располагают в полосе, свободной от городской застройке, т.е. в пределах «красных линий» улиц или в специально выделенных для этих целей технических полос, которую располагают по направлению основного тальвега. Это учитывают при планировке застройки города.

Для отвода вод с боковых склонов бассейна в соответствие с планировкой улиц проектируют боковую сеть водостока.

Организующей системой водоотвода являются лотки внутриквартальных проездов и городских улиц, обеспечивающих поступление поверхностного стока в закрытую сеть ливневой канализации. В практике планировки и застройке городской территории встречаются различные случаи формирования поверхностного стока.

Случай 1 . Поверхностный сток формируют в пределах полностью застроенной территории бассейна. При этом естественные водостоки (ручьи, малые речки), проточные и непроточные водоемы (пруды), расположенные в пределах застраиваемой территории, упраздняются. Загрязненный поверхностный сток не может использоваться для питания открытых водоемов. Взамен естественной системы водоотвода устраивают закрытую городскую ливневую канализацию, откуда поверхностный стокпоступает в специальные проточные каналы, отводящие воды за пределы городской застройки в систему технических водоемов отстойников, из которых осветвленный сток поступает в реки.

Случай 2 поверхностный сток формируется в пределах большой водосборной площади, значительно превышающий площадь застраиваемой территории. Под застройку используется низовая часть, верхняя остается в естественных условиях. Общая водосборная площадь делится на две частные площади- F₁ (верхняя не застроенная часть)и F₂–нижняя застроенная. Сток, сформированный в пределах верхней зоны, по естественному тальвегу доходит до застроенной территории, далее через городскую территорию его пропускают по подземному коллектору. Сечение городского коллектора должен обеспечивать пропуск воды с обеих водосборных площадей. Далее по береговому коллектору в отстойники и в реку.

Для уменьшения размеров сечения городского коллектора в тальвеге бассейна у границ городской застройки целесообразно организовать регулирующую емкость-водоем. В планировочном отношение он может использоваться для ловли рыб, катания на лодках и т.д.

Случай 3. городская застройка отступает от берега реки на большое расстояние. Между берегом реки и границей городской застройки остается неблагоустроенная территория. Это происходит когда пойменная часть реки малопригодна под застройку (заболоченность, подтопляемость и т.д.).

Организация и отвод стока с застроенной территории происходит по закрытой системе- случай 1.

Сток ливневых вод от оголовка городского коллектора пропускают по комбинированной системе водоотвода, состоящей из открытого осушительного канала и закрытой трубы водостока. Длина этого пути может большой.

Для благоустройства пойменной части предусматривают ее осушение с устройством неглубоких каналов и отводящего канала. По санитарным требованиям открытый канал не может использоваться для пропуска поверхностных вод с застроенной территории. Для приема и отвода их устраивают сопутствующий коллектор, расположенный рядом с открытым осушительным. Таким образом для инженерного благоустройства целесообразно использовать комбинированную систему водоотвода, состоящую из открытого и закрытого каналов. Сечение водоотводящего коллектора принимают из расчета пропуска постоянных расходов (промышленные, выпуски дренажа, от полива улиц), а дождевые средние статистические. В период дождевых паводков при переполнении этого коллектора в работу вступает аварийный водосброс в открытый канал.

Системы водоотвода:

·Открытая. Устраивается для дачных мест, поселков, парковых территории. Состоит из лотков, кюветов, укрепленных каналов. На перекрестках улиц, въездах во дворы кюветы заменяют переездными трубами мелкого заложения. Глубина кювета не более 0,8-1 м., минимальная ширина по дну кювета 0,4 м. Кюветы могут быть земляные с укрепленными откосами или из бетонных блоков. (рис.)

Достоинство открытой системы: быстрое ее возведение, малые финансовые затраты,

небольшой расход материала. Недостатки: необходимость большого числа переездных

труб, снижение санитарного уровня в жилых районов, эксплуатационные расходы по

чистке.

При открытой системе ширину улицы между красными линиями увеличивают на величину кюветов. Организованный сток из дорожных лотков и внутриквартальных проездов поступает в дождеприемные колодцы ливневой канализации. Длину свободного пробега воды от водораздельной точки до первых колодцев принимают 75-250 м. в зависимости от уклонов лотка и размера водосборной площади на участке стока. Высота наполнения лотков проезжей части не более 8-10 см. при высоте борта 15 см..

·Закрытая. Используется в городах. Состоит из главного коллектора и присоединений боковой сети водостоков. Трассу главного коллектора располагают в пределах красных линий или в технических полосах.

Поверхностный сток с лотков усовершенствованных покрытий дорог поступают в дождеприемные колодцы, затем в основную сеть водостоков.

Трассу ливневой канализации устраивают вне проезжей части. Для нормальной эксплуатации сети на углах поворотов, в местах присоединений боковой сети, в местах изменения размеров и уклонов труб устраивают смотровые колодцы. Дождеприемные и смотровые колодцы выполняют из сборных ж/б блоков. Размеры их назначают в зависимости от условий эксплуатации. (рис)

Особое внимание уделяется защите от поверхностного стока перекрестков улиц, площадей, путей перемещения пешеходов. Расстояние между дождеприемными колодцами, устанавливаемые в лотках дорог, принимается в среднем 50-60 м. (схемы размещения колодцев на перекрестках). В закрытую систему принимаются выпуски дренажных вод и условно чистые воды промышленных предприятий по согласованию с органами санитарного надзора.

Для прокладки сети используют круглые ж/б трубы, сборные прямоугольные каналы. При прокладки труб большого сечения и небольшой глубине вместо одной прокладывают две меньшого диаметра, имеющие ту же пропускную способность. Минимальное расстояние от верха трубы до отметки земли- 1м.

Проектирование методом красных горизонталей.

Дает более наглядное представление о проектируемом рельефе и возможность точного осуществления проекта в натуре, особенно на территориях с малыми уклонами и сложном рельефе. В этом методе совмещают план и профили.

Последовательность:

·Определяют участки территории, отметки которых по возможности должны быть сохранены (у входов в здание, пересечения проезжей части улиц, дорог, трамвайных путей и т.д.)

·Водораздельные линии и наиболее пониженные участки местности

·Места резких изменений уклонов, значение и величины уклонов, ориентировочно объем земляных работ

С учетом обеспечения минимальных объемов земляных работ и сохранения опорных точекна оси проезжей части намечают точки перелома продольного профиля и ориентировочные проектные отметки. Затем определяют расстояние между ними и величину уклона и указывают их на плане.

Углы наклона горизонталей в плане по отношению к оси дороги зависят от поперечного уклона проезжей части. Все горизонтали на протяжение участков с одинаковыми уклонами параллельны. С изменением уклонов изменяются и углы. Поскольку тротуары и газоны обычно возвышаются над проезжей частью, то горизонтали на них смещаются по отношению к одноименным горизонталям на проезжей части. Обычно они имеют и другое направление, так какнаклон их в другую сторону.

Поперечные уклоны проезжей части улиц и дорог сохраняются постоянными, меняясь только на криволинейных участках малых радиусов. На этих участках у автомобилей возникают центробежные силы, которые прямо пропорциональны массе автомобилей и квадрату скорости их движения и обратно радиусам кривых. Под влиянием этих усилий может произойти смещение автомобиля в направления от центра кривой или опрокидывание. Во избежание этого на таких участках устраивают виражи, т.е. придают поверхностям дороги односкатный профиль к центру кривой. Виражи устраивают: на городских дорогах скоростного режима при радиусе кривых менее 2000м; на магистральных -1200 м; на остальных- 800м. поперечные уклоны на виражах зависят от радиусов. При радиусе 2000-1000 м – уклон 20-30 %о; менее 600 м- уклон 60%о.

Пересечение улиц и дорог в одном уровне.

Решения могут быть различными в зависимости от конфигурации перекрестка, условий организации движения, рельефа, от наличия каких либо сооружений. Примеры- рис.

Наилучшие условия достигаются при расположение перекрестков на водораздельных участках.

Часто перекрестки располагаются в тальвегах, на односкатных участках. При расположение перекрестка в тальвеге, воду с лежащей выше участка обычно перепускают по мелким лоткам на поверхность проезжей части. Перед пешеходными переходами устанавливают водоприемные колодцы. При открытой системах под дорогами прокладывают перепускную трубу. Поперечный профиль проезжей части, проходящий перпендикулярно тальвегу, при наличии подземной системе водостока может не меняться, а сопряжение осуществляется см. рис. Это и самое не желательное расположение перекрестков, т.к. образуется замкнутый контур и возможно подтопление.

Пересечение улиц и дорог в разных уровнях.

На улицах с интенсивным движением транспорта, где перекрестки не обеспечивают пропуска всего транспортного потока, сооружают пересечения в разных уровнях. Это инженерное сооружение, обеспечивающие в местах пересечения улиц и в узловых пунктах прокладкупроезжих частей в разных плоскостях. В практике используется пересечение в двух, трех, четырех уровнях и подразделяются на виды: путепроводы тоннельного вида с подпорными стенками или земляными откосами на пандусах; путепроводы эстакадного типа с пандусами, расположенными на ж/б опорах или на грунтовом полотне (насыпи) с откосами; полутоннели, полуэстакады; сочетание тоннелей и эстакад.

Транспортные пересечения на разных уровнях по начертанию в плане различают: (рис)

-клеверообразные

-кольцевые

-петлеобразные

-сложные пересечения с обособленными левоповоротными съездами

-ромбовидные и комбинированные с сочетанием элементов различных видов пересечений.

Типы транспортных пересечений устанавливают при разработке проекта детальной планировке и застройке города или отдельного района.

При выборе типа пересечения необходимо располагать материалами: классификацией входящих в узел улиц, картограммой интенсивности и характера движения, планом на геодезической основе, гидрогеологические условия прилегающей местности, расположение и глубина заложения подземных коммуникаций, чертежи продольных и поперечных профилей и т.д.

Тема 2,1 Основы гидростатики

Гидравлика- наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей. Области применения гидравлики- гидротехника, мелиорация, водное хозяйство, гидроэнергетика, водоснабжение, канализация, водный транспорт и т.д.

Свойства жидкости: -плотность, в однородной жидкости она одинаковая во всех точках и равна отношению массы к объему. Единицы измерения в системе СИ кг/м³.

Удельный вес жидкости это отношение веса жидкости к объему, единицы измерения Н/м³.

Плотность жидкости зависит от давления и температуры. Все жидкости, кроме воды, характеризуются уменьшением плотности с ростом температуры. Плотность воды максимальная при температуре 4^оС и уменьшается с уменьшением и увеличением температуры.

- сжимаемость-свойство менять объем при изменении давления- характеризуется коэффициентом объемного сжатия. Величина обратная объемному сжатию- модуль упругости жидкости Ео (Па)

Сжимаемость мала и поэтому в некоторыхрасчетах ее пренебрегают.

- температурное расширение- свойствоизменять объем при изменении температуры- характеризуется коэффициентом объемного расширения, изменение объема при изменение температуры жидкости на 1 ^оС . Для большинства жидкостей с увеличением давления он уменьшается, для воды с увеличением давления до температуры 50 ^оС растет, выше- уменьшается.

-вязкость- свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу его слоев.

В гидростатике рассматривают жидкость, находящаяся в относительном или абсолютном покое, законы ее равновесия под действием внутренних и внешних сил, также равновесие тел, погруженныхв жидкость.

Под относительным покоем понимают состояние, при котором отдельные частицы жидкости, оставаясь в покое относительно друг друга, перемещаются вместе с сосудом, в котором жидкость заключена.

Под абсолютном покоем подразумевают состояние жидкости, при котором она неподвижна относительно земли и резервуара.

Действующие силы подразделяются на массовые и поверхностные.

Массовыми называют силы, приложенные к частицам жидкости, заполняющие объем (сила тяжести, электромагнитные силы, силы инерции и т.д.).

Поверхностные силы действуют лишь на поверхности объема жидкости (давление твердого тела на обтекающую его жидкость, трение жидкости о поверхность тела и т.д.)

Отношение нормальной силы Р к площадке А, на которую она действует, называется средним гидростатическим давлением: Р_ср = Р/А= рgh. Оно всегда направлена по внутренней нормали к площадке. Измеряется в Па (=1Н/м²), реже в атмосферах

1 атм=760 мм рт. ст.=101325 Па (1атм=98066,5 Па=98,066 КПа=0,1 МПа)

1 мм вод ст.=9,806 Па

1 мм рт. ст.=133,322 Па

1 бар=100 КПа= 0,1 МПа

Давление выше атмосферного называется избыточным, измеряется манометром.

Сумму избыточного и атмосферного называют полным или абсолютным.

Давление ниже атмосферного называют вакуумметрическим, измеряют вакуумметром.

Основное уравнение гидростатики: на точку, находящуюся внутри жидкости, действуют силы: атмосферное давление и давление, оказываемое столбом жидкости, расположенным над ним.

Р=Р_о+ рgh.

Вывод- все частицы, расположенные в одной горизонтальнойплоскости, испытывают одинаковое давление и меняется в зависимости от высоты столба жидкости. При возникновение дополнительного давления на поверхность жидкости, давление любой точки внутри жидкости изменится на эту же величину.

Закон Паскаля: давление, создаваемое в любой точке жидкости, находящейся в покое, передается одинаково всем точкам внутри жидкости.

Сообщающие сосуды.

Два сообщающихся сосуда, содержащие жидкости с различными плотностями, имеют одинаковое внешнее давление, т.к. сосуды открыты. Поверхность раздела жидкости, являясь поверхностью равного давления, будет горизонтальной плоскостью. Следовательно, р₁gh₁= р₂gh₂ → h₁/ h₂= р₂/ р₁

При разнородных жидкостях в открытых сосудах высоты уровней над плоскостью раздела жидкостей будут обратно пропорциональны плотностям жидкостей.

Тема 2,2 Основы гидродинамики

Гидродинамика изучает законы движения жидкости в трубах, каналах, пористых телах.

На движущую жидкость действуют внешние массовые силы, силы трения (вязкость жидкости).

Величины, характеризующие состояние движущей жидкости являются скорость их течения и давление. Основная задача гидродинамики- установить связь между ними при заданной системе внешних сил.

Виды движения жидкости: установившийся (стационарное), при которой каждая частица жидкости имеет постоянную скорость и неустановившиеся (нестационарное), при которой скорости частиц меняются.

Режимы течения жидкости:

Ламинарное, при котором движение частиц воды параллельное, не смешивающее. Наблюдается при малых скоростях, малых поперечных размерах потока, малых плотностях, больших коэффициентов вязкости. Турбулентное, в котором частицы перемешиваются по сложным траекториям. Скорости меняются по величине и направлению. Возникают при больших скоростях, больших поперечных размерах потока, малой вязкостью жидкости.

О. Рейнольдом было выведено число, при котором ламинарное движение переходит в турбулентное, равное Rе=2300, Rе=Udp/μ

Большинство течений, наблюдаемые в природе турбулентные. Ламинарное встречается в очень узких каналах, при течение жидкости в узких каналах.

Движение жидкости происходит по своим законам. Уравнение Бернулли выражает баланс энергии движущейся жидкости (для идеальной невязкой жидкости): сумма кинетической и потенциальной энергии единицы массы жидкости остается неизменной.

Потери напора при течение вязкой жидкости. Могут быть: линейные, потери на преодоление внутреннего трения между слоями жидкости и стенками трубы, которые зависят от режима течения; местные- препятствие в трубопроводе: вентиля, колена, диффузоры, сужения, расширения и т.д.

Гидравлическим ударом называют комплекс явлений, происходящих в жидкости при резком уменьшении скорости ее течения. Представим себе, что по трубопроводу течет поток со скоростьюU. Если резко преградить ему путь, то жидкость остановится не сразу по всему трубопроводу. Сначала остановятся передние слои, следующие слои, не имея возможности продолжить путь, будут давить на передние, сжимая их и тоже останавливаясь. В слоях образуется область повышенного давления, которая в виде ударной волны отразится от задвижки в направлении, обратном движению жидкости, затем начнет обратное движение. Таким образом при гидравлическом ударе возникает чередующийся процесс резкого повышения и понижения давления. Все это может привести к поломке трубопровода.

Причины удара:

-быстрое открывание и закрывание запорных и регулирующих устройств;

-внезапная остановка насоса;

-выпуск воздуха через гидранты на оросительной сети при заполнение водой трубопровода;

-пуск насоса при открытом затворе на нагнетательной линии.

Защита:

-сброс жидкости из трубопровода при повышение давления (через предохранительные клапана),

-впуск и защемление воздуха с помощью специальных клапанов. Защемленный воздух в местах нарушения сплошности потока не позволяет при обратном движение воды соударяться. После гашения удара, воздух из сети удаляется через вантузы.

-впуск воды в трубопровод. При понижении давленияв трубопроводе, открывается обратный клапан участка бассейн-трубопровод и из бассейна поступает вода, которая заполняет разрывы сплошности в потоке.

-установка специальных гасителей ударов (расширенные участки трубопровода, поршневые конструкции и т.д.)

Истечение жидкости через отверстия.

При работе с жидкостью возникает необходимость рассчитать истечение жидкости из отверстий и щелей, предусмотренных конструкцией аппарата или появившиеся при аварии.

Истечение может происходит из отверстий на дне сосуда или в боковой стенке.

Расход жидкости при этом равен : Q_о=U_oА_о=А_о√2gH, где U_o–скорость истечения жидкости;

А_о- выходное отверстие; Н- геометрический напор жидкости

Для расчета скорости и расхода реальной жидкости учитывают два фактора:

1)выходное отверстие является местным сопротивлением для вытекающей струи, вводится коэффициент ψ=0,97;

2)площадь живого сечение выходного отверстия меньше площади отверстия в стенке, вводится коэффициент α=0,62.

Поэтому общий расход воды Q= ψ α А_о√2gH= Q_оαψ

Истечение жидкости через насадки. На практике бывает необходимо добиться сохранения формы струи, увеличить коэффициент расхода. Для этого используют насадки.

При течение в насадке поток в конце него полностью заполняет его сечение, а при входедиаметр струи уменьшается, создаваяобласть пониженного давления, жидкость подсасывается в насадку. Застойная зона приводит к дополнительным потерям на трение в жидкости.

Тема 2,3 ВОДОСНАБЖЕНИЕ ГОРОДА

ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

Источник водоснабжения определяет: - характер системы водоснабжения

- технологическую схему водоснабжения, состав сооружений, входящих в нее

-экологическая стабильность объекта водоснабжения

-строительная и эксплуатационная стоимость системы водоснабжения

Источники бывают: поверхностные, подземные

Поверхностные – это реки, озера, водохранилища. В приморских районах для производственных целей допускается использовать морскую. Эти воды содержат вредные бактерии, имеют цветность, мутность; жесткость небольшая.

Подземные источники могут быть безнапорные (грунтовые) и напорные (артезианские). Безнапорные скапливаются во впадинах водонапорных пластов земли, которые находятся в первом водоносном слое поверхности земли. По качеству немного лучше поверхностных. Артезианские находятся в водоносном слое между водоупорами. Эти воды характеризуются хорошими бактериологическими и физическими качествами воды, но имеют высокую жесткость и железистость.

Требования к источнику снабжения:

-бесперебойное поступление требуемого количества и качества воды;

-достаточная мощность без нарушения экологии района;

-кратчайшее расстояние до объекта водоснабжения

Зоны санитарной охраны поверхностных источников осуществляется путем организации на бассейнах специально выделенных территорий, охватывающие водоем и частично бассейн питания. Проект зоны санитарной охраны составляет часть проекта водоснабжения и содержит границы санитарной зоны, мероприятия по санитарному оздоровлению. Санитарная зона включает 3 пояса засаженного деревьями, с запрещением проживания людей и все виды строительства.

Системы водоснабжения поселений.

Система водоснабжения города – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника, ее очистки, хранения, подачи потребителям.

Категории потребления:- хозяйственно- питьевые нужды;

-производственные цели;

-для пожаротушения;

- собственные нужды водовода для промывки сетей и т.д.

Всем этим категориям предъявляются различные требования в воде, при проектирование необходимо решать целесообразность создания единой или раздельной системы.

Элементы системы водоснабжения:

·С подземными источниками: водозаборные скважины, сборный резервуар, насосная станция второго подъема, водоводы второго подъема, водонапорная башня, водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью города, наружная сеть водоснабжения города.

·С поверхностным источником: водозаборные сооружения, насосная станция первого подъема, водоводы первого подъема,, сооружения по очистке воды, резервуары чистой воды, насосная станция второго подъема, водоводы второго подъема, водонапорная станция, водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью города, наружная сеть водоснабжения города.

Взаимное расположение сооружений может быть различным. Насосная станция 1 подъема может быть совмещена с водоприемными сооружениями, а насосная станция второго подъема располагаться в одном блоке с резервуарами чистой воды. На это влияет и рельеф. Н-р при расположения источника значительно выше города вода подается без напора- самотеком.

Водонапорные башни всегда располагают на возвышенности, при наличии возле города естественных возвышений можно запроектировать нагорный резервуар.

Водонапорная башня в системе выполняет напорно-регулирующую функцию, т.е. компенсирует несовпадение режимов подачи воды насосами и ее потребление, т.е. восполняя в часы пика и удаляя избыток в другие часы. При этом расход воды для тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин. хранится постоянно. Если башня в системе отсутствует, то в часы минимального потребления работают насосы меньшей производительности.

Энергетическое оборудование водопроводных насосных станций – это насосы.

Насосы- гидравлическая машина, в которых механическая энергия двигателя преобразуется в гидравлическую энергию движущейся жидкости. Насосы поднимают жидкость на определенную высоту, подают ее на определенное расстояние в горизонтальной плоскости, заставляя циркулировать. Основные параметры: подача, напор, мощность, КПД.

Подача- объем жидкости, подаваемой насосом в ед. времени и измеряется м3/с, л/с.

Напор- удельная энергия жидкости, полученная на участке от входа до выхода из насоса, измеряется в м., см, дм.

Мощность- расходуется на перемещения полезного расхода и создание напора

КПД- отношение полезной и подведенной мощности.

Насосные станции

Насосные станции первого подъема используют чаще всего в качестве источника водоснабжения открытые водоемы, поэтому для создания необходимой высоты всасывания для насосов и простоты их заполнения перед пуском, их обычно заглубляют.

Насосные станции большей мощностью строятся с комбинированным водозабором. Здание станции выполняется из бетона круглой формы. Эта форма повышает прочность и размещение оборудования получается более удачным.

Насосные станции второго подъема могут быть заглубленными и незаглубленными. При хозяйственно-питьевомводоснабжение насосы располагают вблизи от резервуаров чистой воды.

(схемы станций см. стр. 83, 84)

Устройство наружной водопроводной сети города.

Водопроводная сеть является соединяющим элементом насосной станции, регулирующих емкостей и потребителями.

Требования к сети:

-обеспечения подачи необходимого качества и количества воды потребителям под требуемым напором.

-обеспечения экологической надежности и бесперебойности снабжения;

- экономичность.

Это достигается путями:

-выбор экологически чистого, экономического и надежного материала труб;

-правильным гидравлическим расчетом сети (определения экономичного диаметра труб, подсчет потерь напора и т.д.)

-правильным подбором конфигурации наружной водопроводной сети в плане

Наружная водопроводная сеть состоит из:

-система магистральных линий, идущих в направление движения основных масс воды, транспортирующих воду в районы и кварталы города;

-распределительная сеть труб, подающих воду к отдельным домовым ответвлениям и пожарных гидрантам.

Используются две схемы сетей: -разветвленная (тупиковая)

- кольцевая.

Системы не равноценны. Авария и отключение на ремонт любого участка тупиковой сети ведут к прекращению подачи воды потребителям ниже места аварии. В кольцевой сети подать воду можно в обход по другим линиям. Тупиковая нерациональна из-за больших потерь напора ввиду частой смены диаметра труб. Но такая система приемлема для небольших районов с значительным удлинением.

Кольцевая система более совершенна, форма ее парализует действие гидравлического удара, но из-за большей протяженности она дороже.

При трассировке (расположение) магистралей стремятся к тому, чтобы подача воды проходила по кратчайшему расстоянию, после определения положения напорно-регулирующих емкостей.

Магистральные линии прокладывают по наиболее возвышенным точкам рельефа, что обеспечивают меньшее давление в трубах. Их прокладывают в 2 параллельные нитки на расстоянии 400-800 м. друг от друга. Магистральные линии соединены между собой перемычками через каждые 600-1200 м., которые служат для подачи воды из линии в другую при аварии и ремонте. При нормальной работе загружены слабо.

Материал труб

На выбор материала оказывает влияние:

-экология района: сейсмичность, агрессивность, наличие и уровень грунтовых вод, климатические условия, механическая прочность и т.д.

-сроки эксплуатации труб,

-статические расчеты, внутреннее гидростатическое давление в трубах, масса грунта, временные нагрузки, возможность образования вакуума в трубах;

- скорость монтажа

Материал:

·чугунные раструбные трубы (ГОСТ 9583-73) с антикоррозийным покрытием. Долговечны, плохо сопротивляются динамическим нагрузкам, требуют большого расхода металла;

·асбестоцементные трубы (ГОСТ 539-80). Прочны, стойки к коррозии, обладают малой теплопроводностью, малой массой, плохо сопротивляются ударам, динамическим нагрузкам, не экологичны;

·ж/б напорные ГОСТ 12586,01-83, 12586,1-83, изготавливаются в большом диапазоне на различные величины внутреннего давления;

·полиэтиленовые трубы ГОСТ 18599-83, стойки к коррозии, малая масса, хорошая механическая прочность, долговечность, но большой коэффициент линейного расширения;

·стальные ГОСТ 10704-91*, 8696-74*, в системах водоснабжения используется для водоводов на большие внутренние давления, для магистралей в сейсмических районах.

Арматура водопроводных сетей.

1)Запорная арматура: задвижки, которые регулируют движение воды, устанавливаются в колодцах.

2)Водоразборные колонки устраиваются для забора воды из сети при отсутствие домашнего водопровода, устанавливаются на жестком основание с отмосткой, давление в сети не менее 0,1 Мпа

3)Пожарные гидранты используются для пожаротушения. Подземные гидранты располагаются в колодцах, высота гидранта зависит от глубины укладки труб и колеблется в пределах 500-2500 мм. размещают их на сети на расстоянии 200-100 м друг от друга, 5 м. от стены здания и 2,5 м. от края проезжей части.

4)Предохранительные клапана, не допускающие повышения давления в сети сверх допустимого.

5)Обратные клапана, допускающие движение воды только в одном направление. Используются в основном для оборудования напорных патрубков центробежных насосов, на водоводах и трубах спец. назначения.

6)Редукционные клапана служат для понижения давления на отдельных участках сети или на вводе в здание.

7)Компенсаторы- устройства, воспринимающие температурные удлинения металлических трубопроводов, если стыки сами не компенсируют. Устанавливают на стальных трубопроводах, прокладываемых в тоннелях, в просадочных грунтах, при жесткой заделки концов стальных труб в стенки колодцев.

8)Спускные краны (выпуски), представляют собой патрубок с задвижками, примыкающие к нижней части трубы, устанавливают на пониженных участках сети для их опорожнения при отключение сети на ремонт или промывку.

9)Воздушные вантузы устанавливаются для удаления воздуха, скапливающегося в возвышенных точках водоводах и магистральной сети, в особенности при пересечения ими водоразделов. Если воздух не удалять, возникнет воздушная пробка, которая мешает работе трубопровода. Воздушные вантузы используются и для впуска воздуха для устранения гидравлического удара в местах изгиба сети.

10)Водопроводные колодцы.

Устройство водопроводных колодцев.

Соединения труб в колодцах раструбные, которые должны быть обращены раструбом внутрь для удобства заделки. В противном случае расстояния между раструбом и стенкой д.б. не менее 0,5 м.

Минимальное расстояние от низа трубы до дна колодца 0,15 м. при диаметре трубы до 400 мм.; 0,25 м.- больше 400 мм.

Глубина заложения труб должна быть не менее глубины промерзания во избежания промерзания воды в трубах.

диаметр труб мм

d≤300

d=300-600

d>600

глубина заложения до низа трубы, м

Hпр. + 0,2 d

Hпр. +0,5 d

Hпр. +0,7 d

Трубы должны быть защищены от динамических нагрузок, поэтому минимальная глубина заложения 1 м. до верха трубы.

В местах поворотов сети, тройниках, тупиковых концах вследствие внутреннего давления возникают силы, действующие вдоль оси трубы и вызывающие продольные растяжения. Это явление приводит к повреждению раструбных соединений труб, поэтому в таких местах устанавливают упоры.

Перед укладкой труб производят разбивку трассы сети на местности. Трассу и отметки заложения труб увязывают с расположением труб, каналов, тоннелей иного назначения, лучше совмещать прокладку соседних линий в одной траншеи. При пересечение дорог, сети прокладывают в водопропускных трубах под насыпями или в путепроводах. Если нет такой возможности, прокладывают их в футляре- это труба диаметром на 300 мм. превышающая диаметр сети. В местах пересечения реки или оврага укладывают трубы по дну в виде дюкера. В фарватерах судоходной реки заглубляют на 1 м. ниже дна в избежание повреждения якорями.

Очистка воды. Основные методы:

1)Осветление- удаление из воды взвешенных веществ. Осуществляется отстаиванием воды в отстойниках, вводят химические реагенты, укрупняющие вещества и осаждающие их на дно.

2)Обеззараживание- хлорирование, озонирование, бактерицидное облучение.

3)Иногда используется специальная обработка. Н-р обезжелезование подземных вод, умягчение, обессоление, стабилизация (предотвращение коррозии труб и выпадение в них солей).

Выбор метода очистки и состав сооружения зависят от:

-качества воды в источнике

-назначения водопровода

-производительности станции очистки

-местных условий

-экология.

Основы расчета водопроводной сети

Сооружения водопровода должны иметь пропускную способность, достаточную для всего расчетного срока его действия.

За расчетный расход принимают расход в часы максимального водозабора суток.

Нормативный расход воды м3/сут. на хозяйственно- питьевые нужды в городе

Qср.сут.=q_жN/1000

q_ж– норма водопотребления согласно СНиП 3,05,04-85 в зависимости от степени благоустройства жилой застройки и климатических условий;

N-расчетное количество жителей.

Расчетные расходы воды в минимальные и максимальные часы водозабора.

Qмах.сут=Кмах.сут* Qср.сут

Qмин.сут=Кмин.сут*Qср.сут

Кмин.сут, Кмах.сут- максимальный и минимальный коэффициент суточной неравномерности, зависящий от степени благоустройства, режима потребления по сезонам года и времени суток.

Кмах.сут=1,1-1,3; Кмин.сут=0,7-0,9

Расчетные расходы воды часовые q_мах.ч.= Кмах.сут * Qмах.сут/24

q_мин.ч= Кмин.сут * Qмин.сут/24

Кмин.сут, Кмах.сут- мах и мин. коэффициент часовой неравномерности

Кмах.сут=α_махβ_мах

Кмин.сут= α_минβ_мин

α-коэффициент, зависящий от степени благоустройства . мах= 1,2-1,4, мин= 0,4-0,6;

β- коэффициент, зависящий от числа жителей β_мин=0,01-1; β_мах=1-4,5

Гидравлический расход.

Цель-определение экономически выгодных диаметров труб, достаточных для пропуска заданного расхода воды, определение потерь напора в сети.

Расход воды на производственные и противопожарные нужды, полив улиц и газонов определяется по нормам. Нормой расхода воды называют предельное количество воды, отнесенное к водопотребляющей единицы (единица оборудования, вырабатываемой продукции, работников предприятия и т.д.).Нормы расхода воды определены в СНиПах.

При расчете используется упрощенная схема водозабора. Расход воды на 1 м. длины сети, называется удельным расходом q =Q/ ∑Lл/с

Q- общий расходводы сетью, из которых вычитается расходы, потребляемые предприятиями, банями, пожарными и т.д.

∑L-длина магистральной линии.

Рассмотрим участок сети. Расход воды по всей длине участка ВБ-3 и поступающий в 3-2называется транзитным расходом воды; расход воды , отдаваемый участком сети- называется

путевым, тогда на ВБ-3 расход воды Qр=Qп+Qтр.; Qпут.= q_уд L л/с

Qр= Qтр+0,5 Qп л/с; d=√4 q_р/πυ;

Где q_р-расчетный расход воды;

υ-скорость движения воды, которой задаются,исходя из экономичной скорости,

при d= 100-300 мм., υ=0,6-0,9 м/с

при d≥300 мм., υ=0,9-1,2 м/с

Расчет сети производится на max водопотребление.

В практических расчетах d труб подбирают по таблицам Шевелева и потери на единицу длины-1000i, потери напора могут быть определены h=L*1000i/1000, где L-длина участка сети, м.

Подсчитав общий расход воды, составляют общий график водопотребления и отдельно графики потребления воды на хозяйственно-питьевые, производственные нужды.

Вода в течение суток потребляется неравномерно. Поэтому вводится коэффициентнеравномерности потребления.

Водоснабжение зданий

1.Устройство внутреннего водопровода зданий.

Внутренний водопроводная- система холодного водоснабжения здания, обеспечивает подачу воды от наружного водопровода под напором ко всем водоразборным устройствам внутри здания.

В состав системы входят: ввод; водомерный узел, разводящая сеть, стояки, подводки к санитарно-техническим приборам, технологическим установкам и оборудованию, запорная, регулировочная, предохранительная и смесительная арматура, различные соединительные и монтажные элементы для труб (сгоны, колена, переходники и т.д.). В случае необходимости в схему включают установки для повышения давления в сети, специальные емкости, создающие запас воды в схеме на пожарные, аварийные и регулирующие нужды.

К водоразборной арматуре относят краны, смесители для ванн, умывальников, моек, поплавковые клапана для смывных бочков унитазов, запорные вентиля, задвижки, проходные пробковые краны. Регуляторы давления устанавливают на вводах в здание и на этажах в многоэтажных зданиях. Для поддержания расчетного напора воды перед водоразборными устройствами применяют предохранительные клапана. Обратные клапана обеспечивают движение воды только в одном направлении.

2. системы внутреннего водоснабжения.

Классификация:

1.по назначению:

·хозяйственно-питьевые (питье, умывальники и т.д.). ГОСТ Р50232-98 «Вода питьевая»

·производственные (технологические процессы производства). Требования к воде разнообразны и определяются технологическими требованиями.

·противопожарные (может использоваться не питьевая вода)

Системы объединяют или нет. Например: хозяйственно-питьевые и противопожарные; хозяйственно-питьевые и производственные и т.д. Выбор схемы производят, исходя из назначений объекта, технологических, противопожарных и т.д. требований.

2. по принципу действия:

·без повысительныхустройств

·с напорно-запасными баками

·с повысительными насосами

·с комбинацией напорно-запасных баков и повысительных насосов

·с гидропневматическими установками

·зонные системы

Выбор системы зависит от соотношения величины требуемого напора Hr, обеспечивающий подачу воды в самый удаленный участок с учетом потерь и напора в наружном водопроводе у места присоединения к нему ввода водопровода Hq.

Если Hq> Hrсистема действуют под напором насосов наружной городской сети. Но в связи с повышенной этажностью эта система используется все реже.

При периодической недостачи напора используется система с напорно-запасными баками, при этом если Hq> Hr ,вода из наружной сети попадает к кранам и в бак, если Hq

Система с повысительными насосами принимается, когда напор в сети постоянно или периодически ниже требуемого Hq

Комбинированные системы устраивают, когда напор постоянно ниже требуемого или из-за большой неравномерности потребления, постоянная работа насоса не экономична. В таких случаях насосы запускают по мере необходимости.

Система с гидропневматическими установками просты в эксплуатации и регулируют напор по времени суток.

Зонные системы проектируются в многоэтажных зданиях, при этом нижняя зона работает от наружных насосов, верхняя- от повысительных насосов. Высота зоны определяется мах допустимым гидростатическим напором в самой нижней точке сети.

Схемы внутреннего водопровода

Различают:

тупиковую кольцевую зонную комбинированную

Тупиковую схему устраивают в здании, когда допускается перерыв в подаче воды и количество пожарных кранов не больше 12. При нижней разводке магистральные трубопроводы размещаются в подвале, при верхней- в чердаке или под потолком верхнего этажа.

Кольцевые сети применяются при недопустимости перерыва в водоснабжение здания водой, с противопожарным водопроводом и в производственных зданиях.

Зонные- это несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или нет. Сети отдельных зон могут иметь самостоятельные вводы и насосные установки, используются в многоэтажных зданиях.

Комбинированные используются в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.

При проектирование удаляют внимание рациональному размещению санитарно- технических устройств. Санитарные узлы и арматуру группируют поэтажно, располагают на одной монтажной стене.

Ввод – это трубопровод, соединяющий наружный водопровод с внутренним. Он состоит из узла присоединения к наружной городско сети, подземного трубопровода, водомерного узла.

Узел присоединения состоит из тройника и задвижки, размещаемом в колодце.

Подземный трубопровод прокладывается с уклоном в 3-5 %о в сторону наружной сети.

Водомерный узел располагается внутри здания в сухом теплом подвальном помещение, жестко крепят к стене. Ось водосчетчикарасполагается на 0,3-1 м от пола.

При тупиковой системе в водомерном узле предусматривают обводную линию, на которой установлена опломбированная задвижка.

Выполняется при d< 65 мм. из стальных труб, при d≥65- из чугунных раструбных. В последние годы больше используются пластмассовые, ПВХ.

Минимальная глубина заложения ввода- ниже нормативной глубины промерзания на 0,5 м.

Пересечения ввода со стенами подвала выполняют через гильзу, диаметр которой больше диаметра ввода на 0,4 м.с заделкой эластичным материалом и раствором в сухих грунтах.

В мокрых грунтах пересечения трубы со стеной подвала устраивают с помощью сальниковых уплотнителей, штукатурки и обмазки жирной глиной.

Расстояние между вводом и выпусками канализации не менее 1,5м при d ввода до 200 мм. и не менее 3 м. при большем диаметре.

Конструирование внутреннего водопровода.

При нижней разводке магистральный водопровод прокладывают под потолком подвала на высоту 0,5 м от него на хомутах, подвесках, кронштейнах. При отсутствие подвала – в подпольных каналах1 этажа под или рядом с отоплением и горячим водоснабжением ( в земле не допускается). Каналы в=0,3-1 м, высотой 0,3-0,7 м или в=1,7-1,8 м , высотой 0,8-1 м. уклоны магистрали в сторону ввода 3-5 %о , предусматривают теплоизоляцию труб.

Стояки и подводки к водоразборным устройствам предусматривают двумя способами: открытая прокладка и закрытая- в бороздах, каналах, панелях и т.д. в местах установки арматуры должен быть доступ к ним.

По требованию СНиП в каждой квартире предусматривается пожарный водопровод, который обычно располагается в ванной комнате в виде крана с вентилем и резиновым рукавом.

Трубы внутреннего водопровода и фасонные изделия должны выдерживать постоянные давления в сети, но не менее 0,45 МПа при постоянной температуре холодной воды 20^оС в течение 50 летней эксплуатации.

К водоразборной арматуре относят краны умывальников, смесителя моек, ванн, поплавковые краны смывных бачков унитазов, краны писсуаров и т.д.

На подводке в квартиру рекомендуется устанавливать грязевик с фильтром.

На сети водопровода устанавливается запорная арматура в виде вентилей при d< 50 мми задвижка при большем диаметре. Устанавливаются они:

у основания стояков; у клапанов смывных бачков; у газовых водонагревателей; в водомерном узле; на вводе в квартиру; у поливочных кранов; на разветвлениях магистралей.

Количество поливочных кранов зависит от периметра здания: 1 кран на 70 м., располагают в нишах наружной стены на высоту 35 см от отмостки. На подводке от сети устанавливается вентиль и спускной кран для опорожнения крана на зимнее время.

Гидравлический расчет внутреннего водопровода.

Цель расчета- определение экономически выгодных диаметров труб.

Последовательность расчета:

зная место ввода проектируется разводка сети с постройкой аксонометрической схемы сети. На схеме выбирается самый далекий стояк и расчетное направление от диктующего устройства до места присоединения ввода к наружной сети. Аксонометрическая схема разбивается на участки так, чтобы в пределах участка не менялся расход; Определяется количество водоразборных устройств N; Определяется количество жильцов ; Определяется величина вероятности действия устройств P; На каждом участке определяется PN→α На каждом участке определяется удельный расход qл/c Определяется длина расчетных участков По полученному расходу прил 4 выбирается диаметр трубы каждого участка, принимая экономичную скорость 0,9-1,2 м/с. Максимальная скорость должна быть не более 3 м/с Для каждого участка определяют потери на единицу длины- 1000 (для удобства работы с малыми числами значения увеличивают в 1000 раз) . потери напора составляют

H=1000 L (1+K)/1000

K- коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивления в трубе и арматуре; для хозяйственно-питьевых =0,3

L- длина расчетного участка, м.

Определяется сумма потерь в здании H,tot от водоразборного устройства до водомерного узла. Потери на участке от водомерного узла до врезки- потери на вводе Hвв.

Расчет сводится в таблицу.

№

участок

длина

скорость

1000i

Величина требуемого напора в здании, Hт, м

Hт= Hqeom+ H,tot+ Hвв+h+ Hf,м, где

Hqeom-геометрическая высота подачи воды, определяется как разность отметок изливного отверстия водоразборного устройства и отметки поверхности земли над точкой врезки в наружную сеть.

h-потери в водомерах, h= Sq² , м.S-тип водомера и его сопротивление (прил .V||| )

Hf,м- величина свободного напора у устройства (прил. V|| )

Определение расчетных расходов воды во внутреннем водопроводе.

Сети внутреннего водопровода рассчитываются на пропуск расчетных секундных расходов воды ко всем водоразборным устройствам в здании.

Показателем водообеспеченности сети служит подача нормативного расхода к водоразборному устройству с максимальным значением свободного напора H_f.

Максимальный секундный расход воды в здании q л/c; q=5 α q_о л/с, где q_о-секундный расход 1 прибора ( прил |V)

При отсутствии данных о расходах воды и характеристики приборов допускается принимать

q_о ^tot=0,3 л/с, общей q_о^с= q_о^h=0,2 л/с.

α - коэффициент, зависящий от произведения общего числа приборов N, т.е. α= f (РN), tot- общая; h-горячая.

Вероятность действия водоразборных устройств Р при наличии одинаковых потребителей может быть определена Р= q_hr,и U/3600 q_oN

q_hr,и –норма расхода воды (л) потребителем в час наибольшего водопотребления (прил. V| )

U-количество жителей в доме ; U_о= F_ж/f;U= U_on_кв, где

n_кв- количество квартир;F_ж- жилая площадь;f- норма площади на 1 жильца

Пример: 4 этажный ж/дом с количеством устройств N=4 в квартире (смеситель, мойка, умывальник, унитаз). Количество людей U=72 чел.

Решение: по аксонометрической схеме определяем количество устройств на расчетном участке. При центральном горячем водоснабжение принимаем q_о^с=0,2 л/с- расход холодной воды в сан. тех. приборах; q_hr,и=5,6 л/с- норма расхода холодной воды в час в пиковое время

q_hr,и ^tot- q_hr,и ^h=15,6-10=5,6 л/с прил V|

Вероятность действия водоразборных устройств. Р=5,6*72/7200*0,2*96=0,00583

Определяем произведение Р N=96*0,00583=0,56

Определяем α по т. 2 прил. Vα=0,717

Q= 5 q_о α=5*0,717*0,2=0,717

Тема 2,5 Канализация и санитарная очистка поселений.

Виды сточных вод. Назначение канализационных инженерных сооружений.

Сточными называются воды, в процессе пользования получившие дополнительные загрязнения, изменившие их состав или физические свойства, а также воды стекающие с территорий городов и предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.

Виды сточных вод:

бытовые или хозяйственно-фекальные, производственные, атмосферные.

Вещества, загрязняющие воды м. б. плавающими, взвешенными, коллоидальными или растворенными. Бытовые содержат органические, минеральные и бактериальные примеси. Производственные содержат органику и минеральные примеси, м. б. ядовитые и бактериальные соединения. Атмосферные- минерального происхождения.

Концентрация загрязнений мг/л или г/м³ зависят от нормы потребления, т.е. степени разбавления водой, характера производства ,особенностей технологического процесса, места образования осадков, продолжительности и интенсивности.

Канализация- это комплекс инженерных сооружений и мероприятий, обеспечивающих:

приём сточных вод всех видов в местах образований транспортировку на очистные сооружения; очистку и обеззараживание сточных вод; утилизацию полезныхвеществ, содержащихся в водах; спуск очищенных вод в водоём.

Виды канализации: вывозная и сплавная.

При вывозной жидкие загрязнения вод из приёмников-выгребов вывозятся на поля ассенизации для их дальнейшей обработки; применяются только в небольших населённых пунктах.

При сплавной сточные воды по подземным трубопроводам (коллекторам) транспортируются на очистные сооружения.

Комплекс канализационных инженерных сооружений при сплавной канализации включает:

внутренние канализационныеустройства, обеспечивающие приём вод и транспортировку их в наружную сеть; наружные- транспортировка их на очистные сооружения; насосные канализационные станции для перекачки вод; очистные сооружения, обеспечивающие очистку, обеззараживание, обработку и утилизацию; выпуск сточных вод для спуска в водоём.

Внутренние канализационные устройства в зданияхсостоят из:

приёмников сточных вод (унитазы, раковины ); сети отводных труб; стояков; выпусков.

Каждый из приёмников снабжен гидравлическим затвором (сифоном), предохраняющим помещение от попадания запахов из сети. Стояки устанавливают в отапливаемом помещении и выводят выше кровли для вентиляции внутренней канализации.

Системы канализации городов.

Разделяют: общесплавную, раздельную (полная, неполная), полураздельную, комбинированную систему.

Общесплавная: все воды поступают в один коллектор, который транспортирует их на очистные сооружения. Для разгрузки общесплавной сети в период дождей, на ней устанавливаются разделительные камеры- ливнеспуски, через которые часть воды без очистки сбрасывается в водоем.

Достоинства: уменьшение стоимости до 40% за счет уменьшения протяженности. Недостатки: по эксплуатации не экономична, потому что смешивает воды разной степени загрязнения и сброс воды не очищенных вод не экологичен.

Неполная раздельная система, является промежуточной стадией строительства полной раздельной, где дождевые и условно-чистые производственные воды отводятся в водоем без очистки по открытым лоткам, а загрязненные производственные и бытовые по общему коллектору на очистные сооружения.

Полная раздельная- проектируется сеть для отвода бытовых сточных вод и загрязненных производственных, прошедших местную очистку на очистные сооружения и дополнительно устраивают сеть для приема дождевых и условно- чистых производственных, которые отводятся в пруды отстойники или непосредственно сбрасываются в реки. Иногда проектируют отдельно сеть для дождевых и условно-чистых производственных вод.

Полураздельная, та же сеть, что и при полной раздельной системе, но на производственно-дождевой сети устанавливают специальные устройства- водосбросные камеры, позволяющие перепускать дождевые воды, а также наиболее загрязненные первые порции дождя в сеть производственно-бытовую, а также при интенсивных ливнях сбрасывать их непосредственно в водоем без очистки. При такой системе сеть хозяйственно-бытовую прокладывают ниже производственно-дождевой.

Комбинированная система появилась в результате расширения городов, имеющих общесплавную систему канализации.

Элементы наружной канализации.

Наружная канализация состоит:

разветвленной сети подземных каналов и труб, отводящих воды самотёком к насосным станциям и очистных сооружений.

Проектирование канализационной сети.

Внутриквартальная сеть транспортирует сточные воды от зданий данного квартала в уличную канализацию. Она заканчивается контрольным колодцем (КК), расположенного за пределами квартала перед красной линией застройки. Участок сети, соединяющий КК с уличной сетью, называется соединительной веткой. Территориягорода разделяют на бассейны канализования. Участок сети, собирающий стоки от 1 или нескольких бассейнов, называется коллектором бассейна канализования, отводящимводы за пределы бассейна в главные коллекторы. Загородные коллекторы (отводные) не имеют присоединений, отводят воды к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту спуска в водоём.

Канализационная сеть работает в самотечном режиме, но при больших заглублениях коллекторов этого невозможно добиться. В пониженных участках сети устраивают насосные станции для подъёма вод на более высокие отметки. Участок сети от насосной станции до самотечного коллектора или очистных сооружений называетсянапорным коллектором.

Выпуск- трубопровод для отведения вод в водоём.

Канал- коллектор большого диаметра.

Проектирование канализационной сети начинают с разбивки территории города на бассейны канализации, выбораместа расположения очистных сооружений и выпуска очищенных стоков в водоём. Границы бассейнов канализования наносят на план города с горизонталями, их определяют по рельефу местности и проекту вертикальной планировки города. Определяют направление движения вод и районы, где потребуется перекачка вод( если невозможен самотёк). Затем приступают к трассировке наружной канализации.

Трассировкой называется начертание сети в плане. Выполняется так:

·прокладка главных и загородных коллекторов;

·прокладка коллекторов бассейнов канализования;

·прокладка уличных и внутриквартальных сетей.

Схемы канализационных сетей.

-это взаимное расположение в плане основных элементов наружной канализации, от правильного их решения зависит стоимость сети в целом. На выбор схемы оказывает влияние множество факторов, решающий- рельеф. Схемы:

·при плавном понижение рельефа- пересеченная схема;

·при отсутствие обратных уклонов- перпендикулярная;

·при резком уклоне местности к водоему- параллельную;

·при сложном- радиальную;

·при неравномерном- зонную.

Перпендикулярная схема применяется только для отвода в реку чистых атмосферных осадков. Предусматривается, что коллекторы бассейнов канализования трассируют по наикратчайшему расстоянию к водоему, перпендикулярно ему.

Пересеченная схема, коллекторы бассейнов канализования, идущие к водоему, перехватываются главным, транспортирующим сточные воды на насосную станцию, откуда по напорной ветке поступают на очистные сооружения. Главный коллектор прокладывают параллельно водоему. Эту схему используют при реконструкции перпендикулярной.

Параллельная схема. Коллекторы бассейнов прокладывают параллельно или с небольшим уклоном в направление движения воды в реке и перехватываются главным коллектором, отводящим стоки на очистные сооружения.

Зонная схема (поясная) предусматривает наличие 2 главных коллекторов в верхней и в нижней зоне города. Из нижней зоны стоки перекачиваются насосной станцией в отводной коллектор.

Радиальная схема. Коллекторы имеют радиальное направление от центра к его периферии. Каждый район имеет свой главный коллектор, очистные сооружения и насосную станцию. Эта схема удобна при расширение городов, не требует перестройки действующих коллекторов.

Способы трассировки уличных сетей.

Важное значение имеет правильная трассировка уличных канализационных сетей. Различают способы:

объемлющая- сети описывают каждый квартал с 4-х сторон по проездам; по пониженной стороне квартала- сеть только по пониженным сторонам квартала; чрезквартальная- расположена внутри квартала прямолинейно, сокращается длина сети, но затрудняется эксплуатация.

Глубина заложения труб.

на глубину заложения влияют параметры:

-обеспечение приема сточных вод от внутриквартальных сетей зданий;

-защита от механического повреждения;

-предохранение от замораживания.

Минимальная глубина заложения принимается в зависимости от глубины промерзания, с учетом, что температура стоков 10-15^о С и не менее 0,7 м., что сохраняет трубу от механических повреждений.h=H_пром-(0.3-0.5) ≥0.7+D_трубы

Начальную глубину заложения определяют по формуле:

H_нач=h+i(L+L₁)-(Z₁-Z₂)+d, где

h-наименьшая глубина заложения труб сети от поверхности земли до лотка трубы в наиболее удаленном колодце внутриквартальной сети:

i- уклон внутриквартальной сети;

L+L₁- длина внутриквартальной сети от наиболее удаленного колодца до места присоединения ее к уличной сети;

Z₁; Z₂- отметки поверхности земли у наиболее удаленного колодца и у места присоединения к уличной сети;

d- разница диаметров трубопроводов уличной и внутриквартальной сети в месте соединения.

Максимальная глубина заложения зависит от способа их прокладки. При открытом способе работ глубина заложения коллекторов составляет 10-15м. –в сухих грунтах; 5-7 м. в мокрых. При закрытых способах обычно до 20 м.

Прокладку сети рекомендуют вести в пределах проезжей части и в зонах зеленых насаждений. На пересечение с ж/дорогами, вблизи уникальных зданий, трассами метрополитена предусматривают дублирующие линии с камерами для связи.

Рационально предусматривать прокладки трубопроводов различного назначения совместно. Ведут укладки параллельно красной линии застройки или оси дороги. При пересечение канализационных труб с водопроводными, первые прокладывают ниже, с расстояниемв свету между трубами не менее 0,4 м., или водопровод заключают в кожух длиной не менее 5м, в фильтрующих грунтах -10 метров в обе стороны от места пересечения.

СООРУЖЕНИЯ НА КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ.

На канализационных сетях сооружают колодцы и камеры.

Основные виды:

1) Камеры из сборного ж/б в местах присоединения нескольких линий больших диаметров в один коллектор. Трубы внутри колодцев и камер заменяют открытые лотки. Могут быть круглые, прямоугольные, многогранные.

2) Колодцы. Различают в зависимости от назначения:

смотровые- при изменения диаметра труб линейные –на прямолинейных участках сети, расстояние между ними зависит от диаметра труб; поворотные – приизмененияуклона сети и направления в плане; узловые – в местах присоединения линий; контрольные – в местах присоединений внутриквартальной линии в уличную в пределах застройки квартала; промывные – на начальных участках сети при недостаточном наполнении труб; перепадные – для соединения труб, уложенных на разных высотах; со стояком – приD≤500 мм, h–высота перепада <6 м.; с водосливом и водобойным колодцем – D>500 мм.

( рассмотреть устройство колодца стр.126 и соединение шелыга в шелыгу).

Материал канализационных труб.

Требования:- прочность от внешних сил, давление грунта, нагрузки от наземного транспорта, внутреннее давление при засорение сети и расчетного при работе дюкера и напорных труб.

- водонепроницаемость, нестираемость;

- химическая стойкость от агрессивных вод и блуждающих токов;

- термостойкость при температуре выше 40 ^оС; гидравлическая гладкость.

Материал: керамические, чугунные, бетонные, железобетонные, полиэтиленовые (виниловые, фаолитовые, полипропиленовые), асбестоцементные, стеклянные.

Для напорных коллекторов: чугунные, ж/бетонные, стальные, асбестоцементные. Стальные обычно используют при прокладке дюкеров, монтажа трубопроводов в насосных станциях, для выпуска сточных вод в сейсмических районах.

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ.

Канализационную сеть рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода сточных вод:q_max_.с.= (Nq_ж/86400 ) к_общ л/с;

N–численность населения;

q_ж –норма водоотведения = норме потребления;

к_общ – коэффициент неравномерности водоотведения, определяется в зависимости от величины среднего секундного расхода (прил. СНиП)

q_ср.с.= q_ж N/86400, л/с

При расчете канализационных сетей вычисляют расходы, используя понятия модуля стока,

л/(с га),q_о= р q_ж/ 86400

р- плотность населения на 1 га (прил.1)

F- площадь кварталов в зоне

q_max_.с.= q_о F к_общ

Максимальный расход производственных сточных вод:

q_max_.с.=(П_см q_пр.^а /Т 3600) К_ч

К_ч – коэффициент часовой неравномерности водоотведения.

П_см –количество продукции в смену с максимальной выработкой продолжительностью Т часов.

q_пр – норма на единицу продукции, м³

расчетный расход сточных вод на участке сети определяется:

q_р= q_тр+ q_поп+ q_с , где

q_тр- транзитный расход воды, поступающий в расчетный участок с боковой сети;

q_поп- попутный расход, поступающий от зданий, прилегающего квартала;

q_с- сосредоточенный от промышленного предприятия.

Бытовую канализацию рассчитывают на частичное наполнение труб- Н/ D. Расчетные наполнения принимают:

D, мм

150-300

350-450

500-900

>900

Н/ D

0,6

0,7

0,75

0,8

Минимальные диаметры труб сетей уличной канализации принимают в зависимости от системы канализования:

полная раздельная

общесплавная

хозяйственно-бытовая

дождевая

200 мм.

250 мм.

250мм.

Расчетной скоростью называют скорость течения при расчетном расходе и наполнении. Минимальной самоочищающей скоростью называют наименьшую допустимую скорость течения, при которой обеспечивается самоочищение труб.

D, мм.

150-250

300-400

450-500

600-800

900-1200

1300-1500

>1500

, м/с

0,8

0,9

1,15

1,3

1,5

Максимальную расчетную скорость принимают 8 м/с-для металлических труб, 4 м/с- для неметаллических труб.

Канализационные трубы прокладывают с уклоном.

Минимальным уклоном трубы называют уклон, обеспечивающий при расчетном наполнение трубы скорость самоочищения. Их принимают для бытовой канализации:

при D 150 мм- 0,08 ; 200 мм.-0,005; 250 мм. и более- по гидравлическому расчету.

Ориентировочный минимальный уклон можно определить по выражению: =1/D .

В ходе гидравлического расчета определяют по полученным значениям расчетных расходов воды диаметры труб, уклоны, обеспечивающие требуемые значения расчетных скоростей и наполнения. На практике эти расчеты ведут с помощью графиков, монограмм, таблиц.

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД.

По физическому состоянию воды делятся на:

- нерастворимые примеси;

-каллоидные частицы;

-растворимые частицы.

По природе загрязнения:

-минеральные;

-органические;

-бактериальные.

Методы очистки:

механические, удаление нерастворимых и частично каллоидных загрязнений; биологические, основана на жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих окислению органических веществ, содержащихся в сточной воде в виде тонких суспензий и в растворе. физико-механические, сорбция, экстракция, электролиз применяют преимущественно для производственных сточных вод.

Санитарная очистка поселений

Работы, выполняемые при уборке территории, различают в зависимости от сезона.

Зимняя уборка должна обеспечивать нормальное движение пешеходов и транспорта независимо от погодных условий и включает: подметание и сдвигание снега, устранение скользкости.

В осеннее время помимо обычных уборочных работ производится подметание и сгребание листьев, очистка от мусора территорий. Весной дополняется расчистка канав для стока талых вод к люкам и приемным колодцам сети и т.д.

Работы по очистке от мусора и промывка урн, указателей улиц, номеров домов производится независимо от сезона.

Организация сбора и вывоза мусора производится в соответствие с санитарно-гигиеническими требованиями по планово-регулярной системе согласно утвержденным графиком. Периодичность удаления бытовых отходов устанавливается санэпидстанцией, исходя из местных условий, в соответствие с правилами содержания территорий населенных мест. На обслуживающих объектах создаются необходимые условия для сбора отходов и работы спецтранспорта. Бытовые отходы выводятся по специальному маршруту и графику.

Бытовые отходы подразделяются на: загнивающие (н-р пищевые отходы) и незагнивающие (бумага, битая посуда и т.д.).

В жилых зданиях до 5 этажей отходы собираются в ведра поквартирно и выносятся в специальныемусоросборники. Далее вывозятся специальными машинами на городские свалки или на перерабатывающие заводы.

В зданиях свыше 5 этажей, а также в гостиницах, больницах и т.д. устраивают систему мусоропроводов. Бывают мусоропроводы: сухиехолодные, горячие (огневые), мокрые.

Горячие используются обычно в больничных комплексах, принцип- ежедневное сжигание мусора. Недостаток: большая задымляемость, наличие большого объема отходов.

Мокрые мусоропроводы, оборудованы большими емкостями, откуда вода вместе с мусором сбрасывается в бытовую канализацию. Недостатки: необходимость мусородробильных устройств, большой расход воды.

Основные виды мусоросборников:

система сменяемых мусоросборников (контейнеры). Обычно металлических, объемом

0,75 м³. при этой системе контейнеры моют в местах разгрузки, не снимая с машины.

система несменяемых мусоросборников. ТБО из контейнеров перегружают в мусоровоз, сами контейнеры остаются на месте. накопление металлолома, крупногабаритного мусора производится в съемных бункерах- накопителях. Расставляют их в местах складирования такого мусора и вывозится по мере накопления по заявкам жилищных организаций.

Местоположение площадки под контейнеры рассматривается в генплане. Площадку отгораживают с трех сторон невысокой перегородкой, высотой 1,5 м, выполненной из кирпича или ж/б элементов. Полплощадки выполнятся из бетона или асфальтобетона, с уклоном в наружную сторону. Размеры площадки зависят от расчетного количества располагаемых контейнеров.

При наличии в зданиях мусоропроводов должен быть свободный подъезд машин к грузовой камере мусоропровода.

ТЕМА 2,6 ХОЗЯЙСТВЕННО-ФЕКАЛЬНАЯ КАНАЛИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ.

Внутренняя канализация зданий состоит из элементов:

- приемники сточных вод (ванны, мойки, унитазы);

-отводные трубопроводы;

-стояки;

-выпуски, расположенные в подвале или в подполье;

-дворовый колодец;

-вентиляция;

-прочистки;

-ревизия.

В жилых зданиях устанавливают различные модификации приемников сточных вод: ванн, джакузи, умывальников и т.д. унитазы тарельчатые с бачками типа «компакт» с прямым или косым выпуском. Косой выпуск позволяет присоединить прибор непосредственно к канализационному стояку или к отводному трубопроводу, уложенному на перекрытие. Индивидуальные душ-биде, умывальники различной формы на постаменте и нет, мойки из нержавейки, эмалированные чугунные, пластмассовые и т.д. Материал фаянс, фарфор, пластмасса. Оборудуются выпуском с решеткой, переливом, приставным гидрозатвором, водопроводной смесительной арматурой.

Гидравлические затворы присутствуют на всех приборах, представляют собой изогнутый канал или трубу, наполненный водой высотой не менее 60 мм., надежно закрывающий выход газов после сброса стоков в канализационную сеть. Для ванн устанавливается напольный сифон с тройником для присоединения переливной трубы. Сифоны изготавливаются из чугуна, керамики, пластмасс.

Отводные трубы от приборов могут быть проложены по полу открыто, в бороздах, в панелях, монтажных коридорах. Все отводные трубы прокладывают по кратчайшему пути к стояку. От ванн, моек, умывальников отводные трубы прокладывают диаметром 50 мм. с уклоном 0,035 к стояку, для обеспечения самотечного режима движения сточных вод. От унитазов отводная труба проектируется диаметром 100 мм. с уклоном 0,02. максимальный уклон не более 0,15. Двустороннее присоединения отводных труб от ванн к одному стояку на одной отметке допускается только с применением косых крестовин.

Размещают приемники сточных вод по этажам друг над другом. К стоякам отводные трубы присоединяются с помощью тройников. Для присоединения унитаза непосредственно к стояку используются отводы- кресты. Двухплоскостная крестовина на стояках используется для присоединения отводных труб разных диаметров в разных плоскостях..

Конструктивно диаметр канализационных стояков принимается одинаковыми по всей высоте и равным наибольшему диаметру присоединяемых труб. Стояки размещаются открыто у стен, перегородок, или скрыто в монтажных шахтах кабин.

При тупиковой схеме и наличии не эксплуатируемых подвалов, выпуски могут быть расположены по полу подвала на столбиках или подставках, с обеспечением плавных присоединений стояков (двумя отводами по 135^о). Конструктивно диаметр выпуска принимается по мах диаметру стояка. Выпуск пропускается через стену подвала. Минимальная глубина заложения выпуска определяется:Н_пром-0,3 м. (до низа трубы).и не менее 0,7 м.

Для прочистки внутренней канализации применяют прочистки и ревизии.

Стояки прочищают с помощью ревизий, которые располагаются на стояках на высоте 1 м. от пола до центра ревизии и устанавливаются на первом и последнем этажах, а также одна ревизия на 3 этажа.

Трубопроводы внутренней канализации прочищают с помощью прочисток, которые устанавливают: - в начале участков (по движению стоков) отводных труб при числе присоединяемых приборов не менее 3;

-на поворотах сети;

-на прямолинейных участках сети в зависимости от диаметра труб: при диаметре 50 мм- 8 м; при диаметре труб 100-150 мм.- 15 м.

При движение сточных вод накапливаются газы, для их удаления предусматривается вентиляция канализационных стояков, которая осуществляется выводом канализационного стояка выше кровли здания: при плоской- на 0,3 м.; при скатной-0,5 м.; при эксплуатируемой-3м. Диаметр вытяжной части равен диаметру сточной части. Допускается объединение поверху вытяжных частей канализационных стояков одной секции здания. Вытяжные части следует размещать от открываемых окон и балконов на расстояние не менее 4 м.

Длина выпуска из здания считается от прочистки или ближайшего стояка до оси смотрового колодца и зависит от диаметра выпуска:

диаметр трубопровода, мм

100

150 и более

длина выпуска, м.

При необходимости проектирования большей длины выпуска устраивают дополнительный смотровой колодец.

Для систем канализации используют материал труб: чугунные, асбестоцементные, бетонные, железобетонные, пластмассовые, стеклянные. Предпочтение отдается чугунным трубам и пластмассовым: из поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена (ПВП). Пластмассовые трубы соединяются при помощи сварки, клея, раструбного соединения с резиновым уплотнителем. Номенклатура изделий одинаковая, раструбные трубы монтируются так, чтобы раструбы были обращены в противоположную сторону направления движения сточных вод.

Внутренняя канализация как и наружная, работает в самотечном режиме с неполным наполнением труб. Наполнение для труб диаметром 50-100 мм. следует принимать 0,8>H/D>0.3;

а для диаметров >100 не более 0,6. Скорость движения сточных вод должна быть принята самоочищающей более 0,7 м/с.

Дворовая канализация

Проектируется в пределах границы канализования здания- красной линии и служат для транспортировки сточных вод самотеком от канализационных выпусков в контрольный колодец, затем в колодец внутриквартальной или уличной городской сети.

Выпуски из здания проектируются в сторону дворового фасада. Колодцы устанавливаются: в местах присоединения выпусков, на повороте сети, за 1,5-2 м. до красной линии, на прямых участка через 35 м при D=150 мм; 40-50м. при D>150мм.

Колодцы дворовой канализации выполняют их ж/б элементов диаметром 1 м. минимальное расстояние от стен здания до оси смотрового колодца принимается 3 м в сухих грунтах, 5 м. в мокрых. Дворовая канализация проектируется из керамических, асбестоцементных, чугунных (в просадочных и вечномерзлых грунтах), пластмассовыхраструбных труб. Трубы разных диаметров соединяются шелыга в шелыгу.

Поскольку в городском колодце уличного коллектора дворовая канализация присоединяется к уличной сети, которая заглублена значительно ниже, в контрольном колодце, расположенном на расстояние 1,5-2 м.проектируют перепад. Перепад устраивают по бетонному водосливу высотой до 0,3 м в виде открытого лотка, при большем перепаде в виде закрытого стояка с отводами того же диаметра, что и у подводящего трубопровода. Трубы между колодцами должны иметь один общий уклон и быть одного диаметра.

Уклоны дворовой сети рекомендуются при диаметре 150 мм. -0,0008-0,0015 в сторону уличного коллектора, который обеспечивают самоочищающую скорость и расчетное наполнение труб

0,3≤ H/D ≤0,6.

Расчет внутренней канализации сводится к определению количества санитарных приборов, расходов сточных вод, диаметров и уклонов труб. Проектирование- к правильной расстановки всех необходимых элементов канализационной сети.
ТЕМА 2,7САНИТАРНАЯ ОЧИСТКА И ВОДОСТОКИ ЗДАНИЙ.

ВОДОСТОКИ.

Предназначены для отвода дождевых и талых вод с крыш зданий.

Различаю наружный водосток и внутренний.

Наружный различают организованный и неорганизованный. Неорганизованный допускается в зданиях до 2 этажей при отсутствие дождевой канализации, при отсутствие рядом с домом тротуаров и дорог.

Организованный в остальных случаях. Элементы организованного водостока: желоб (настенные, подвесной, навесной);водосточная воронка, стояк, отмет, лоток. (см. Архитектура зданий).

Внутренний располагается внутри зданий в лестничной клетке или в нежилых помещениях.

Состоит из водосточных воронок, которые присоединяются к стоякам с помощью отводных трубопроводов; выпусков; прочисток; ревизии; смотрового колодца.

Водосточные воронки размещают на кровле здания (1 воронка на 1 секцию), располагающей на внутренней продольной оси здания.

Стояки монтируются из стальных, асбестоцементных, пластмассовых труб в отапливаемых помещениях открыто или в бороздах стен, в коробах, шахтах.

Ревизия устанавливается на 1 м. от пола. Прочистка в подпольной сети при изменении направления и на прямых участках на расстоянии не более 30 м. друг от друга.

Выпуски отводят воду от стояка на отмостку или лоток, или в наружные сети дождевой канализации.

Тема 3,1 Основы строительной теплотехники

Строительная теплотехника изучает процессы, происходящие в ограждающих конструкциях при передачи теплоты. Это необходимо для разработки конструкций с заданными теплофизическими свойствами. К этим свойствам относят способность защитить помещения от охлаждения зимой, перегрева летом, обеспечить нормативный перепад между температурой внутреннего воздуха и внутренней поверхности стены, способность поддерживать внутри конструкции температурно-влажностный режим, обеспечить минимальное увлажнение материалов в процессе эксплуатации.

Виды теплопереноса:

Теплопроводность ( кондукция)- перенос тепла при непосредственном соприкосновение тел или их частей с различной температурой. Характерен для твердых тел, а также для газов, жидкостей, в которых отсутствует видимый перенос массы. Конвекция- перенос теплоты за счет перемещения в пространстве массы газообразного, жидкого, сыпучего вещества. Тепловое излучение (радиация)- перенос теплоты от одних тел к другим электромагнитными волнами. В этом процессе внутренняя энергия тела превращается в энергию электромагнитного поля, поглощаемую другим телом и выделяемую в виде теплоты.

Теплопроводность связана с разделением температур внутри тела.

Совокупность мгновенных значений температуры во всех точках тела называется температурным полем. Температура в общем случае- функция координат и времени τ, т.е. t=f(x;y;z; τ).

Если температура меняется во времени, то поле неустановившееся (нестационарное), если не меняется- установившееся (стационарное). В зависимости от числа рассматриваемых координат, поле может быть одно-, двух-, трехмерным.

Геометрическое место точек с одинаковой температурой представляют собой изотермическую поверхность. Наиболее интенсивное изменение температуры в теле происходит по нормали к изотермической поверхности. Предел отношения изменения температуры к расстоянию между изотермами называется градиентом температур и обозначается

Lim(t/n)= ∂t/∂n=gradt=t

n→0

Градиент температур- вектор, направленный в сторону повышения температуры.

Фурье изучая теплопроводность в твердых телах установил, что количество теплоты, прошедшие через изотермическую поверхность, пропорциональны градиенту температур. Площади и времени

Q=- λ(∂t/∂n) Fτ; для плотности теплового потока q= Q/ Fτ=- λ ∂t/∂n(1)

Знак «-« показывает, что вектор градиента температур и теплового потока направлен навстречу друг другу. Плотность теплового потока измеряется в Вт/м², в технической системе в ккал/(м²*ч).

Соотношение этих единиц 1 ккал/(м²*ч).=1,163 Вт/м²

Коэффициент теплопроводности λ- количество теплоты, переносимой через 1 м² изотермической поверхности в единицу в единицу времени при градиенте температур равной 1. в соответствие с физическим смыслом Вт/м*К, в техническом смысле –ккал/(м*ч*^оС). Для расчетов берется из справочника. Зависит от температуры, плотности, структуры, пористости, влажности.

Теплопроводность однородной стенки. Рассмотрим стенку толщиной δ, выполнена из однородного материала с постоянным коэффициентом теплопроводности. На внешней поверхности поддерживаются постоянные температуры t₁^ст> t₂^ст.. вектор q направлен вдоль оси x

Температурное поле одномерное, изотермические поверхности- плоские,

Режим- стационарный. Выделим внутри стенки слойdx, для найдем на основание уравнения (1) dt=-q/λdxПолучим

q=( λ/δ)( t₁^ст> t₂^ст)= (t₁^ст> t₂^ст) /R,величина δ/ λ= R –термическое сопротивление, определяющее интенсивность падения температуры в стенке м²*К/Вт;м²*ч* ^оС/ккал

Рассмотрим многослойную конструкцию, состоящую из слоев δ¹, δ², δ³с коэффициентами теплопроводности λ¹, λ², λ³ . Температуры: внутреннего слоя- t₁^ст, внешнего слоя t₄^ст , в плоскости контакта слоев t₂^ст , t₃^ст .

При стационарном режиме плотность одинаковая для всех слоев, поэтому

q =( t₁^ст- t₂^ст ) /R₁= (t₂^ст- t₃^ст ) /R₂= (t₃^ст –t₄^ст ) /R_3,получим q =(t₁^ст- t₄^ст )/ R₁+R₂ +R₃

при большем числе слоев получим q =(t₁^ст- t_n+1^ст )/ Σ ⁿ_i+1R_i

температуру в любом сечение удобно определять графически. По оси ординат откладывают температуру в интервале от t₁^стдо t_n+1^ст, по оси асбцисс- R_i. при коэффициенте теплопроводности точки 1 и n+1 соединяются прямой.

Тема 3,2 Микроклимат помещений

В помещениях, где пребывают люди, необходимо поддерживать определенный микроклимат. В производственных помещениях он должен соответствовать и технологическому процессу, в сельскохозяйственных- интенсивному выращиванию культур, содержанию животных.

Нарушение теплового баланса ухудшает самочувствие и трудоспособность. Тепловыделения человека зависят от возраста, веса, деятельности. В спокойном состояние взрослый человек отдает окружающей среде ≈ 120Вт, при легкой работе ≈ 250 Вт, при тяжелой ≈ 500 Вт. Большая часть отдается лучеиспусканием, меньшая испарением и конвекцией.

Для обеспечение комфортной среды необходимо совокупное воздействие температуры в помещение, влажности, скорости движения воздуха и температуры внутренних поверхностей ограждения, мебели и т.д.

Температура внутренних поверхностей различна и поэтому вводят понятие средняя температура всех поверхностей или «радиационная» температура. Связь ее с температурой в помещение представлена на графике и зависит от времени года. Температура пола в помещение должна быть ниже температуры в помещение не более чем на 2-2,5 ^оС и не более 24-26^оС.

За расчетную температуру в помещение принимают температуру воздуха на высоте 1,5 м от пола и не ближе 1 м от стены. Она должна быть в жилых помещениях-18^оС, для угловых помещений и

районов с расчетной зимней -30^оС и ниже-20^оС, на кухнях-15^оС и т.д. по СНиПам.

Тепловой и влажностный режим в помещение влияет на самочувствие человека. Большая относительная влажность воздуха в помещение при высокой температуре снижает возможность эффективного испарения и ухудшает тепловое состояние человека. Сочетание высокой температуры и низкой влажности вызывает у человека неприятные ощущения в дыхательных путях.

Внешние признаки нарушения нормального температурно-влажностного режима являются резкие колебания температуры в морозные и ветреные дни, плесень на предметах, затхлость и сырость воздуха, длительное сохранение запахов в помещениях и т.д.

Оптимальные условия для человека это относительная влажность 45%, температура 18-20^оС, скорость воздуха-5-10 м/с

Влажностный режимпомещений зависит ототносительной влажности (отношение давления водяныхпаров в воздухе при заданной температуре к давлению насыщения) и температуры в помещение , в соответствие со СНиПами устанавливают режимы помещений при t=12-24^оС:

сухой- до 50%; нормальный- до 60%; влажный до 75%; мокрый- более 75%.

Влажный режим конструкций зависит от режима содержания, н-р усилить отопление за счет включения газовых кухонных плит приводит к сухости воздуха и насыщения его продуктами сгорания. Большие стирки, сушка белья в помещение приводит к переувлажнению воздуха.

Защита ограждающих конструкций от атмосферной влаги достигается подбором влаго- и морозо-

стойких материалов, конструктивными приемами (воздушная прослойка, пароизоляция и т.д.). проверяется расчетом конструкция на возможность образования конденсата на внутренней поверхности и в толще конструкции.

Воздух всегда содержит влагу, количество влаги на 1 м3 воздуха называется абсолютной влажностью. Наличие влаги в атмосфере определяет парциальное (самостоятельное) их давление, которое называют упругостью водяного пара Е (кПа). При определенном атмосферном давление и температуре упругость водяного параувеличивается до определенного предела, выше которого наступает насыщение воздуха влагой и образуется конденсат.

t, ^оС

+10

+12

+14

+16

+18

+20

+22

Е(кПа)

8,1

9,3

10,1

12,3

14,02

15,98

18,17

20,6

23,4

26,5

При повышение температуры относительная влажность уменьшается, при понижение- увеличивается. Температура воздуха при которой относительная влажность достигает 100%, называется точкой росы, при дальнейшем понижение температуры образуется конденсат.

Необходимость расчета на образование конденсата определяется СНиПом.

При необходимости исключить образование конденсата прибегают к различным мерам: устраивают пароизоляцию на внутренней поверхности стены, окрашивают стены масляной краской, покрывают лаками, битумом, смолами, комбинацией из таких материалов.

ТЕМА 3,3 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПОСЕЛЕНИЙ.

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ:

1)Вода обладает большой теплоемкостью с=4,19 кДж, теплопроводностью, позволяет создавать эффективные теплообменные аппараты. Плотность воды меняется в зависимости от температуры, поэтому устанавливают специальные расширительные баки. Присутствие растворимых солейприводит к зарастанию сечения трубопровода. Необходимо учитывать, что при температуре 0^оС вода замерзает и увеличивается в объеме, при температуре 100^оСи давления 0,1 МПа закипает, при повышения давления повышается температура кипения.

2)Водяной пар. Различают насыщенный пар (влажный), перегретый (сухой). В системах обычно используют насыщенный пар, так как он при охлаждение, конденсируясь, отдает скрытую теплоту парообразования, значительно превосходящую теплоту перегрева пара. Эффективность передачи теплоты от пара к стенке в процессе конденсации очень высока, что позволяет делать паровые теплообменники компактными. В отличие от воды плотность пара сильно зависит от давления, с увеличением давления плотность пара увеличивается. При одинаковом давление и температуре плотность водяного пара меньше, чем плотность воды и воздуха. Стоимость водяного пара выше, чем воды, так как требует дополнительное оборудование, меры по сохранению и возврату конденсата.

3)Воздух имеет низкую массовую теплоёмкость С_{р =}1,0кДж/кг К, т.е. требуется большое его количество. Теплопроводность низка, плотность невелика и зависит от температуры. Стоимость мала, лишь по устранению пыли.

4)Дымовые газы - близки к воздуху. Теплоотдача выше. В связи с содержанием вредных веществ долговечность оборудования резко сокращается. При охлаждении газа может возникнуть конденсат, зимой приводитк отсырению конструкций.

5)Антифризы – 50-60% водный раствор технического этиленгликоля (2-хатомный спирт). Ядовиты, коррозионны, не замерзают (до -40^оС). Плотность меньше воды, при нагревание увеличивают объём.

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

Система теплоснабжения состоит из 3 основных элементов: источников теплоты, трубопроводов транспорта теплоносителя и потребителей тепла.

По характеру тепловых нагрузок различают сезонные и постоянные потребители.

К сезонным относят системы отопления, вентиляции, кондиционирования, тепловые нагрузки которых изменяются в соответствие с температурой наружного воздуха.

К постоянным относятся производственные, систему горячего водоснабжения.

Для выбора мощности тепланеобходимы сведенияо тепловых нагрузках потребителей.

Q=q_oF (1+k) илиQ=q_y_д U (t_в-t_н);

q_o-удельный расход тепла на единицу площади; F-жилая площадь; q_y_д-удельная отопительная характеристика; U-объем здания.

Нагрузки производственных предприятий принимаются по соответственным нормам расхода теплоты на единицу продукции.

Отопительные системы различают:

- по источнику приготовления тепла: централизованные, когда обслуживают нескольких потребителей и децентрализованные, когда источник вблизи потребителя и один.

Централизованный источник это ТЭЦ, вырабатывающая электрическую и тепловую энергию; котельные

-по роду теплоносителя: паровые, водяные, воздушные

ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ

Классифицируются: 1) по числу труб:

однотрубные системы, где вода после отопления должна быть использована полностью в горячем водоснабжение. Применяются редко ввиду трудности выполнения этого условия; трехтрубные, где две трубы используются для подачи теплоносителя с разными параметрами (для отопления-90-95^оС и горячей воды), а возврат по общей трубе; четырехтрубные, где одна пара для ГВС, другаядля отопления; двухтрубная- подающая общая для ГВС и отопления и общая обратка, а в паровых сетях- паропровод и конденсатопровод.

2) по способу обеспечения ГВС различают сети:

закрытые, где для ГВС используется водопроводная вода, подогретая в подогревателях и полностью возвращаемая к теплоисточнику; открытые, где вода для ГВС берется из теплосети и убыль восполняется централизованной подпиткой у теплоисточника

3) по ориентации на местности различают магистральные распределительные сети:

·кольцевые, где участки к отдельным потребителям соединяются перемычками и при повреждение отдельных участков возможна подача теплоносителя окружными путями.

·радиальные, где повреждения на сети вызывают прекращение подачи теплоносителя на всем вышележащем участке.

4) по способу прокладки:

·надземный, более дешевый, используется вне мест заселения, где допустимо по архитектурным соображениям;

·подземный, прокладываемый под землей. Различают канальный и бесканальный.

Канальная прокладка представляет собой укладку труб в специальные ж/бетонные каналы, защищающие трубы от механических повреждений , воды и т.д. Различают каналы проходные, полупроходные, непроходные. Проходные используются при наличие не менее пяти труб большого диаметра, при прокладки в местах, не допускающих вскрытия каналов (под ж/д путями, автотрассами и.т.д.). Полупроходные допускают проход человек Са в согнутом положение, используют в стесненных условиях. Чаще используются непроходные. В одном канале прокладываются трубопроводы различного назначения.

Бесканальная прокладка снижает стоимость сетей и в последнее время используется чаще. В этом случае трубопроводы идут с тепло и гидроизоляцией, после монтажа изолируют соединения.

Минимальное расстояние до перекрытий каналов или до верха оболочки труб 0,7 м.

Присоединение систем отопления к теплосети.

Схемы присоединения подразделяются на зависимые и не зависимые.

При зависимой схеме теплоноситель в отопительной системе поступает непосредственно из теплосети, поэтому давление в местных системах определяется режимом давления в наружной сети.Возможны ситуации, когда высокое давление в местной системе вызывает недопустимые повышение давления в теплосети (н-р в высотных зданиях). В таких случаях используют независимую схему присоединения местной системы через подогреватель, при которой она гидравлически изолируется от теплосети. В этом случае давление в местной системе не зависит от давления в теплосети; местная система оборудуется расширительным баком, создающим собственное независимое гидростатическое давление. Независимая схема сложнее и дороже, поэтому используется в особых случаях.

Разновидности зависимой системы:

-в отопительной системе промышленных зданий допускается высокая температура (150^оС) и система присоединяется непосредственно к сети. В гражданских зданиях максимально допустимая температура 95^оС, поэтому для снижения температуры используется элеватор на вводе, подмешивающий обратную воду в подачу. Это возможно только при достаточной разности давления в подающей и обратной трубе (0,08-0,15 МПа). Недостатки: низкий КПД, необходимость повышения давления в наружной сети, прекращение циркуляции воды в местной системе при отключение наружной сети, что может привести к размораживанию приборов.

- схема с насосным подмешиванием обратной воды. Недостаток- шум насоса.

-схема универсальная с совместной работой элеватора и насоса на перемычке, при которой насос работает только при отключение тепловой сети.

Тепловые пункты.

Являются связующим звеном между теплосетью и потребителем, представляют собой узел присоединения его к теплосети. Назначение- подготовка теплоносителя для использования потребителем, т.е. поддержка температуры, давления, учет тепла, регулирование расхода. Подразделяются пункты на: индивидуальные (для одного здания) и центральные.

В тепловых пунктах размещаются элеваторы, смесительные насосы, теплообменники системы горячего водоснабжения, приборы контроля и регулирования параметров теплоносителя, устройства защиты от коррозии и отложений накипи в системах горячего водоснабжения.

В индивидуальных тепловых пунктах располагаются отключающие задвижки на подающее и обратной трубе, для проведения испытаний и ремонта; элеватор для снижения температуры; регулятор расхода, обеспечивающий постоянный расход воды в местной системе; водосчетчик; термометр; грязевики, защищающие систему от мусора.

Конструктивные элементы тепловых сетей.

Трубы. Тепловые сети сооружаются из стальных труб. Бесшовные горячекатаные выпускаются с наружным диаметром 32-426 мм., электросварные прямошовные и со спиральными швами- более 426 мм. Неметаллические полимерные и винилопластовые трубы могут применяться при давление до 0,6 МПа и температуре до 100^оС (винилпластовые до 60^оС) и поэтому используются только в ГВС.

Арматура. К запорной и регулирующей арматуре относятся вентиля и задвижки.

Опоры трубопроводов. Подразделяются на подвижные, предназначенные для восприятия массы теплопровода и обеспечения свободного перемещения в горизонтальном направление и неподвижные.

По конструктивному устройству подвижные опоры различают: опоры скольжения (при всех видах прокладки), качения (катковые и роликовые, хорошо работают на прямолинейных участках, хуже на криволинейных) , подвесные, используются при малых диаметрах.

Неподвижные опоры предназначены для фиксации в определенной позиции элементов теплопровода, не допускающих смещения - в камерах у ответвлений, в точках расположения запорной арматуры, у сальниковых компенсаторов.

Компенсаторы. При протекания горячего теплоносителя по трубопроводам происходит температурное удлинение участков, жестко защемленных неподвижными опорами. Возникают значительные напряжения продольного изгиба, способные разрушить конструкцию, для их устранения используют компенсаторы. Которые по принципу действия можно разделить на две группы: гибкие радиальные, это изогнутые под углом участки труб с обязательным обеспечением просвета в каналах для свободного перемещения плеч труб; и осевые, в которых удлинения воспринимаются телескопическим перемещением труб относительно друг друга. Герметичность обеспечивается сальниковой набивкой и требуют надзор за его состоянием.

Камеры устраиваются по трассе для размещения отключающей арматуры, неподвижных опор, сальниковых компенсаторов, дренажных устройств, в местах подключений ответвлений к потребителям. Спуск в камеры через люки по лестнице, высота камеры не менее 2 м., дно устраивается с уклоном 0,02 к приямку.

Схема присоединения ГВС к теплосети.

По характеру получения горячей воды для ГВС системы теплоснабжения разделяются на закрытые, в которых горячая вода получается нагревом водопроводной на ИТП и ЦТП, и открытые, в которых вода на ГВС отбирается непосредственно из подающей и обратной трубы теплосети. Ввиду сезонного изменения температуры в трубах теплосети соотношение отбираемой воды в течение сезона меняется; при максимальной нагрузке вода отбирается из обратной трубы, при минимальной –из подающей. Поддержание нормативной температуры осуществляется регулятором подачи воды ои подающего трубопровода. Выбор схемы присоединения водонагревателей к теплосети производится в соответствие со СНиП 2,04,07-86 в зависимости от соотношения ρ максимальных тепловых потоков на горячее водоснабжение Q_hmax и на отопление Q^max_o;ρ= Q_hmax/ Q^max_o

При ρ<0.15иρ>1выбирают параллельную (по отношению к системе отопления) схему присоединения ГВС. При этом сетевая вода, поступающая на ИТП или ЦТП, разветвляется на два потока: один поступает в подогреватель ГВС, а другой в систему отопления.

При ρ=0,2-0,8 используются двухступенчатые последовательные и смешанные схемы присоединения. Согласно СНиП 2,04,07-86 рекомендуется двухступенчатая смешенная, которая по сравнению с параллельной обеспечивает дополнительный нагрев воды ГВС за счет теплоты отработавшей в отопление сетевой воды, что уменьшает расход сетевой воды на ИТП или ЦТП.

Тема 3,4 Тепловой баланс и тепловой режим здания и помещений

Современный человек значительную часть времени проводит в помещениях , которые в зимнее время отапливаются. Создание комфортных условий одна из основных задач строительства.

В понятие комфортность входит обеспечение заданной температуры, влажности, воздухообмена в помещение.

В отапливаемом помещение должна поддерживаться температура воздуха в жилых комнатах-

18 ^оС, в угловых и спальных-20^оС . При этом температура поверхности отопительных приборов должна исключить возможность ожога и пригорания пыли. В период работы системы отопления в помещение возникает теплообмен между отопительными приборами, внутренними и наружными ограждениями, оборудованием и людьми. Для нормального самочувствия человека необходимо, чтобы естественная теплопродукция человека была скомпенсирована теплоотводом. Интенсивность отвода теплоты от человека тесно связана с метеорологическими условиями в месте пребывания и интенсивностью выполнения им работы.

Полная потеря теплоты человеком, выполняющим легкую работу при температуре 20^оС, составляет 544,3 кДж/ч. при теплота, теряемая конвекцией, составляет примерно 30%, излучение-50%, испарение-20%. Если теплопродукция организма и потери теплоты не сбалансированы, то человек ощущает тепловой дискомфорт.

Тепловыделения в помещениях в жилых зданиях производят люди и электрооборудование. Тепловой поток полный от мужчин оценивается: в состояние покоя-93-140 Вт; при легкой работе-140-175 Вт; при работе средней тяжести-175-290 Вт; при тяжелой работе более 290 Вт.

Тепловой поток от женщин составляет 85% от мужчин, от детей-75%

Потери теплоты через наружные ограждения подразделяются на основные и добавочные.

Основные потери теплоты складываются из потерь теплоты всеми ограждающими конструкциями (стенами, окнами, полом, чердачным перекрытием, входной дверью).

Q=∑ Qi, где Qi- потери теплоты каждой конструкцией.

Qi=Fiki(t_в-t_н)n, Fi- расчетная площадь ограждающей конструкции,

Ki-коэффициент теплопередачи конструкции, Вт/(м^2оС)

t_в- расчетная температура воздуха рабочей зоны помещения,

t_н- расчетная температура наружного воздуха

n- коэффициент, зависящий от месторасположения конструкции по отношению к наружному воздуху.

Расчетная площадь ограждающих конструкций вычисляют с учетом линейных размеров.

Длину наружных стен неугловых комнат измеряют между осями внутренних стен,

-угловых- от осей внутренних стен до внешних поверхностей угла,

-высоту наружных стен первого этажа определяют в зависимости от конструкции пола: если пол на грунте- от уровня чистого пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

если пол над неотапливаемым подвалом- отрезок от нижней плоскости конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

при полах на лагах- от уровня земли до уровня чистого пола второго этажа;

-высота стен промежуточных этажей- по уровням чистого пола соответствующих этажей;

-высота верхнего этажа- от уровня чистого пола до верха утепляющего слоя;

-наружные световые проемы и двери измеряются по наименьшему размеру в свету;

-площадь перекрытия измеряют по расстоянию между осями внутренних стен и от оси внутренней стены до внутренней поверхности наружных стен;

-площадь пола, лежащего на грунте или на лагах, вычисляют по зонам в виде полосы шириной 2 м., условно проведенные параллельно наружным стенам;

-для угловых помещений площадь первой зоны в углу наружных стен учитывают дважды.

Теплотехнические показатели неутепленных полов на грунте

Показатели

1 зона

2зона

3зона

4зона

Сопротивление теплопередачи R_полм^{2 о}С/Вт

2,1

4,3

8,6

14,2

Коэффициент теплопередачи k= 1/ R_полВт/ м^{2 о}С

0,476

0,232

0,116

0,07

Потери теплоты подземной частью наружных стен определяют так же, как и для неутепленных полов на грунте. Разбивку на зоны начинают у стен от уровня земли.

Если в конструкцию пола на грунте входит утеплитель, то учитывают термическое сопротивление этого слоя R_пол= R_пол+δ/λ

Добавочные потери теплоты оцениваются в долях от основных потерь. Различают потери:

- на стороны света: для стен и окон, ориентированных 290-110^оС-10%; 110-160^оС-5%; 160-250%-0%; 250-290-3-5%

-на нагрев врывающего воздуха через наружные двери, не оборудованными воздушными завесами, при высоте здания Н (м), учитываются коэффициентом β, β=0,27Н- для двойных дверей с тамбуром; β=0,34Н- для двойных дверей без тамбура; β=0,22Н- для одинарных дверей; β=3-для наружных ворот без тамбура.

Потери оформляются в виде таблицы:

№

помещение

Характеристика ограждения

Расче

тная

разно

сть

темпе.

Основ.

потери

Добавочные потери

Общ

ие

теплопотери

№

Наим

енов,

темп

ерат.

Наи

мен

ова

ние

Ориен

тация

Раз

мер

а*в м.

Пло

адь м²

Коэф

тепло

передачи Вт/

м^2оС

t n ,

^оС

Вт

На орие

нтацию

Про

чие

Мно

жи

тель

(1+ α

+ β)

В графе 8 коэффициент теплопередачи окна или наружной двери учитывается как разность соответствующего коэффициента теплопередачи (окна или двери) и коэффициента теплопередачи стены, с тем чтобы площадь окна или двери не вычитать из площади стены.

В графе 9 расчетная разность температуры представляется как выражение (t_вн- t_н) n

Графа 10 основные потери определяются по формуле Qi=Fiki(t_в-t_н)n

Общие потери определяются по формуле Q_общ=∑ Qi (1+ α+ β)

Тема 3,5 Отопление зданий

Система отопление включает три элемента: источник, теплопровод, отопительные приборы.

Классификация систем отопления:

Водяные системы: с принудительным побуждением -центральные

-местныедвухтрубные

с естественным побуждением-местныеоднотрубные

Паровые системы

отопления:низкого давленияс самотечным возвратом конденсата

высокого давлен.с конденсатным баком и питательным насосом

Печное отопление: с нетеплоемкими печами

с теплоемкими печами

Воздушное отопление: совмещенное с вентиляцией

рециркуляционное

Электрическое отопление: с промежуточными теплоносителями (вода, пар, воздух)

с непосредственным обогревом помещения

Системы водяного отопления.

Системы водяного отопления получили широкое распространение в жилищном , гражданском и промышленном строительстве. В этих системах вода обычно нагревается в генераторах теплоты до 105*С последовательно проходя: магистральные трубопроводы, трубопроводы, подающие воду к отопительным приборам( подающие стояки);отопительные приборы в которых вода остывает, и далее возвращается по обратным стоякам и обратным магистралям к месту нагрева.

Водяные системы различают:

-по способу создания циркуляционного давления на системы с естественным побуждением и системы с принудительным побуждением;

-по схеме отопительных стояков на двухтрубные и однотрубные;

-по месту прокладки магистральных трубопроводов горячей воды насистемы с верхней прокладкой и системы с нижней прокладкой;

-по способу прокладки магистральных трубопроводов горячей воды на тупиковые и с попутным движением ;

-по способу прокладки отопительных стояков: с вертикальным и горизонтальным проложением.

В строительстве выполнение двухтрубных и однотрубных стояков разнообразно. Отопительные приборы могут присоединяться к стояку справа и слева ( двухстороннее присоединение) или только с какой-либо стороны.

Одностороннее присоединение приборов предпочтительнее, т.к. эти стояки проще в изготовлении и монтаже.

Однотрубные отопительные стояки могут быть проточными и с замыкающими участками (центральными или смещенными).

Проточные стояки обычно применяют при расположении его в отдельном помещении (лестничная клетка, вестибюль, зал, цех). В этом случае регулировочные краны в отопительных приборах не ставят.

Горизонтальные стояки применяют в зданиях с четко выраженными поэтажными технологическими условиями эксплуатации. Например, на первом этаже магазин, на втором-учреждение, на третьем- склад.

Циркуляционное давление.

Вода в системах отопления циркулирует под действиемциркуляционного давления. Оно может возникать за счет остывания воды в отопительных приборах и трубах(естественное давление) и за счет работы циркуляционного насоса.

Если вода остывает только в отопительных приборах, то естественное давление в расчетном кольце системы определяется как разность гидростатических давлений двух столбов воды высотой Н (между центром нагрева и центром остывания) по формуле Р_е=gh(ρ_о-ρ_ґ).

Системы с естественным побуждением используются в малоэтажном строительстве, увеличению циркуляционного давления способствует заглубление котла, изоляция главного стояка и обратных магистральныхтрубопроводов, подающие магистрали и стояки не изолируют.

Системы с принудительным побуждением используют в многоэтажных зданиях, где вода перемещается с помощью насосов или водоструйных эжекторов. Эжекторы используют перепад давления между подающей и обратной магистралями для эжектирования части воды из обратной сети в подающую, что дает возможность применять в наружных теплотрассах перегретую воду (130-150^оС), сохраняя воду в подающей трубе в пределах санитарных требований 95-105^оС.

Расширительный бак емкостью, равный приросту воды в процессе нагрева, оборудуется на системахводяного отопления, работающих от домовых или квартальных котельных.

Система парового отопления

В системах парового отопления в качестве теплоносителя используют насыщенный водяной пар, температура которого соответствует определенному давлению.

Система подразделяется по:

-по величине начального давления пара на системы низкого давления Р_изб<0,07 МПа и высокого давления Р_изб>0,07 МПа

-по способу возврата конденсата на: с самотечным возвратом (замкнутые системы) и с возвратом конденсата с помощью питательного насоса (разомкнутые).

-по схеме прокладки трубопроводов: с верхней, с нижней, с промежуточной прокладкой распределительного трубопровода; с прокладкой сухого и мокрого конденсатопровода.

Принцип работы паровой системы низкого давления с верхней разводкой и с самотечным режимом возврата конденсата. Пар, образующийся в котле, отделяется от капель воды в сепараторе, и поступает в паропровод и далее по приборам. Сконденсированный пар стекает по конденсатопроводув возвратный трубопровод, в начале которого вмонтирована воздушная трубка, соединяющая систему с атмосферой. По возвратному трубопроводу конденсат самотеком возвращается в котел, преодолевая давление в котле за счет давления столба конденсата высотой 200 мм выше уровня воды в сепараторе. Для контроля уровня воды в нем устанавливают водомерное стекло. Во избежание повышения давления пара в системе выше заданного значения подключают предохранительное устройство – гидравлический затвор.

Недостатки системы парового отопления:

-неизменность температуры конденсата пара, что делает невозможным регулирование теплопроизводительности отопительных приборов путем уменьшение подачи в них насыщенного пара;

-недолговечность системы из-за коррозии внутренней поверхности

-шум, вызываемый большой скоростью движения пара по трубам

-гидравлические удары, вызываемые встречным движением попутного конденсата в подъемных паропроводах;

-низкие санитарно-гигиенические качества из-за высокой температуры поверхности отопительных приборов, вызываемые пригорание пыли и ожоги. Поэтому оно не применяется в жилых и общественных зданиях.

Достоинства: -простота в монтаже и пуске;

-отсутствие циркуляционного насоса;

-меньшая металлоемкость;

-возможность утилизации отработанного пара.

Применяется в помещениях с временным пребыванием людей, в промышленных предприятиях, где допустимо наличие высокотемпературных поверхностей.

Система воздушного отопления

В качестве теплоносителя используется воздух. Если используется наружный воздух, то выполняются функции отопления и вентиляции. Можно использовать и воздух из отапливаемого помещения- система рециркуляционная.

Система подразделяется по следующим признакам:

-по месту нагрева воздуха: местные системы и центральные;

-по схеме вентилирования помещений: прямоточные, с полной рециркуляцией, с частичной рециркуляцией;

-по характеру перемещения нагретого воздуха: с естественным побуждением, с механическим побуждением, создаваемым вентилятором.

-по роду энергоносителя: с водяными, паровыми, электрическими, газовыми калориферами.

Для локализыции проникновения холодного воздуха через открытые двери используют воздушные завесы, которые в остальное время работают как рециркуляционные установки.

Достоинства:- снижение первоначальных затрат за счет сокращения расходов на отопительные приборы трубопроводы;

-возможность обеспечения высоких санитарно-гигиенических условий воздушной среды за счет обеспыливания, увлажнения, равномерного распределения температуры.

Недостатки:- большие размеры воздуховодов вследствие малых величин теплоемкости и плотности воздуха;

- большие транзитные потери при воздуховодах большой протяженностью.

Электрические инфракрасные системы отопления

Достоинства:

·экономичность, составляет 20-80% по сравнению с обычным конвектируемым

·зонный обогрев, возможность создания различных температурных зон в одном помещение;

·быстрый нагрев помещения, что позволяет отключать систему в случае ненадобности;

·поддержка заданной температуры в заданном режиме;

·экологичность, отсутствие продуктов сгорания, бесшумность, меньшая циркуляция пыли;

простота обслуживания, отсутствуют движущие части, воздушные фильтры, смазка; экономия полезной площади, обогреватели можно размещать на потолке, стене; прекрасный дизайн.

Инфракрасное отопление нагревают в первую очередь пол и предметы на нем, которые выполняют роль отопительных приборов, воздух нагревается от них (поэтому скорость нагрева помещения высокая), в результате температура в нижней зоне на 1-2^оС выше, чем температура в верхней зоне, в конвективном отопление наоборот. При таком способе отопления требуемая температура в помещение на 2-3^оС ниже, чем при традиционном.

Область применения: заводские корпуса, складские помещения, спортивно-зрелищные объекты, медицинские учреждения, вокзалы, аэропорты, административно-офисные помещения, коттеджи, квартиры, дачи и т.д.

·Печное отопление

Может применятся в зданиях до 2 этажей.

Достоинства: - простота сооружения;

- способность использовать местное любое топливо

Недостатки:-пожаро-,угаро- опастность;

-затраты труда на обслуживание печи.

Отопительные печи делятся на:

-нетеплоемкие, предназначенные для кратковременного обогрева. Это обычно металлические, камины.

- теплоемкие предназначаются для постоянного обогрева и требуют периодической топки.

По конструкции разнообразные, по движению дымовых газов можно поделить на схемы: канальные, бесканальные (колпаковая), комбинированные.

-по толщине стенки: толстостенные, тонкостенные;

-по форме в плане могут быть прямоугольные, квадратные, круглые, угловые.

-по функции: отопительные, варочные, комбинированные.

Для создания хорошей тяги высота дымовой трубы должна быть не менее 5 м, считая от колосниковой решетки до устья трубы. Дымовая труба выше крыши здания должна выходить не менее: 0,5 м при удаление от конька до 1,5 м.; в одной плоскости с коньком при удаление от конька до 3 м.; и ниже конька на угол 10^опри удаление более 3 м.

Отопительные приборы

Устройства, предназначенные для передачи тепловой энергии в отапливаемое помещение от теплоносителя, называют отопительными приборами.

Требования к приборам:

·Теплотехнические, т.е обладать достаточной теплой мощностью;

Гигиенические- иметь гладкую поверхность, доступную для уборки пыли; Технико-экономические, оценивается количеством тепловой энергии, отдаваемой в помещение в течение одного часа при разности температур теплоносителя и окружающего воздуха в 1^оС, отнесенной к 1 кг массы отопительного прибора. Архитектурно-строительные и монтажные, оцениваются занимаемой площадью, эстетическим видом, прочностью, удобством транспортировки. Эксплуатационные- создание комфортных условий, независимо от изменяющихся условий. Это сводится к регулированию тепловой мощности отопительных приборов, коррозиостойкости, прочности, гидравлических характеристик.

Одновременное удовлетворение всех требований практически невозможно, поэтому существуют много видов приборов, которые в разных объемах удовлетворяютэти требования.

Классификация приборов:

- по способу передачи тепловой энергии: радиационный, конвективный теплообмен;

- по материалу прибора: чугун, сталь, алюминий, неметаллы;

-по высоте: высокие, средние, низкие;

-по динамическим характеристикам: безинерционные, малоинерционные, инерционные.

Наиболее распространенные разновидности:

Регистры трубные из стальных труб (d=32-100 мм.), соединенные на сварке. Обладают высокими теплотехническими и гигиеническими показателями, коэффициент теплопередачи регистров составляет 1,05-14 Вт/м^{2 о}С, но громоздки, неэстетичны, много ручного труда при изготовление. Рекомендуют применять в производственных помещениях и сельскохозяйственных.

Радиаторы изготавливают из стали и чугуна. Радиационная теплоотдача составляет 25-50%, коэффициент теплоотдачи 9,1-10,6 Вт/м^{2 о}С. Чугунные радиаторы состоят из отдельных звеньев. Коррозиостойки, но неэстетичны, трудоемки при изготовление и монтаже, невысокая механическая прочность. Стальные выполняются из стали толщиной 1,25-1,5 мм. в виде пластины. Обладают хорошими теплотехническими, гигиеническими, эстетическими качествами, но с невысокой коррозионной стойкостью.

Ребристые чугунные трубы, оребрение увеличивает поверхность нагрева, теплоотдача составляет 50 %. Теплотехнические показатели высокие, просты в монтаже, дешевы, но низкие эстетические и гигиенические показатели.

Конвекторы- приборы с увеличенной площадью поверхности, из-за чего в помещение передается не менее 75% тепловой энергии. Просты в монтаже,малогабаритны, но низкие санитарные показатели, необходимость выпуска большого типоразмера из-за разности отапливаемых площадей, возможность перегрева верхней зоны помещения. Типы конвекторов: «Аккорд», «Комфорт», «Универсал».

Бетонные отопительные панели со встроенными в них стальными трубами применяются в панельном домостроении для размещения под окнами, в перегородках, на лестничных площадках. Не занимают полезную площадь, гигиеничны, но сложность ремонта, большая инертность при регулирование тепловой производительности.

·Тема 3,6 Вентиляция и кондиционирование воздуха помещений.

Вентиляция- это замена воздуха в помещение наружным воздухом. Задача вентиляции- обеспечить воздушную среду в помещение , отвечающую санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям.

Система вентиляции представляет собой комплекс инженерных устройств, включающих воздушный тракт, оборудование для обработки и транспортировки воздуха, сетевое оборудование (воздухоприемные, воздухораспределительные устройства, дроссели-клапана и др.).

Классификация:

·по природе давления: на системы с гравитационным побуждением воздуха (естественная вентиляция) и с искусственным побуждением (механическая вентиляция)

·по функциональному признаку- на вытяжные, приточные, приточно-вытяжные;

·по схеме воздухообмена- на местные (воздух удаляется или подается непосредственно у места образования вредных веществ или у места рабочего); общеобменные (смена воздуха происходит в объеме помещения) и смешанные;

·по характеру обработки воздуха- прямоточные (в помещение подается только наружный воздух) и рециркуляционные ( весь воздух из помещения или его основная часть после обработки поступает в помещение). Системы с частичной рециркуляцией позволяют утилизировать теплоту выбросного воздуха.

Естественная вентиляция.

Давление, заставляющее воздух перемещаться при естественнойвентиляции, обусловлено гравитационными силами, возникшие в следствии разности плотности воздуха в помещение и наружного. Это давление расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха на его пути.

Естественная вентиляция при бесканальной системе организуется с помощью приточных и вытяжных проемов, называемой аэрацией. Аэрация используется в промышленных зданиях с значительным выделением тепла. Проемы в стенах располагают на высоте 3-4 м.от пола. Для удаления воздуха из аэрационного помещения устраивают фонари или вытяжные шахты.

При канальной системе, которая используется в гражданских зданиях, используют специальные каналы, которые располагают в внутренних стенах или в специальных ж/б блоках или шахтах.

Радиус действия их до 8 м., скорость воздуха принимается 0,5-1,0 м/с.

Сборные короба или вытяжные шахты на чердаках утепляют во избежание образования конденсата в зимнее время. Материал стенок из несгораемого материала. В жилых зданиях вентиляционные каналы из помещений, обращенные на разные стороны, не объединяют. Вытяжку устраивают из кухонь, ванных комнат т санузлов, последние можно объединять. Специальных приточных элементов не устраивают.

Размеры сечения воздуховодов определяются по расчету

Механическая вентиляция.

Достоинства: увеличивается радиус действия, появляется возможность подвергнуть воздух различной обработке (нагреть, обеспылить, увлажнить и т.д.). эта система позволяет обслуживать большое число помещений, что экономит единицы оборудования.

Механическая вентиляция может быть приточной, вытяжной; местной и общеобменной.

Приточный воздух следует подавать так, чтобы он не поступал через зоны с большим загрязнением в зоны с меньшим и не нарушал работы местных отсосов. В производственных помещениях приточный воздух следует подавать в рабочую зону:горизонтальными струями в или вне рабочей зоны ; наклонными, выпускаемыми на высоте 2 м. и более от пола.

Для удаления воздуха устраивают отверстия под потолком, но не ниже 2 м. от пола. Для удаления взрывоопасных смесей газов, отверстия устраивают не ниже 0,4 м. от плоскости потолка.

Оборудование систем вентиляции.

Предназначено для обработки воздуха и располагается в специальных камерах.

В приточных системах наружный воздух последовательно проходит через воздухозаборную шахту, многостворчатый утепленный клапан, фильтр, калорифер, вентилятор, шумоглушитель и далее в приточные воздуховоды системы.

В вытяжных системах воздух проходит через вытяжные решетки, поступает в вытяжную камеру, где вентилятором нагнетается через фильтр (если воздух сильно запылен) в выбросную шахту.

(устройство камеры см. стр.389).

Вентиляторы-механизмы, предназначенные для перемещения воздуха. По принципу действия различают: радиальные (центробежные) с одно и двусторонним забором воздуха; осевые- одно- и многоступенчатые.

Вентиляторы имеют номер, который соответствует диаметру рабочего колеса, н-р вентилятор типа Ц4-70 с диаметром рабочего колеса 400 мм. по направлению вращения различают вентиляторы правого и левого вращения. При выборе стремятся к тому, чтобы требуемым значениям подачи воздуха и давления соответствовал максимальный КПД.

Калориферы предназначены для нагрева (охлаждения) воздуха. Это происходит в процессе его контакта с поверхностью, представляющей собой пучки труб с оребрением. Оребрение может быть навивным (стальная лента на ребро), насадным (отдельные ребра, пластины) или накатным (обычно на трубах из меди и алюминия).стальные калориферы подвергаются оцинкованию, выпускают их одноходовыми и многоходовыми.

Фильтры используются для обеспыливания воздуха. Различают фильтры: ячейковые, заполненные замасленными сетками из металла, пластмассы, керамическими кольцами;

самоочищающиеся с движущимися четырьмя рядами металлической сетки, смоченной маслом;

рулонные из рыхлого синтетического мата. Эти фильтры используются в приточных системах вентиляции.

Фильтры для обеспыливания выбросного воздуха применяют если пыль представляет полезных продукт. Н-р на мукомольных предприятиях мучную пыль, на деревообрабатывающих- древесную стружку.

Шумоглушители устанавливаются на трактах приточных и вытяжных системах. Могут быть пластинчатого, сотового, трубчатого вида. В качестве шумопоглащающего материала используют минераловатные плиты плотностью 70 кг/м3; плиты из стекловолокна плотностью 40 кг/м3 ; мягкие маты из супертонкого стекловолокна плотностью 15 кг/м3.

Кондиционирование воздуха.

Это создание и автоматическое поддерживание определенного состава воздушной среды в помещение (температуры, относительной влажности, подвижности, запыленности и т.д.). Применяется когда заданные параметры не возможно создать вентиляцией.

Особое значение кондиционированию придают в производственных помещениях, где создание качественной продукции невозможно без создания определенного микроклимата. Это медицинская отрасль, электронная, приборостроительная и другие.

По назначению кондиционирование может быть комфортным и технологическим.

Комфортное кондиционирование воздуха предназначено для создания микроклимата, оптимального для жизнедеятельности. Отклонение параметров воздуха от заданных составляет: по температуре ±1.0^оС, по относительной влажности ±7%, по подвижности воздуха ±0,1 м/с в течение года в среднем от 100 до 450 ч.

Технологическое кондиционирование обеспечивает условия для технологических процессов. Система кондиционирование (СКВ) включают воздухоприготовительные устройство (кондиционер), сеть вохдуховодов и сетевое оборудование (доводчики, воздухораспределители, шумоглушители, средства автоматического регулирования).

По характеру связи с обслуживающим помещением СКВ подразделяются на прямоточные и на рециркуляционные. Кондиционеры на автономные и неавтономные.

Неавтономные не имеют источники холода в конструкции. Они представляют собой разборные (секционные) и неразборные (шкафные) агрегаты, к которым необходимо подводить холодо- и теплоноситель. К неавтономным можно отнести разные доводчики, назначение которых «доводить» до требуемых параметров воздух, поступающих из центральных СКВ.

Автономные кондиционеры характеризуются наличием источника холода. К ним подведено электричество для привода компрессора холодильной машины, вентилятора и электрокалорифера.

Сейчас используется автономный кондиционер сплит-система, где холодильный агрегат находится на улице, а воздухообрабатывающая часть в помещение. Компрессор охлаждается наружным воздухом.

Тема 3,7 Горячее водоснабжение зданий.

Горячее водоснабжение.

Классификация систем горячего водоснабжения (ГВС).

По месту расположения источника тепла: децентрализованное, в котором источник располагается вблизи места водоразбора, и централизованные, в котором источником тепла является теплосеть, питающая от ТЭЦ или котельной. По месту расположения подающей магистрали: с верхней разводкой и нижней; тупиковые и циркуляционные.

Источником теплоты при децентрализованном теплоснабжение являются газовые и электрические водонагреватели, водогрейные колонки на твердом или газовом топливе. Газовые колонки используются в зданиях, высотой до 5-ти этажей, бывают емкостные и проточные. Проточные являются быстродействующими, ввиду большого расхода газа снабжаются автоматикой, прекращающих подачу газа при отсутствие воды или тяги в отводящем дымоходе.

Емкостные с меньшим расходом топлива, без автоматики, исключение модели, используемые для отопления и ГВС.

Водогрейные колонки устанавливают на кухни и в ванной. Передача теплоты происходит через стенки центральной жаровой трубы, продукты сгорания отводятся в дымоход.

Электрические водонагреватели используются емкостные и проточные. Емкостные конструктивно выполняются в виде закрытого резервуара с теном на дне, снабженные автоматикой.

Централизованные ГВС служат для подачи горячей воды нескольким зданиям. Их проектируют с учетом СНиПов. Температура горячей воды у водоразборных приборов должна быть не ниже 60^оС приоткрытых сетях, не ниже 50^оСдля закрытых.

ГВС состоит:

источника тепла (котел, водонагреватели); подающий трубопровод, состоящий из магистрального трубопровода и водоразборных стояков; циркуляционного стояка; циркуляционного насоса; запорной и регулирующей арматуры.

Схемы с верхней разводкой к стоякам применяют в предприятиях с постоянным и большим водоразбором и с верхним баком-аккумулятором, такие схемы выполняют тупиковыми. При верхней разводке, устраиваемые в зданиях с техническими этажами или чердаками, при перерыве в водоразборе в системе возникает циркуляция за счет разности плотности остывшей воды в стояках и горячей в подающих линиях.

Чаще в зданиях устраивают нижнюю разводку, ввиду отсутствия чердаков, технических этажей, при недостаточности давления воды на вводе подача не прекращалась на нижние этажи.

ГВС проектируют обычно циркуляционными, потому что при тупиковых системах при отсутствие водозабора вода остывает и для набора нужной температуры приходится сливать воду. При нижней разводки естественная циркуляция недостаточна и используют принудительную насосную циркуляцию. Для предотвращения движения воды в обратном направление перед точкой подключения к подогревателю предусмотрен обратный клапан. Подающие и циркуляционные стояки образуют водоразборный узел.

Различают различные схемы (см. рис.):

каждый стояк имеет отдельный циркуляционный стояк, что удорожает систему; циркуляционный стояк является и водоразборным, в периоды минимального и среднего водоразбора температура воды ниже нормативной; несколько подающих стояков имеют общий циркуляционный стояк

Для выравнивания неравномерности потребления горячей воды, ГВС оборудуются баками-аккумуляторами. При нижней разводке возможна только нижняя установка аккумуляторов. При отсутствие водоразбора вся горячая вода из подогревателя поступает в аккумулятор. При включение водоразбора поступление в аккумулятор сокращается, при среднем прекращается. При повышение водоразбора водопроводное давление выдавливает воду из аккумулятора в систему, разряжая ее. Эти системы автоматизируются.

В зданиях большой этажности (15 эт.) в нижних этажах гидростатическое давление столба жидкости превышает допустимое для водоразборной арматуры ( 0,6 МПа). В таких здания ГВС разбивают по высоте на отдельные системы; высота зоны определяются по СНиП 2,04,01-85*. Каждая зона обеспечивается от своего набора оборудования.

Оборудование, трубы, арматура.

Трубопроводы ГВС выполняются из оцинкованных водогазопроводных труб по ГОСТ 3262-75*. В открытых системах теплоснабжения, а также при диаметре труб свыше 150мм допускается применение неоцинкованныхстальных электросварных прямоточных труб по ГОСТ 10704-76 и стальных бесшовных горячекатаных труб по ГОСТ 8732-78*.

Арматура, применяемая для ГВС, разделяется на трубопроводную и водоразборную.

Трубопроводная арматура- задвижки, вентиля, краны, регуляторы, применяется промышленная общего назначения, диаметром до 50 мм. применяется только бронзовая или латунная. Арматура изготавливается из серого или ковкого чугуна, стали, бронзы на рабочее давление до 1 МПа.

Соединение арматуры с трубами до 50 мм-на резьбе, свыше 50 мм- на фланцах.

Водоразборная- туалетные краны, смесителя умывальников, ванн и т.д.

Тема 3,8 Газоснабжение поселений.

Система газоснабжения города включает: газовый промысел (ГП), магистральный газопровод (МГ), компрессорные станции (КС), газораспределительную станцию (ГРС), и газопроводы города :

высокого давления ГВД : 1 ступень р=0,3-0,6 МПа; 2 ступень р=0,6-1,2 МПа среднего давления ГСД : р= 0,003-0,3 МПа низкого давления ГДН до 0,003 МПа

и газораспределительные пункты.

На ГП производится очистка газа от песка икапельной влаги, осушка газа от избыточного содержания водных паров, очистка от сероводорода, углекислоты, одоризацияэтилкаптаном.

На магистральных трубопроводах компрессорные станции размещаются на расстояние 180-200 км и компремируют (сжимают) газ от 2,5-3 МПа до 7,0-7,5 МПа.

Магистральные трубопроводы заканчиваются газораспределительными станциями, которые монтируются перед входом каждого газопровода в город.

От ГРС природный газ попадает в город. Газопроводы низкого давления используются для газоснабжения жилых, общественных зданий, мелких коммунально-бытовых предприятий.

Газопроводы среднего и высокого (1ступень) давления служат для питания: ГРП, средних промышленных предприятий, коммунально-бытовых предприятий (бани, прачечные, хлебозаводыстоловые и т.д.). Газопроводы высокого давления (2ступень) снабжают газом ТЭЦ, ГРЭС, крупные промышленные предприятия.

Схемы газоснабжения разделяются на одно-(в небольших городах), двух- (средних), трехступенчатые ( в городах численностью1 млн. людей). Для крупных городов применяются многоступенчатые. На выбор схемы влияет размер города, плотность застройки, концентрация промышленных предприятий, перспектива газификации и т.д.

Схема газоснабжения города: из магистрального газопровода газ поступает в газораспределительную станцию, где давление газа снижается до 2 МПа, затем газ поступает в сеть высокого давления, которая в виде кольца окружает город. к этому кольцу присоединяется подземное газовое хранилище, которое относится к системе магистральных трубопроводов. Городское газовое хозяйство начинается с кольца высокого давления 1,2 МПа, которое питается от нескольких контрольно-регуляторных пунктов. Затем через эти пункты газ последовательно поступает в газопроводы с более низким давлением и от сети низкого давления в здания.

Газорегуляторные пункты. Устройство: газ среднего или высокого давления поступает в пункты и последовательно проходит по основной линии диафрагму (для учета потребляемого газа), задвижку, фильтр, предохранительно-запорный клапан, регулятор давления, задвижку и выходит в сеть низкого давления. Предохранительно-запорный клапан и регулятор давления соединены с газопроводом низкого давления импульсными линиями. На выходе в сеть низкого давления устанавливается предохранительно-сбросный клапан. Оборудование газораспределительного пункта находится в отдельно стоящем здании из кирпича. Освещение естественное и искусственное, отопление водяное в изолированном тамбуре, температуру в помещение поддерживают не ниже 5 ^оС , вентиляция приточно-вытяжная.

Шкафный регуляторный пункт. Конструкция: размеры 1000*1000*600 мм., крепится непосредственно к стене здания, состоит из двух одинаковых по исполнению газовых коммуникаций (левой и правой), отключенных задвижками. Газ последовательно проходит задвижку, фильтр, предохранительный клапан- отсекатель, регулятор прямого действия и входит в сеть низкого давления. Если в сети низкого давления резко увеличится давление, то срабатывает предохранительно-сбросный клапан и выпускает газ в атмосферу. Если давление не приходит в норму, срабатывает клапан- отсекатель и подача газа в сеть низкого давление прекращается. Правая часть вводится в работу при аварии, ремонте.

Такие установки устанавливаются в котельных промышленных предприятий, станции при входе в город.

Устройство наружных газопроводов.

Газопроводы обычно прокладываются в земле. Исключение промышленные предприятия, где допускается прокладка по эстакадам и переходам сверху проезжей части. Надземную прокладкупо наружным несгораемым стенам жилых и общественных зданий допускается только давлением не более 0,3 МПа.

Газопроводы высокого давления допускается прокладывать по сплошным стенам или над окнами верхний этажей производственных зданий. При пересечение их с воздушными линиями газопроводы прокладывают ниже этих линий.

Возможна прокладка на эстакадах совместно с линиями водопроводов, паропроводов при условие свободного осмотра и ремонта. Совместная прокладка с электролиниями допускается только, если линии проложены в стальных трубах и бронированных кабелей.

Надземные трубопроводы прокладывают с учетом возможных температурных деформаций, которые компенсируются за счет изгибов трубопровода или п-образной прокладки.

Переход газопроводов через водоемы осуществляются с помощью дюкеров, которые прокладываются в две нити, имеющие 75% расчетного расхода газа. Для тупиковых газопроводов (для промышленных предприятий) допускается одна нить при наличии резервного топлива. Подводные газопроводы погружают в грунт на 1 м. и на него укладывают ж/б плиты, чтобы не всплывали.

При наружной прокладкеимеются ограничения: нельзя прокладывать под ж/д и трамвайными путями, автодорогами без футляра, по ж/д мостам только в исключительных случаях на специальных подвесках, исключающих накапливание газа в конструкциях моста.

Устройство подземных газопроводов.

Подземные газопроводы прокладывают по городским проездам, в зеленых зонах. Расстояние по горизонтали между подземным газопроводом и другими сооружениями должны соблюдаться в соответствие со СНиП и в зависимости от давления и типа сооружения составляют 2-10 м.

При пересечение с трамвайными путями или прокладке поперек других каналов применяют футляры из стальных труб, на концах которых устанавливают контрольные трубки.

Газопроводы выполняют из стальных труб с изоляцией, в местах установки газовых приборов, арматуры применяют фланцевые и резьбовые соединения.

Глубина прокладки газопровода зависит от состава транспортируемого газа. При влажном газе трубы прокладывают ниже глубины промерзания, при осушенном не менее 0,8 м. Трубопроводы прокладывают с уклоном 1,5 %о для отвода конденсата в специальные конденсатоприемники

(стр 282), удаляемые с помощью насосов или под давлением газа, что предотвращает образование водяных пробок.

Для выключения отдельных участков газопровода используют запорную арматуру, располагающую в колодцах. На распределительных газопроводах их устанавливают: для отключения отдельных микрорайонов, на ответвлениях к предприятиям и группам зданий; на ответвление к конкретному объекту, на пересечение водных преград; ж/д путей; магистральных автомобильных дорог; при прокладке в коллекторах.Для нейтрализации температурных деформаций используют компенсаторы, располагающие на газовых сетях, обычно у задвижек (стр. 280). Для проверки протечки газа устанавливают контрольные трубки в трубопроводах.

Газопроводы низкого давления допускается прокладывать совместно с другими коммуникациями с расстояние в свету 0,4-0,5 м. в проходных и полупроходных каналах. В непроходных не допускается.

Присоединение газопроводов к действующим газовым сетям

Присоединение вновь построенного газопровода к действующему производит специализированная бригада, имеющая схему присоединения с указанием расположения арматуры. Осуществляется присоединение под давлением 200 Па.

Один из способов присоединения- телескопический. Присоединение производят перпендикулярно к действующему газопроводу. На конец присоединяемого трубопроводанадевают отрезок трубы, против него к действующему газопроводу приваривают патрубок, диаметром больше, чем надетый отрезок трубы. Внутри патрубка действующего газопровода вырезают окно, размером внутреннего диаметра врезаемого газопровода. Вырезанное окно удаляют с помощью заранее приваренного стержня, затем вдвигают в патрубок соединительный отрезок трубы. Зазоры конопатят асбестом, концы соединительного отрезка проваривают.

Продувку присоединяемого отрезка и наполнения его газом проводят немедленно. Для этого в конце присоединяемого газопровода устраивают продувную свечу, высота которой над землей

2,5 м.

Обслуживаниеи ремонт газопровода осуществляется эксплуатационными конторами бригадой обходчиков и слесарей. При профилактическом ремонте проверяют состояние газопровода, его изоляцию, арматуру, оборудование и устраняют выявленные недостатки. Стальные газопроводы осматривают через 3 года после ввода и в дальнейшем каждые 5 лет.

Профилактический ремонт подземных газопроводов выполняют в виде осмотра и устранения утечки газа, проверки и ремонта задвижек арматуры и т.д., проверки состояния труб и изоляции после раскопки шурфов.

При работе необходимо соблюдать технику безопасности: место работы ограждать и охранять; работу должно вести специализированная бригада организации,эксплуатирующей газопровод с допуском к работе; наиболее ответственные работы должны вестись под руководством инженерно-технического персонала; не курить; при появление газа одеть противогазы; при работе в колодцах или котлованах должны одеваться пояса с веревками.

Внутренние газопроводы испытывает монтажная бригада в присутствие заказчика.

Газопроводы низкого давления испытывают воздухом на прочность при давление 0,1 МПа.

Длявыявление дефектов и на плотность при давление 5 КПа с подключенными приборами , но без счетчиков. Газопровод считается выдержал испытание на плотность , если падение давления в течение 5 мин не превысило 200 Па.

Внутренние газопроводы среднего давления подвергаются испытанию давлением 0,3 МПа, высокого давления -0,3-1,2 МПа.

Газопроводы из полиэтиленовых труб.

Применяются при давление газа 0,3-0,6 МПа. Не подвергаются коррозии. Не допускается применение в районах с пучинистыми грунтами, сильно просадочными, в сейсмических районах, при уклонов 500 %о, наземная и надземная, прокладка в коллекторах, каналах, внутри зданий. Глубина заложения не менее 1 м. При пересечение с инженерными сетями, автодорогами и т д. прокладываются с футлярами. Арматура аналогична стальным газопроводам.

Вводы в здание выполняются из стальных труб.Допускается цокольные вводы полиэтиленовых газопроводов до мест их присоединения к шкафным регуляторам давления, также присоединение полиэтиленовых труб к наземным металлическим газопроводам с выходом полиэтиленовой трубки на высоту 0,8 м. от земли и заключение ее с узлом соединения в металлический футляр.

Полиэтиленовые трубы соединяют с помощью сварки встык при толщине стенок до 5 мм и муфтами с закладными нагревателями. Допускаются и другие виды соединений.

Соединение полиэтиленовых газопроводов давлением до 0,6 МПа со стальными устраивают разъемными (фланцевые) с рекомендуемым размещением в колодцах и неразъемные

( раструбные), размещаемые в грунте.

Переходы полиэтиленовых труб с одного диаметра на другой, также повороты газопроводов выполняют с помощью соединительных элементов.

Контрольные трубки на полиэтиленовых трубопроводах устанавливают на одном конце металлического футляра при пересечение ж/дорог, трамвайных путей, каналов, тоннелей, автодорог и т.д. Допускается не устанавливать контрольные трубкипри протяжки трубы до 150 м. и без сварных соединений.

Обозначение трассы за пределами поселений производится путем установки опознавательных знаков, располагаемые на расстояние 500 м. и на 1 м от оси трубопровода, справа по ходу газа, также на поворотах.

Внутренний полиэтиленовый трубопровод испытывается на давления: низкий- 0,2 МПа;

средний-0,45 МПа; высокий -0,75-1,5 МПа.

Газопроводы окрашиваются в желтый цвет.

Газоснабжение зданий.

Внутридомовые газопроводы служат для передачи природного газа от газорегуляторных пунктов к газовым приборам жилых домов. Ввод в здание производится цокольный (стр.283).

Элементы газоснабжения здания:

·ответвление от уличных газопроводов, служащие для подачи газа из уличного газопровода к дому

·дворовые газопроводы, если по ответвлению подача газа должна осуществляться в несколько точек подъездов или корпусов, то ответвление образует дворовую разводку.

·Вводы, обычно устраивают цокольные, от которых по наружной стене проводят кольцевой газопровод с отводами в лестничные клетки и непосредственно в кухни, подвальных вводов избегают.

·Стояки служат для подачи газа в квартирные разводки, проходят через все этажи вертикально в кухнях. В верхних этажах заканчиваются пробками, через которые после вывертыванияпри первичном запуске газа производят продувку через шланг. Если стояк обслуживает более 2 этажей, то у основания стояка устанавливают отключающий кран.При пересечение трубопроводов междуэтажных перекрытий и лестничных клеток, их необходимопрокладывать в специальных гильзах большего диаметра. Нижний обрез гильзы устанавливается заподлицо, верхний на 5 см выше пола, пространство заделывается просмоленной прядью, затем раствором;

·квартирные газопроводы служат для подачи газа от стояка к приборам. Состоит из квартирных вводов (при расположение стояков в лестничной клетке), разводящих газопроводов и опусков к приборам. Все разводящие линии прокладываются с уклоном 0,001 к стояку и приборам. Опуски к приборам выполняют отвесно. Газопроводы прокладывают только по нежилым помещениям (кухни, коридоры). Перед каждым прибором на опуске устанавливают кран. При открытой прокладке внутри помещения соблюдают определенные расстояния от строительных конструкций.

Газопроводы не должны пересекать оконные и дверные проемы. В жилых зданиях к стенам крепятся с помощью крюков, при диаметре более 40 мм.-с помощью крюков. Расстояние между опорами 2,5 м.при d=15 мм., 3,5 м при d=25 мм., 5 м при d=50 мм. зазор между стеной и трубой 2 см.