Politechnika Lubelska

Wydział Inżynierii Środowiska

Wodociągi i kanalizacja

Ćwiczenie projektowe nr 1

Rozdzielcza sieć wodociągowa

Prowadzący:

mgr inż. E. Szkutnik

Wykonali:

Adam Malec

Tomasz Maziarczyk

Lublin 2008

SPIS TREŚCI

1. Opis techniczny

1.1 Cel i zakres opracowania

1.2 Podstawa opracowania

1.3 Stan istniejący- opis osiedla

1.4 Założenia projektowe

1.5 Opis przyjętego rozwiązania. Budowa sieci i odbiór

2. Obliczenia

2.1 Obliczenie liczby mieszkańców

2.2 Obliczenie zapotrzebowania na wodę w oparciu o normy szczegółowe

2.3 Obliczenia hydrauliczne sieci rozdzielczej przy przepływie gospodarczym

2.4 Obliczenia hydrauliczne przy przepływie przeciwpożarowym

2.5 Wyznaczenie wymaganych (dostatecznych) ciśnień w punktach odbioru

2.6 Obliczenia pomocnicze do linii ciśnień gospodarczych

2.7 Obliczenia pomocnicze do linii ciśnień przeciwpożarowych

3. Rysunki

3.1 Plan zagospodarowania terenu 1:500

3.2 Schemat obliczeniowy sieci 1:500

3.3 Schemat zbrojenia sieci 1:500

3.4 Profil podłużny sieci wodociągowej wraz z linią ciśnień 1:200/500

3.5 Schemat budowy węzła nr 3

Opis techniczny

1.1 Cel i zakres opracowania

Celem opracowania jest projekt technologiczny sieci rozdzielczej wodociągowej, dla 3 budynków mieszkalnych oraz 1 budynku użyteczności publicznej w Lublinie na osiedlu Bronowice, wzdłuż ulic Krańcowej i Łabędziej. Zakres projektu obejmuje: obliczenie zapotrzebowania wody metodą bilansowania zapotrzebowania na wodę, wytrasowanie przewodów, obliczenia hydrauliczne rurociągów, sporządzenie schematu uzbrojenia sieci, wykonanie linii ciśnień, a także dobór materiałów przewodów oraz ich podstawowego uzbrojenia.

1.2 Podstawa opracowania

Podstawą opracowania były: temat wydany przez prowadzącego, plan zagospodarowania terenu, podstawowe założenia projektowe oraz literatura techniczna, normy projektowe i wykonawcze:

* PN-85/B-01700 - Wodociągi i kanalizacja. Urządzenia i sieć zewnętrzna. Oznaczenia graficzne.

* PN- 97/B-02863 - Ochrona przeciwpożarowa w budownictwie.

* Przeciwpożarowe zaopatrywanie wodne. Sieć wodociągowa zewnętrzna przeciwpożarowa ze źródłem zasilania, oraz pomieszczenie hydrantów. Wymagania.

* PN-71 /B-02864 - Ochrona przeciwpożarowa w budownictwie.

* Przeciwpożarowe zaopatrywanie wodne. Zasady liczenia zapotrzebowania wody do celów przeciwpożarowych do zewnętrznego gaszenia pożarów.

* PN-85/B-10725 - Wodociągi. Przewody zewnętrzne. Wymagania i badania przy odbiorze.

* PN-87/B- 01060 - Sieć wodociągowa zewnętrzna. Obiekty i elementy wyposażenia. Terminologia.

* PN-86/B- 09700 - Tablice orientacyjne do oznaczania uzbrojenia na przewodach wodociągowych.

* PN-83/B- 8836-02 - Przewody podziemne. Roboty ziemne. Wymagania i badania przy odbiorze. Wytyczne do programowania zapotrzebowania wody i ilości ścieków w miejskich jednostkach osadniczych.

* T. Gabryszewski - „Wodociągi"

* M. Kwietniewski, W. Olszewski, E. Osuch-Pajdzińska - ,, Projektowanie elementów systemu zaopatrzenia w wodę”

* Wytyczne do projektowania zapotrzebowania wody i ilości ścieków w miejskich jednostkach osadniczych.

* Nomogram do obliczania prędkości, spadku hydraulicznego oraz średnic przewodów dla rur ciśnieniowych z PVC PN10

1.3 Stan istniejący- opis osiedla

Osiedle składa się z 3 bloków mieszkalnych oraz z 1 budynku użyteczności publicznej tj. szkoły. Blok nr 1 ma 11 kondygnacji o łącznej powierzchni 4950 m², blok nr 2 ma 6 kondygnacji o łącznej powierzchni 2574 m² , blok nr 3 ma 10 kondygnacji o łącznej powierzchni 4500 m² , szkoła ma 3 piętra o łącznej powierzchni 828 m². W pierwszym budynku są 2 klatki, a liczba mieszkańców tego budynku wynosi 264 osoby. Na każdej klatce znajdują się 3 mieszkania. W bloku numer 2 są 2 klatki, a liczba mieszkańców wynosi 144 osoby. Na każdej klatce znajdują się 3 mieszkania. Trzeci blok ma 2 klatki, a liczba mieszkańców wynosi 300 osób. Na każdej klatce znajdują się 3 mieszkania. Budynek nr 4 czyli szkoła przewidziana jest na 600 osób. Łączna liczba mieszkańców omawianego osiedla wynosi 708 osób, oraz dodatkowo szkoła, która jest przewidziana na 600 osób. Założono, że mieszkania w budynku nr 1 oraz 3 będą miały wielkość 70 m², a w budynku nr 3 będą miały wielkość 68 m². Wysokość położenia wyszczególnionego osiedla waha się od 197.72 m n.p.m do 200.93 m n.p.m. Rodzaj gruntu na jakim znajduje się osiedle to less. Osiedle mieszkaniowe znajduje się, w III strefie klimatycznej, a głębokość przemarzania gruntu wynosi 1m.

1.4 Założenia projektowe

Założono, że woda będzie dostarczana do budynków ze stacji wodociągowej zlokalizowanej przy ul. Krańcowej 1A. Wodociąg będzie wykonany z rur PCV o łącznej długości 284 m.

1.5 Opis przyjętego rozwiązania. Budowa sieci i odbiór

Zaprojektowano sieć wodociągową wykonaną z rur PCV o długości 284 m. Średnice rur wynoszą 110, 50 i 40 mm. Na wodociągu występują 4 kolana, 3 trójniki, 6 zasuw, 7 bloków oporowych, 2 hydranty. Wskaźniki zapotrzebowania wody wynoszą: Q _dśr = 121,2 m³/d, Q _dmax = 169,6 m³/d, Q _hśr = 1,96 dm³/s, Q _hmax = 3,39 dm³/s. Współczynniki Nd i Nh zostały odczytane z tablic i wynoszą dla budynków mieszkalnych Nd=1,4, Nh= 1,5, a dla szkoły Nd= 1,4, Nh= 3,2. Prędkość w przewodzie waha się od 0,26 do 1,1 m/s co powoduje, że przewód powinien być płukany. Przy przejściu pod poszczególnymi uzbrojeniami terenu, wodociąg należy prowadzić w rurze osłonowej.

Budowa sieci i odbiór:

- trasa głównego przewodu biegnie pod ziemią, na głębokości 1,5 m wzdłuż ulicy Krańcowej oraz Łabędziej

- sieć napotyka kolizje z innymi rodzajami uzbrojeń dlatego zastosowano tuleje ochronne z rur PCV o większej średnicy

- wykorzystano połączenia na zgrzewy

- istnieją odcinki, które wymagają czasowego płukania

- wymagane zabezpieczenie statyczne: bloki oporowe

- okres eksploatacji wodociągu 20-30 lat

Roboty ziemne wykonać zgodnie z normami i przepisami:

PN-B-10736:1999 - Roboty ziemne. Wykopy otwarte dla przewodów wodociągowych i kanalizacyjnych. Warunki techniczne wykonania.

BN-83/8836-02 - Przewody podziemne. Roboty ziemne. Wymagania i badanie przy odbiorze.

PN-68/B-06050 - Roboty ziemne budowlane. Wymagania w zakresie wykonywania

i badanie przy odbiorze.

Roboty przygotowawcze

Przed rozpoczęciem robót należy spełnić warunki i powiadomić instytucje branżowe wymienione w opinii ZUD Nr 1508/2005 z 7-mio dniowym wyprzedzeniem

Roboty pomiarowe

Wytyczenia trasy oraz pomiarów wysokościowych winien dokonać uprawniony geodeta na podstawie załącznika graficznego do opinii ZUD Nr 1508/2005

Wykopy

Należy wykonać wykopy liniowe o ścianach pionowych, w naszym przypadku wymagana głębokość wynosi 1,4 m a szerokość 0,6m. Przewód należy montować na powierzchni terenu, należy opuszczać go całym ciągiem do wykopu. Nie należy wykonywać wykopów dużo wcześniej przed układaniem rur. Urobek składować w odległości min 0,6m od krawędzi wykopu. Ręcznie należy wykonać pogłębienia spodu wykopu o 20cm w stosunku do projektowanej rzędnej. Wykonywać je zgodnie z przepisami BHP i Państwowej Inspekcji Pracy.

Wszelkie uzgodnienia ze służbami miejskimi zostały załatwione.

Zostało zapewnione utrzymanie ciągów pieszych poprzez zorganizowanie licznych mostków przenośnych.

Został zapewniony naturalny spływ powierzchniowy, a także przewiduje się odwodnienie metodą powierzchniową

Roboty montażowe (Układanie rur)

Dno wykopów piaszczystych wyrównać i wyprofilować z zaprojektowanym spadkiem i do kształtu rur w obrębie kąta 90°. Zaleca się budować sieć przy temperaturach 0° do +30°C. Ciężar rur ogranicza ich długość (3-6 m), dlatego montaż jest pracochłonny.

W przypadku dużych średnic przewody opuszczane są za pomocą dźwigu.

Przewody w miarę możliwości powinny być łączone na powierzchni ziemi.

Wszystkie węzły na przewodzie żeliwnym, powinny być zabezpieczone blokami oporowymi.

Zasypka wykopów:

Po ułożeniu rur podbić je dokładnie z obu stron gruntem piaszczystym rodzimym przez udeptanie poprzez pracujących robotników. Zasypanie i ubijanie warstwy ochronnej do wysokości 15cm ponad wierzch rur, należy dokonywać warstwami co 15cm równocześnie po obu stronach rurociągu.

Zasypywanie dzielimy na 3 etapy:

-zasypujemy piaskiem przewody z wyłączeniem zasypania połączeń w celu sprawdzenia szczelności sieci metodą hydrauliczną

-zasypywanie połączeń rurociągu

-zasypywanie wykopu od powierzchni gruntu rodzimych z warstwami zagęszczonymi ok. 15cm.

Próby szczelności przewodów wodociągowych:

Przewód wodociągowy powinien być poddany próbie szczelności. Przed rozpoczęciem próby szczelności należy przewód napełnić wodą, dokładnie odpowietrzyć. Próbę szczelności należy przeprowadzić w temperaturze zewnętrznej nie niższej niż + 1^oC. Ciśnienie próbne nie może być niższe niż 1.0 MPa. Odcinek można uznać za szczelny jeżeli przy zamkniętym dopływie wody pod ciśnieniem próbnym w czasie 30 min nie będzie spadku ciśnienia

Po pozytywnych wynikach prób ciśnieniowych przewód należy przepłukać i zdezynfekować.

Odbiory robót

Odbiory robót należy przeprowadzić zgodnie z ustaleniami PN-EN 1610:2001. Odbiory częściowe i końcowy winny odbywać się komisyjnie przy udziale inspektora nadzoru inwestorskiego, kierownika budowy, przedstawiciela Zakładu Wodociągów, gospodarza terenu (ulicy).

Częściowy odbiór robót, podlegających na zakryciu na poszczególnych odcinkach, obejmuje:

• -wykopy w zakresie zgodności przyjętego w dokumentacji rodzaju gruntu rodzimego na wysokości obsypki ochronnej

• -dno wykopu w zakresie nienaruszalności gruntu rodzimego i wyprofilowania dna

• -sprawdzenia ułożenia i montażu rur, armatury, kształtek oraz wykonania bloków oporowych przez oględziny i pomiary

• -obsypkę w zakresie zgodności z projektem, co do rodzaju materiału, wymiarów i stopnia zagęszczenia

• -próbę szczelności

Odbiory częściowe powinny być potwierdzone protokółem Komisji, z podaniem ewentualnych usterek i terminu ich usunięcia.

Końcowego odbioru dokonać po zakończeniu montażu i przeprowadzeniu prób szczelności, zasypce wykopów i uporządkowaniu placu budowy.

Przy odbiorze końcowym należy sprawdzić:

• -protokoły z badań przeprowadzonych przy odbiorach częściowych

• -naniesienie na projekt wszelkich zmian dokonanych w trakcie budowy

• -użycie właściwych materiałów, przedstawienie świadectw, atestów

• -działanie zasuw i hydrantów

• -„porządek” po budowie

-odtworzenie nawierzchni

2. Obliczenia

2.1 Obliczenie liczby mieszkańców

a) Obliczenie powierzchni rzeczywistej:

F_{rz =} a* b [m²]

Przykładowe obliczenia dla budynku nr 1:

4* 5= 20 m 20* 22,5= 450 m²

4,5* 5= 22,5 m

b) Powierzchnia użytkowa budynku:

Fb= Fk* n [m²]

Fb- powierzchnia bloku

Fk- powierzchnia pojedynczej kondygnacji [m²]

n- liczba kondygnacji

450* 11= 4950 m²

c) Liczba mieszkań

- w całym bloku

L _mieszkań= F_b/ F_m1

F_m1- powierzchnia pojedynczego mieszkania

- dla pojedynczej kondygnacji

L _mieszkań= F_k/ F_m1

Przyjęta powierzchnia 1 mieszkania w budynku nr 1 to 70 m²

L _mieszkań= 450/ 70

L _mieszkań= 6

6/2 klatki= 3 mieszkania na 1 klatce

d) Obliczenie liczby mieszkańców

LM= L _mieszkań* L _kondygnacji* L _{mieszkańców/ mieszkanie}

LM= 6* 11* 4= 264

Tab. 1 Wyniki obliczeń dla wszystkich budynków

Budynek	Liczba klatek	Liczba kondygnacji	Liczba mieszkańców
1	2	11	264
2	2	6	144
3	2	10	300
4 (szkoła)	1	3	600
			Σ= 708
			Σ+ szkoła=1308

2.2 Obliczenie zaopatrzenia na wodę w oparciu o normy szczegółowe

Przykładowe obliczenia dla budynku nr 1:

a) Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę:

Q_dśr= LM* q_jdśr/ 1000 [m³/d]

q_jdśr: - dla budynków wielorodzinnych 140- 160 dm³/M*d; przyjęte 150

- od usług (szkoła ze stołówką) 25 dm³/jedn*d

Q_dśr= 264* 150/ 1000= 39,6 [m³/d]

b) Współczynnik nierównomierności dobowej:

Q_dmax= Q_dśr* Nd [m³/d]

Q_dmax= 39,6* 1,4= 55,4 [m³/d]

c) Średnie godzinowe zapotrzebowanie na wodę:

Q_hśr= Q_dmax/ 24 [m³/h]

Q_hśr= 55,4/ 24= 2,308 [m³/h] 2,308* 1000/ 3600= 0,64 [dm³/s]

d) Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę:

Q_hmax= Q_hśr* Nh [m³/h]

Q_hmax= 0,64* 1,5= 0,96 [dm³/s]

Tab. 2 Wyniki obliczeń dla wszystkich budynków

Budynek	Liczba Mieszkańców	Qjdśr [dm^3/ jedn*d]	Qdśr [m3/d]	Nd	Qdmax [m3/s]	Qhśr [m3/d]	Nh	Qhmax [m3/d]
1	264	150	39,6	1,4	55,4	0,64	1,5	0,96
2	144	150	21,6	1,4	30,2	0,35	1,5	0,53
3	300	150	45	1,4	63	0,73	1,5	1,1
4	600	25	15	1,4	21	0,24	3,2	0,8

2.3 Obliczenia hydrauliczne sieci rozdzielczej przy przepływie gospodarczym

- przepływy jednostkowe odcinkowe

Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄= 3,39 [dm³/s]

Q₂+ Q₃+ Q₄= 2,43 [dm³/s]

Q₃+ Q₄= 1,9 [dm³/s]

Q₃= 1,1 [dm³/s]

Tab. 3 Wyniki dla wszystkich odcinków

Odcinek	l [m]	l obl [m]	Qhmax [dm/s]	d [mm]	V [m/s]	i [‰ ]	∆h str [m H2O]
SW-1	72,5	87	3,39	110	0,46	2,1	0,23
1-2	81	97,2	2,43	110	0,33	1,4	0,14
2-3	19	22,8	1,9	110	0,26	0,9	0,02
1-B1	9	10,8	0,96	50	0,6	11	0,12
2-B2	10	12	0,53	40	0,5	11	0,13
3-B3	65	78	1,1	50	0,7	14	1,09
3-B4	21,5	25,8	0,8	50	0,5	8	0,21

2.4 Obliczenia hydrauliczne przy przepływie przeciwpożarowym

- przepływy jednostkowe odcinkowe ppoż

Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄= 3,39+ 5= 8,39[dm³/s]

Q₂+ Q₃+ Q₄= 2,43+ 5= 7,43 [dm³/s]

Q₃+ Q₄= 1,9+ 5= 6,9 [dm³/s]

Q₃= 1,1 [dm³/s]

Tab. 4 Wyniki dla wszystkich odcinków

Odcinek	l [m]	l obl [m]	Qhmax [dm/s]	d [mm]	V [m/s]	i [‰ ]	∆h str [m H2O]
SW-1	72,5	87	8,39	110	1,1	11	0,96
1-2	81	97,2	7,43	110	0,9	9	0,87
2-3	19	22,8	6,9	110	0,9	9	0,21
1-B1	9	10,8	0,96	50	0,6	11	0,12
2-B2	10	12	0,53	40	0,5	11	0,13
3-B3	65	78	1,1	50	0,7	14	1,09
3-B4	21,5	25,8	0,8	50	0,5	8	0,21

Wzory i obliczenia

Przykładowe obliczenia dla odcinka SW-1:

- obliczenie prędkości przepływu:

[m/s]

= 0,36 [m/s]

- obliczenie liczby Reynoldsa:

= 33000

- obliczenie współczynnik lambda:

- obliczenie spadku ciśnienia

[‰ ]

0,0019= 1,9‰

- obliczenie strat ciśnienia

[m H₂O]

[m H₂O]

2.5 Wyznaczenie wymaganych (dostatecznych) ciśnień w punktach odbioru

H_dost= Hg+ H_str+ H_wypł+ Hz [m H₂O]

Hg- wysokość geometryczna instalacji w budynku

Hg= 3* n (n- liczba kondygnacji)

H_str- straty ciśnienia (miejscowe+ liniowe)

H_str= 1m H₂O* liczba kondygnacji

H_wypł- wysokość ciśnienia wypływu wody z punktu czerpalnego 10 m H₂O

H_zagł- głębokość zagłębienia przewodu 1,5 m

Tab. 5 Wyniki dla wszystkich budynków

Budynek	Hg	Hstr	Hwypł	Hz	Hdysp
B1	33	11	10	1,5	55,5
B2	18	6	10	1,5	35,5
B3	30	10	10	1,5	51,5
B4	9	3	10	1,5	23,5

2.6 Obliczenia pomocnicze do linii ciśnień gospodarczych

Rzędna osi przewodu= rzędna terenu- 1,5 m

Rzędna zabudowy= rzędna terenu+ Hg

Rzędna lini ciśnień dostatecznych= rzędna terenu+ wysokość ciś dostatecznego

Rzędna lini ciśnień gospodarczych= max z rzędna lini ciśnień dostatecznych +- h_str

Wysokość ciśnienia gospodarczego= rzędna lini ciśnień gospodarczych- rzędna osi przewodu

Tab. 5 Wyniki dla wszystkich odcinków

SW 1 B1 2 B2 3 B3 B4	nr. węzła
SW-1 1-B1 1-2 2-B2 2-3 3-B3 3-B4	nr. odcinka
72,5 9 81 10 19 65 21,5	l [m]
110 50 110 40 110 50 50	d [mm]
199,8 199,64 199,56 198,11 199,33 199,4 198,41 198,03	rzędna terenu [m.n.p.m.]
198,3 198,14 198,06 196,61 197,83 196,59 197,9 196,28	rzędna osi przewodu
11 6 10 3	ilość kondygnacji
33 18 30 9	wysokość geometryczna [mH2O]
232,56 217,33 228,41 207,03	rzędna zabudowy [m. n.p.m.]
55,5 35,5 51,5 23,5	wysokość linii ciśnienia dostatecznego hdost [m. n.p.m.]
255,1 234,68 250,9 221,53	rzędna linii ciśnienia dostatecznych
0,23 0,12 0,14 0,13 0,02 1,09 0,21	hstr (gosp) [mH2O]
255,45 255,22 255,1 255,08 254,95 255,06 253097 254,85	rzędna linii ciśnienia gospodarczego
57,15 57,16 57,04 58,47 57,12 58,47 57,06 58,32	wysokość ciśnienia w węźle

2.7 Obliczenia pomocnicze do linii ciśnień przeciwpożarowych

Tab. 6 Wyniki dla wszystkich odcinków

nr węzła	nr odcinka	l [m]	d (mm)	Qppoż	rzędna osi przewodu	hstr	wys. lini ciś. ppoż.	wys. ciś w węźle
SW					198,3		255,45	57,15
	SW-1	72,5	110	8,39		0,96
1					198,14		254,49	56,35
B1					198,1
	1-B1	9	50			0,12
	1-2	81	110	7,43		0,87
2					196,61		253,62	57,52
B2					197,68
	2-B2	10	40			0,13
	3-B3	19	110	6,9		0,20
3					196,59		253,42	56,83
B3					197,9
	3-B3	65	50	1,1		1,09
B4					196,28
	3-B4	21,5	50	0,8		0,21

4

---