Ćwiczenie projektowe

z

Instalacji wodociągowych i kanalizacyjnych 2

1. Opis techniczny

   1. Podstawa opracowania

Podstawą opracowania jest temat wydany przez prowadzącą zajęci projektowe, normy PN-84 B-01701; PN-92 B-01706

2. Zakres opracowania

Zakresem projektu jest wykonanie instalacji wody zimnej, wody ciepłej, instalacji kanalizacyjnej dla domu jednorodzinnego. Określenie wymaganego ciśnienia w miejscu przyłączenia instalacji wodociągowej do sieci

3. Założenia projektowe

Rzędna terenu w sąsiedztwie budynku to 3130,00 m.n.p.m. Budynek jest usytuowany 4,05 m od granicy działki.

1. Sieć wodociągowa zewnętrzna ma średnicę 100 mm, jest wykonana z żeliwa. Zagłębienie rurociągu to 1,75 m. Odległość od granicy działki to 1,00 m.

2. Zaprojektowano sieć kanalizacyjną ogólnospławną. Kanał sanitarny o średnicy 400 mm jest wykonany z kamionki i ma spadek 5 promili. Zagłębienie rurociągu to 2,35 m. Odległość od granicy działki to 3,20 m.

3. Instalacje wewnętrzne: instalacja wodociągowa wykonana jest z miedzi, instalacja kanalizacyjna z tworzywa sztucznego. Straty ciśnienia w węźle przygotowania c.w.u.=25,5 kPa.

4. Opis rozwiązania projektowanych instalacji

1. Instalacja wodociągowa

Parametry sieci zewnętrznej opisane w poprzednim punkcie. Przyłącze wodociągowe wchodzi do budynku przez posadzkę na głębokości 1,80 m. Wykonane jest z rur 40x3,5 PEHD firmy Kan-therm i prowadzone jest ze spadkiem 1,5%. W celu połączenia przyłącza z wodociągiem dobrano opaskę do nawiercania HACOM z odejściem gwintowanym do rur żeliwnych o wymiarach DN=200mm. D=2’’. Dobrano zasuwę klinową S-2151 o średnicy DN40. Dobrano obudowę teleskopową S1850 firmy Danfoss. Dobrano skrzynkę uliczną okrągłą, dużą S-1840 firmy Danfoss D=250 mm.

1. Instalacja wody zimnej

Po wejściu wody do budynku zainstalowano wodomierz skrzydełkowy typu WS 2,5 firmy PowoGaz SA o średnicy 20mm i stratach ciśnienia 23,23 kPa. Dobrano zawór antyskażeniowy EA291NF o śr 20 mm firmy Danfoss o stratach ciśnienia=3,63 kPa. Dobrano filtr RATIO FR firmy HUSTY o średnicy 20 mm i stratach ciśnienia 20 kPa. Dobrano trzy zawory odcinające (za i przed wodomierzem i za filtrem). Rury w piwnicy prowadzonę są 30 cm pod stropem. Rury są wykonane z miedzi a ich średnice są podane w tabeli 3. Rury po wejściu do budynku są prowadzone na wysokości 40 cm i przechodzą pod strop po 1,3 metra od ściany. Woda do kolejnych kondygnacji rozprowadzona jest w dwóch pionach, które umiejscowione są w szachtach instalacyjnych.

2. Instalacja wody ciepłej

Instalacja wody ciepłej jest wykonana z tego samego materiału co woda zimna. Woda ciepła jest przygotowywana w podgrzewaczu, który znajduje się w piwnicy. Strata ciśnienia na podgrzewaczu wynosi 25,5 kPa. Woda rozprowadzana jest do dwóch pionów równolegle do wody zimnej. Przewody w pomieszczeniach idą jeden nad drugim a rury z wodą ciepłej są prowadzone wyżej niż wody zimnej. Najbardziej niekorzystnym punktem zarówno dla wody ciepłej jak i zimnej jest umywalka na piętrze. Straty ciśnienia wychodzą większe na instalacji wody ciepłej i wynoszą 28,54 kPa.

2. Instalacja kanalizacji sanitarnej

Instalacja kanalizacyjna zewnętrzna opisana jest w punkcie 1.3. Instalacja wewnętrzna wykonana jest z tworzywa sztucznego a średnice podane są w tabeli 5 i 6. Kanalizacja rozprowadzona jest w systemie I z niewentylowanymi podejściami i wentylowanymi pionami. Na każdym pionie w piwnicy umieszczone są czyszczaki rewizyjne w odległości 30 cm od posadzki. Instalacja jest prowadzona pod ławą fundamentową i trafia najpierw do studzienki rewizyjnej o DN 60 wykonanej z bloków betonowych a następnie do studzienki kanalizacyjnej wykonanej z bloków betonowych o DN 100.

3. Kanalizacja deszczowa

Do odprowadznia wód opadowych z dachu zastosowano rynny w systemie BRYZA o DN150 firmy Celfast. Prowadzone są ze spadkiem 0,5% w kierunku pionów spustowych RS1 i RS2. Piony mają średnicę DN 0,1 m. na każdym pionie zainstalowano rewizje 30 cm nad terenem. Rury odpływowe z pionów mają średnicę 150 mm i prowadzone są ze spadkiem 2%. Zainstalowane odgałęzienie o spadku 45% do studzienki rewizyjnej.

2. Części obliczeniowa

1. Określenie zapotrzebowania wody dla budynku

Tabela 1. Określenie zapotrzebowania wody dla budynku
	Urządzenie	Ilość [szt]	qn wz [dm^3/s]	qn cwu [dm^3/s]	qn og [dm^3/s]	pw [kPa]
	Zlew (Z)	1	0,07	0	0,07	100
	Zlewozmywak (Zz)	1	0,07	0,07	0,14	100
	Umywalka (U)	2	0,14	0,14	0,28	100
	Płuczka zb. (Pł)	2	0,26	0	0,26	50
	Wanna	1	0,15	0,15	0,3	100
	Pralka	1	0,25	0	0,25	100
	Zmywarka	1	0,15	0	0,15	100
		∑qn =	1,09	0,36	1,45

q_n,wz –wypływ wody zimnej z punktu czerpalnego, dm³/s,
q_n,wc– wypływ wody ciepłej z punktu czerpalnego, dm³/s,
∑q_n – suma wypływów wody z punktów czerpalnych, dm³/s,
p_w – wymagane minimalne ciśnienie wypływu, kPa.

2. Dobór średnic przewodów i wyznaczanie strat ciśnienia na odcinkach

Tabela 2. Współczynniki oporów miejscowych dla rur miedzianych.

rodzaje oporu	ξ
k 90 st, =	0,7
red. o 1 dem.=	0,4
o 2	0,4
o 3	0,4
o 6 i więcej	0,4
Trójnik przelot	0,3
Trójnik odg.	1,3
Zawór od, sp, kul	0,5
Zasuwa	0,05

	Nr odc.	Wyszczeg.	L [m]	∑qn = [dm3/s]	q [dm3/s]		Dzxg [mm]		v [m/s]		R [kPa/m]		∆Pt [kPa]		Rodzaj oporu		∑ξ		∆pm [kPa]		∆pc [kPa]
	1	U	2,35	0,07	0,07		12 x1		0,9		1,4		3,29		3k, Tp, r		2,8		1,13		4,42
	2	W	0,35	0,15	0,15		15x1		1,04		1,4		0,49		To,k,r		2,4		1,30		1,79
	3	1+2	2,6	0,22	0,21		18x1		1,03		1		2,6		Tp		0,3		0,16		2,76
	4	Pł	0,35	0,13	0,13		15x1		1,1		1,05		0,37		To, k, 2r, Zo		2,9		1,75		2,12
	5	4+3	3,3	0,35	0,29		22x1		1,37		1,35		4,46		Tp, 2k		1,7		1,60		6,05
	6	U	1	0,07	0,07		12x1		0,9		1,4		1,4		Tp, 2k, r		2,1		0,85		2,25
	7	Pł	0,3	0,13	0,13		15x1		1,05		1,5		0,45		To, Zo, k		2,5		1,38		1,83
	8	6+7	0,5	0,2	0,19		15x1		1,38		2,3		1,15		To, k, 2r		2,4		2,29		3,44
	9	5+8	1,25	0,55	0,38		22x1		1,2		0,95		1,19		k, r		1,1		0,79		1,98
	10	"9"	0,3	0,55	0,38		28x1,5		0,77		0,24		0,07		To, Zs		1,8		0,53		0,61
	11	Zz	5,5	0,07	0,07		12x1		0,9		1,4		7,7		Tp, 3k, 2r		2,8		1,13		8,83
	12	Zm	0,5	0,15	0,15		15x1		1,1		1,45		0,73		To, Zo, 2k, r		3,6		2,18		2,90
	13	11+12	2,8	0,22	0,21		18x1		1,03		1		2,8		4k, r		3,2		1,70		4,50
	14	"13"	3,8	0,22	0,21		22x1		0,68		0,25		0,95		r, Tp, 2k, Zo		2,6		0,60		1,55
	15	P	1,8	0,25	0,23		18x1		1,15		1,25		2,25		To, 2k, 2r, Zo		3,6		2,38		4,63
	16	14+15	1,2	0,47	0,35		28x1,5		0,72		0,3		0,36		Tp		1,3		0,34		0,70
	17	Z	1	0,07	0,07		12x1		0,9		1,4		1,4		To, k, 3r,		2,4		0,97		2,37
	18	16+17	2,3	0,54	0,38		28x1,5		0,76		0,34		0,78		Tp, 2k,		1,7		0,49		1,27
	19	10+18	0,9	1,09	0,57		28x1,5		0,7		0,2		0,18		Tp, k, r		1,4		0,34		0,52
	20	19+CWU	2	1,45	0,67		35x1,5		0,85		0,2		0,4		2Zo, Zs, 2k		2,9		1,05		1,45
	P	20	6,4	1,45	0,67		f40		0,86		0,29		1,856		To, Zw, 6r		1,75		0,65		2,50

Tabela 3. Dobór średnic przewodów i wyznaczanie strat ciśnienia na odcinkach - woda zimna

Tabela 4. Dobór średnic przewodów i wyznaczanie strat ciśnienia na odcinkach - woda ciepła
	Nr odc.	Wyszczeg.	L [m]	∑qn = [dm3/s]	q [dm3/s]	Dzxg [mm]	v [m/s]	R [kPa/m]	∆Pl [kPa]	Rodzaj oporu	∑ξ	∆pm [kPa]	∆pc [kPa]
	1	U	2,45	0,07	0,07	12 x1	0,9	1,25	3,06	3k, Tp, r	2,8	1,13	4,20
	2	W	0,5	0,15	0,15	15x1	1,1	1,1	0,55	To,5k,r	5,2	3,15	3,70
	3	1+2	6,05	0,22	0,21	18x1	1,1	0,85	5,14	Tp, 2k	1,7	1,03	6,17
	4	U	1,5	0,07	0,07	12x1	0,9	1,25	1,88	To, 2k, 2r	3,1	1,26	3,13
	5	3+4	1,2	0,29	0,25	18x1	0,92	0,5	0,60	k, r	1,1	0,47	1,07
	6	5	0,3	0,29	0,25	22x1	0,92	1,05	0,32	To, Zo, 2k,	3,2	1,35	1,67
	7	Zz	8,05	0,07	0,07	12x1	0,9	1,25	10,06	7k	4,9	1,98	12,05
	8	7	7,4	0,07	0,07	12x1	0,9	1,1	8,14	Tp, 4k, 4r, Zo	3,3	1,34	9,48
	9	6+8	1,1	0,36	0,29	28x1	0,74	1,6	1,76	To, 2k,	28,2	7,72	9,48
	10	9	1,85	0,36	0,29	28x1	0,74	1,6	2,96	2k, 2r	1,8	0,49	3,45
	P	10	6,4	1,45	0,67	f40	0,86	0,29	1,856	To, Zw, 6r	1,75	0,65	2,50

L– długość odcinka, m
∑q_n – suma wypływów wody z punktów czerpalnych, dm3/s
q_obl – obliczeniowy wypływ wody z punktów czerpalnych, dm3/s
Dxg – średnica rury i grubość, mm x mm
v – prędkość przepływu wody, m/s
R – jednostkowa liniowa strata ciśnienia, kPa/m,
∆p_l – liniowe straty ciśnienia, kPa, =

∑ζ – suma współczynników strat miejscowych
∆p_m – miejscowe straty ciśnienia, kpa

h_g – różnica wysokości, m
∆p_c – całkowite straty ciśnienia, kPa
p_wyp – wymagane minimalne ciśnienie wypływu, kPa

3. Wyznaczenie najniekorzystniej usytuowanego punktu czerpalnego umywalka na piętrze

• Woda zimna

∆pc=1+3+5+9+10+19+20+P= 4,42+2,76+6,05+1,98+0,61+0,52+1,45+2,5=20,29 kPa

• Woda ciepła

∆pc=1+3+5+9+10+P= 4,2+6,17+1,07+9,48+3,45+2,5 = 28,54 kPa

Liczby symbolizują numery działek obliczeniowych, które znajdują się na drodze wody do najniekorzystniej usytuowanego punktu czerpalnego. P – strata ciśnienia na przykanaliku

4. Dobór armatury

1. Wodomierz

q20= 0,67 dm3/s =2,41 m³/h

przepływ umowny = q20 *2 = 4,82 m³/h

Dobrano wodomierz skrzydełkowy typu WS 2,5 firmy PowoGaz SA

2. Zawór antyskażeniowy

Q_obl= 2,27 m²/h

Dobrano zawór antyskażeniowy EA291NF o śr 20 mm firmy Danfoss

Q katalogowe to 13,8 m³/h, odczytano stratę ciśnienia na zaworze = 3,63

3. Filtr

Dobrano filtr RATIO FR firmy HUSTY o DN 20mm i odczytaniej z katalogu stracie ciśnienia =20 kPa

4. Zasuwa i osprzęt

Dobrano zasuwę klinową do przyłączy domowych S-2151 firmy Danfoss o DN 40 i współczynniku strat miejscowych =0,2.

Dobrano obudowę teleskopową S-1850 firmy Danfoss i skrzynkę uliczną okrągłą dużą S-1840 firmy Danfoss.

5. Inne

Dobrano opaskę do nawiercania Hacom z odejściem gwintowanym do rur żeliwnych o DN200mm i D=2’’.

5. Wyznaczenie wymaganego ciśnienia dla budynku

• Woda zimna

p_WYM=h_g*g+∑∆p_c+p_wyl+∆p_wod+∆p_ZA+∆p_F

Wysokość pomiędzy przyłączeniem do umywalki na piętrze a przewodami w piwnicy =

5,45 m. Pwyj = 100 kPa, g= 9,81 m/s²,

p_WYM=5,45 * 9,81+20,29+100+23,23+3,63+20=220,6

Wymagane ciśnienie dla wody zimnej wynosi 220,6 kPa

• Woda ciepła

p_WYM=h_g*g+∑∆p_c+p_wyl+∆p_wod+∆p_ZA+∆p_F+∆p_CWU

Wysokość pomiędzy przyłączeniem do umywalki na piętrze a przewodami w piwnicy =

5,45 m. Pwyj = 100 kPa, g= 9,81 m/s²,

p_WYM=5,45 * 9,81+20,29+100+23,23+3,63+20+25,5=243,1

Wymagane ciśnienie dla wody ciepłej wynosi 243,1 kPa

6. Wymiarowanie Instalacji kanalizacyjnej

Q_ww – natężenie przepływu ścieków, dm³/s

K – współ. częstości dla budynków mieszkalnych wynosi 0,5

DU – przepływ charakterystyczny

• Pion I

Podejścia pojedyncze:

Tabela 5.

Urząd. lub przybór	ilość	DU [l/s]	DN [m]	imin
Umywalka (U)	2	0,5	0,04	2%
Miska Ustępowa (Mu)	2	2,5	0,1
Wanna (W)	1	0,8	0,05
	∑=	6,8

	Podejścia zbiorowe:
U+W	∑DU=1,3
	Ponieważ Dumax=0,8 l/s => Qww=0,8 l/s; DN=0,05 m				Qww(obl)<DUMAX
U+W+Mu	∑DU=3,8
	Ponieważ Dumax=2,5 l/s => Qww=2,5 l/s; DN=0,10 m				Qww(obl)<DUMAX
U+Mu	∑DU=3
	Ponieważ Dumax=2,5 l/s => Qww=2,5 l/s; DN=0,10 m				Qww(obl)<DUMAX
Srednica dla pionu PI:
∑DU = 6,8 l/s
Qww=1,3 l/s stad przyjeto DN 0,10m na podstawie tab. 11 w PNEN 12056-2

• Pion II

Podejścia pojedyncze:

Tabela 6.

Urządz. lub przybór	ilość	DU [l/s]	DN [m]	imin
Zlewozmywak (Zz)	1	0,8	0,07	2%
Zmywarka (Zm)	1	0,8	0,05
	∑=	1,6

Podejścia zbiorowe:

Zz+Zm	∑DU=1,6
	Ponieważ Dumax=0,8 l/s => Qww=0,8 l/s; DN=0,07 m
Srednica dla pionu P II:
∑DU = 2,9 l/s
Qww=0,85 l/s stad przyjeto 0,07 m

1. Dobór średnic odejść zbiorowych:

Tabela7. Dobór średnic dla przewodów odpływowych

								rzędna terenu=	310
	odc	∑DU [l/s]	DUMAX	Qww[l/s]	DN [m]	i [%]	L[m]	Rp [m npm]	Rk [m npm]
	PI - Tr 1	6,8	2,5	2,5	0,1	2	1,35	307,87	307,84
	PII - Tr 2	1,6	0,8	0,85	0,1	2	3,58	307,97	307,89
	Pr - Tr 2	0,8	0,8	0,8	0,07	2	1,31	307,92	307,89
	Wp1(DN70) - Tr 3	1,5	1,5	1,5	0,07	2	0,42	307,88	307,87
	Tr2 - Tr 3	2,4	0,8	0,96	0,1	2	1	307,89	307,87
	U - Tr 4	0,5	0,5	0,5	0,05	2	0,2	307,88	307,87
	Tr 3 - Tr 4	3,9	1,5	1,5	0,1	2	0,4	307,87	307,87
	Tr 4 - Tr 1	4,4	1,5	1,5	0,1	2	1,3	307,87	307,84
	Tr 1 - St rew	11,2	2,5	2,5	0,1	2	4,5	307,84	307,75

6. Kanalizacja deszczowa:

Powierzchnia dachu A :		82m^2
Powierzchnia dachu Ap odwadniana przez pion RS1 lub RS2:
		41 m^2
Do odprowadzenia wód opadowych z dachu zastosowano rynny w systemie BRYZA 150 o
srednicy 150mm firmy Cellfast prowadzone ze spadkiem 0,5% w kierunku pionu spustowego
RS1 i RS2.
Wyznaczenie obliczeniowego natężenia przepływu ścieków dla jednego pionu:
Qr=C*Ap*r=	1,23
C=1
Dobór średnic dla przewodów odpływowych
dla RS1 lub RS2
Qr=1,23=> dobrano średnicę DN 0,1 ze spadkiem 2%
Kanalizacja ogólnospławna
Qt=Qww+2*Qr	=4,96	Dm^3/s
dobrano rurę o średnicy DN 0,15m