Гидравлический расчет канализационных сетей

Гидравлический расчет канализации

Эффективная работа канализации возможна только при сбалансированном поступлении и отводе сточных вод, общий объем которых соответствует пропускной способности системы. Кроме пропускной способности труб существует множество других параметров, которые необходимо учесть. В качестве основы для гидравлического расчета канализации чаще всего становится предварительно определенный расход: объем стоков на 1 человека в сутки, около 200 л.

Правильное проведение расчетов важно при создании автономной канализации в загородном доме, так как большинство таких систем являются самотечными. Главная особенность самотечных систем — отсутствие напора потока жидкости, что накладывает ограничения на конфигурацию системы труб из-за необходимости постоянно выдерживать их уклон

Несоблюдение уклона может привести к замедлению потока, засору и нарушению работы всей канализационной сети. Как ни удивительно, но слишком большой уклон также может оказать негативное влияние на работу канализации.

Основные виды расчетов

При выполнении расчетов чаще используют данные СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», а также рекомендации из СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования».

Уклон трубопровода канализации

Уклон отвечает за безнапорную работу системы и беспрепятственный сброс стоков в приемник. В таблицах СНиП приведены рекомендуемые для каждого диаметра труб минимальные уклоны:

• сечение 110 мм — 1 см на каждый погонный метр коллектора;
• диаметр 160 мм — 0,8 см на метр;
• сечение 220 мм — 0,7 см на один метр протяженности коллектора.

Для внутренней части коммуникации придерживаются 1,5-2 см уклона на каждый погонный метр.

Если есть необходимость высчитать уклон коллектора через формулу, пользуются такой: d х коэффициент, где d — это сечение трубопровода, а коэффициент соответствует таким значениям:

Уклон делают в сторону центральной магистрали или дворового септика/выгребной ямы.

Расчет сечения труб

Чтобы уложить трубы нужного диаметра, можно воспользоваться данными СНиП. Выглядят рекомендуемые значения следующим образом:

• внутренняя часть канализации от всех сантехнических приборов — 50 мм;
• труба от унитаза — 110 мм;
• общественный стояк — 110-160 мм;
• наружная часть канализации — 160-220 мм (для частного сектора и многоквартирного жилого дома);
• центральная магистраль и промышленные предприятия — от 500 мм.

При правильном сечении коллектора наполненность трубы будет составлять примерно 0,3-0,5 от общего её диаметра.

Расчет наполнения коллектора

Пример расчета уровня наполненности трубы канализации в частном секторе: за исходные данные берут уровень наполненности коллектора в пределах 60 мм, в то время как сечение тубы составляет 110 мм. Согласно приведенной формуле, 60/110 и получается 0,55. Значение соответствует норме.

Вычисление пропускной способности труб

На момент проектирования системы обязательно высчитывают пропускную способность трубопровода – определяют расчетные расходы сточных вод. Этот параметр вычисляют относительно суток, часов и секунд в зависимости от назначения здания (жилое, предприятие и пр.). Секундный расход стоков исчисляют в литрах, для суточного и часового данные исчисляют в м3.

Данные для средних расходов:

• Qcp.сут= п · Nр / 1000 м³/сутки;
• Qcp.час= п · Nр / (24 · 1000) м³/час;
• qср.сек= п · Nр / (24 · 3600) л/сек.

• п — средние нормы водоотведения на 1 жителя (в литрах);
• Nр– расчётное количество жителей.

Для максимальных расходов:

• Qмакс.сут= Qcp.сут · kсут = п · Nр · kсут / 1000 м³/сутки;
• Qмакс.час= п1 · Nр · kобщ / (24 · 1000) м³/час;
• qмакс.сек= п1 · Nр · kобщ / (24 · 3600) л/сек.

Где k – коэффициенты неравномерности: kсут – суточной, kобщ – общей.

Чтобы определить максимальную пропускную способность коллектора, пользуются формулой: q = aХv, где значение а – площадь живого сечения потока, а v – скорость транспортировки стоков.

За норму максимальных скоростей для каждого вида труб (материал изготовления) принято считать 8 м/с (металл) и до 4 м/с (бетон, пластик). Если скорость по факту получается больше, её нужно гасить с помощью поворотов системы или монтажа перепадных колодцев.

Все гидравлические вычисления нужно проводить последовательно. Однако чаще мастера используют для проведения расчетов не формулы, а приведенные в СНиП данные (в виде таблиц), либо пользуются онлайн-калькулятором.

Некоторые важные моменты расчетов

Горизонтальные участки канализации внутри объекта (т.е. линии от всех санитарно-технических приборов до стояка) выполняются трубой диаметром 50 мм. От унитаза всегда отходит труба 110 мм в диаметре, такой же диаметр принимается для вертикальных участков (стояков), которые выходят во внешнюю канализационную систему через цокольный этаж.

Фитинги – соединительные элементы системы, для которых не нужно гидравлических расчетов. Материалы фитингов должны совпадать с материалом основных труб. Специальные лючки облегчают ревизию и ремонт, организуют доступ к местам возможных засоров.

Уклон канализации – особый момент расчетов. Благодаря ему устраивается самотек (без нагнетательного насоса, что экономит электроэнергию). Для внутренней системы специалисты могут принять значение уклона в 3 градуса, но в СНиПах существуют таблицы, в которых указаны точные значения для каждого из сантехнических приборов. Кроме того, в расчетах уклона нужно учитывать особенности архитектуры объекта. Уменьшать или увеличивать уклон по собственному усмотрению нельзя: это помешает нормальному водоотведению.

Схемы уклона для труб разного диаметра

Принудительные насосы используются при отрицательном уклоне (который сточные воды не в состоянии преодолеть), если приборы сантехники расположены в подвальных (цокольных) этажах – ниже, чем выход канализации. Нагнетательные насосы разной мощности монтируются непосредственно на трубу и успешно перекачивают стоки. Они также используются при сложном, неровном ландшафте или в случаях, если при пересечении с иными инженерными конструкциями нужно увеличить высоту пролегания трубопровода.

Проектирование ливневой канализации

Проекты застройки населенных пунктов всегда включают в себя часть, посвященную сооружению линейной канализации. А вот владельцам частных участков, как правило, приходится заботиться о сооружении систем водоотведения самостоятельно.

При сооружении таких коммуникаций, как ливневая канализация – расчет основных показателей лучше поручить специалистам, так как они производятся по достаточно сложным формулам и требуют знаний требований СНиП.

Нормативные документы

При составлении проекта следует строго придерживаться строительных и санитарных правил. Так, если проводится расчет 2.04.03-85 является основным документом.

Вычисление объема септика

Требуемая вместимость простого автономного 2-х камерного сборника сточных вод высчитывается следующим образом:

Vсептика=0,2×Кж×3×1,2, где:

• Vсептика – объем септика, л;
• Кж – количество жильцов в доме, чел;
• 0,2 — среднее суточное водопотребления на 1 человека (200 л или 0,2 м3);
• 3 – коэффициент, определяющий то, что септик должен вмещать трехдневный канализационный сток от всех жильцов;
• 1,2 – поправочный коэффициент, применяемый для увеличения вместительности септика на 20%, которые занимает выпадающий на дно твердый осадок.

Пример расчета:

Для семьи состоящей из трех человек объем септика составляет Vсептика =0,2×3×3×1,2=2,16 м.куб

Наклон ливневой канализации

Расчет канализации для частного дома включает в себя проектирование водоотводящей канавы. Уклон и другие параметры сточной системы зависят от типа грунта, глубины залегания грунтовых вод и наличия поблизости водоемов. Ливневка предназначена для отведения дождевой воды с участка. По системе наземных желобов вода сливается в городской коллектор, локальную накопительную емкость или открытую сточную канаву. Нельзя сливать атмосферные стоки в септик: это приведет к его переполнению и засорению землей.

Объем ливневых вод (V) рассчитывается исходя и интенсивности осадков (О), выпадающих в регионе (л/сек), площади участка (S) в гектарах и коэффициента водопоглощения грунта (φ). Формула: V (л/сек) =O*S*ф. Чтобы не ошибиться с расчетами, не забудьте к полученной цифре прибавить параметр, рассчитанные с учетом площади кровли крыши, с которой также будут скатываться осадки. Пропускная способность ливневки должна быть на 25% больше, чтобы полностью отводить воду даже при проливных дождях.

Таблица пропускной способности труб для ливневой канализации

Вид водоотводящего лотка	Сечение проходное, мм	Водопропускная способность при уклоне 5 мм/1м (0,5%) , л/сек.
Пластиковый	140	5,1
Бетонный	136	5,2
Полимербетонный	92	5,0
Полимерпесчаный	102	5,7

Правила расположения

Устройство коллектора в частном доме имеет массу нюансов и начинается с проектирования системы. Особую роль тут играет правильное размещение составных частей устройства.

На место расположения элементов канализационной системы влияют рельеф местности, климат в данном регионе, глубина промерзания почвы и залегания грунтовых вод. Кроме того, следует учесть типы и параметры оборудования (насоса, септика). От этого будет зависеть необходимость оборудования на участке заезда для ассенизаторской машины.

Для того чтобы канализация была безопасной, специалисты советуют:

• Размещать септик на расстоянии в 5 м от жилого дома и 1 м от жилых построек;
• Располагать очистные сооружения на расстоянии в 30 м от скважин и колодцев с питьевой водой;
• Ставить ЛОС на дистанции в 10 м от речек и ручейков;
• Размещать станции сбора и очистки отходов на расстоянии в 30-50 м от ближайших естественных водоемов.

Перед постройкой коллектора следует проконсультироваться со специалистами Для прокладки канализационной магистрали следует выбирать трубы, устойчивые к воздействию коррозии и агрессивных агентов. Угол наклона коллектора необходимо рассчитывать исходя из диаметра труб: чем больше диаметр трубопровода, тем меньший уклон должна иметь система. Для того чтобы исключить переполнение водопровода и очистных сооружений, необходимо предварительно провести расчет коллектора.

Процесс и специфика монтажа ливневки

Правила проведения монтажных работ по устройству ливневок идентичны принципам укладки обычных наружных канализационных трубопроводов. Однако если дом не оборудован водостоками, начать необходимо с их устройства.

Правила монтажа системы отведения ливневых стоков аналогичны правилам укладки обычной канализации

Сооружение кровельной составляющей

• В перекрытиях дома нужно сделать отверстия под дождеприемники. После установки устройств и их крепления на битумную мастику места примыкания надо герметизировать.
• Монтируются сточные трубы и стояки.
• Все элементы нужно прикрепить к конструкциям дома с помощью хомутов.

Схема кровельной части ливневки: 1. желоб; 2. угол желоба внешний; 3. угол желоба внутренний; 4. заглушка желоба; 5. соединитель желоба; 6. крюк; 7. крюк; 8. воронка; 9. воронка водосборная; 10. колено трубы; 11. труба водосточная; 12. труба соединительная; 13. кронштейн трубы (на кирпич); 14. кронштейн трубы (на дерево); 15. колено стока; 16. тройник трубы

Далее устанавливают лотки, если сооружается линейный тип системы, или отводные трубы, если проводится монтаж по точечной схеме.

Устройство подземной части

По намеченному плану, составленному с учетом уклонов и принятой в данном регионе глубины заложения каналов, нужно вырыть траншею. Если предполагается утеплить трубопровод, сформировав вокруг него оболочку из геотекстиля и щебня, или устроить подушку из песка, мощность их следует тоже учесть. Вот как действуем дальше:

• • Дно траншеи перед монтажом хорошенько трамбуют. Встретившиеся при рытье крупные камни удаляют, образовавшиеся после их удаления ямки засыпают грунтом.
  • На дно засыпается песчаная подушка, стандартная толщина ее 20 см.
  • Формируется котлован для установки коллекторного резервуара. В качестве коллектора проще всего использовать готовую пластиковую емкость, но при желании можно сделать коллекторный колодец самостоятельно, залив бетон в устроенную заранее опалубку.

В утрамбованные и оснащенные песчаными подушками канавы укладывают трубы, для соединения их в единую систему используют фитинги.

Соединения проложенных под землей водосточных каналов выполняют с помощью фитингов

• В прямые ветви ливневки, протяженностью более 10 м, рекомендовано включать смотровые колодцы.
• В точках состыковки принимающих атмосферную воду коллекторов и трубопровода нужно установить пескоуловители.
• Все устройства и приспособления соединяются в одну цепь, места соединения составляющих герметизируются.

Перед засыпкой траншеи необходимо провести испытания посредством заливки воды в водоприемники. В результате тестирования не было найдено слабых мест? Засыпаем грунтом уложенную в траншею систему, а желоба, лотки, поддоны оборудуем решетками.

Перед засыпкой траншеи сооруженную систему нужно проверить, выявить и устранить все дефекты и протечки, если они возникнут

Городской коллекторный колодец запрещено разгружать в общую канализационную сеть из-за наличия в стоках химии и нефтепродуктов. Владелец загородного дома свободно может подключить ливневку к являющейся его собственностью канализации, ведь опасных составляющих, требующих тонкой очистки в ней нет.

После очистки в пескоуловителе вода поступает в канализационный коллектор, оттуда может распределяться прямо в грунт, разгружаться в водоемы или в обычную канализационную сеть частного дома

Благоустройство дома и прилегающей территории системой поверхностного водоотвода поможет продлить сроки эксплуатации конструкций, избавит от луж и слякоти собственников, предотвратит гниение корней растений. Несложная ливневка участка своими руками может быть смонтирована самим владельцем, но даже в случае обращения к строителям не помешают сведения о специфике ее организации. Хозяин сам и проследить за нарушениями сможет, и отремонтировать, и прочистить.

Как делать

Перед тем, как начинать строительство канализации в частном доме, требуется провести расчет потребления и водоотведения. Для того чтобы все правильно рассчитать, необходимо воспользоваться специальными ГОСТами и СНиПами.

Пример расчета

В первую очередь, нужно выяснить, какова норма потребления воды в сутки. Считается, что для жителей сел, мегаполисов и небольших городов эти параметры разнятся. К примеру, для небольшого города нормой считается около 200 литров в сутки на одного взрослого человека, в то время, как на жителя мегаполиса приходится более 700. Соответственно, меняются требования к диаметру и уклоны трубопроводов.

Видео: Системы водоотвода для частного дома.

Диаметр труб подбирается из учета использования конкретных приемников. К примеру, унитаз необходим для отвода большого количества отходов, поэтому от него должна идти труба, диаметром не менее 100 мм. Умывальники, стиральные машинки, ванные, посудомойки нуждаются в меньшем диаметре – к ним подключают трубы до 50 мм.

Не менее важным параметром является уклон труб, которыми обеспечивается водоотведение в загородном частном доме. Он также рассчитывается индивидуально, для этого существует специальная формула:

Расчет уклона

Где V – это приблизительная скорость потока, H – граничное наполнение, D – полный диаметр. В результате должно получиться число, которое будет меньше определенного коэффициента для данного диаметра трубопровода. Сам коэффициент берется из справочников для сантехнических установок.

Устройство водоотведения в частном доме своими руками:

К каждому приемному отверстию подключается труба определенного диаметра. Канализация может проводиться как наружным путем, так и внутристеным. Для первого не требуется никаких особых усилий, но он не всегда эргономичен, поэтому в основном домашние мастера предпочитают размещать трубы в стенах. Для этого их поверхности штробят, а внутри канав прокладываются коммуникации;
Как говорилось выше, технические условия требуют, чтобы в каждый отвод врезалась запорная арматура. Для этого на трубах нарезается резьба (по металлу) или устанавливается муфта (при использовании пластиковых отводов);
Для получения замкнутой сети, все отводы соединяются между собой по специальной схеме

Очень важно предусмотреть, чтобы стоки не могли потечь в неправильном направлении

Для того чтобы этого не допустить нужно обязательно обращаться к специалистам
Обратите внимание, а – это водоснабжение, б – водоотведение;. После этого остается только провести наружную канализацию

После этого остается только провести наружную канализацию

Для чего необходимо выкопать траншеи и котлован для очистного сооружения
Их стенки укрепляются, в земле прокладываются трубы. Предварительно, при необходимости. Они утепляются текстильным волокном или кожухом (из глины, бетона);
К наружным отводам подключаются внешние. Все стыки обязательно герметизируются, проверяются на прочность. Схема может иметь любой вид, главное, чтобы она позволяла эффективно отводить стоки и предупреждала переполнение трубопроводов;
Последний этап – это установить очистное сооружение и подвести к нему дрены (в которые выводится водоотвод дождевой воды с крыши, дренажных установок) и канализационные трубы из дома.

Информация, указанная на продольном профиле

Схема автономной канализации.

Профиль отображает поверхность земли и уровень грунтовых вод. Эти данные непосредственно связаны с расчетами гидравлической составляющей канализационной системы. Продольный профиль отражает наличие в месте прокладки канализационного трубопровода коммуникационных инженерных сетей и дорог (как железных, так и автомобильных).

Немаловажной информацией, отражающейся непосредственно на профиле, являются данные о грунтах: их состояние, предрасположенность к замерзанию, физическое состояние и т. д

Данная информация не является второстепенной при произведении расчетов.

Конечно, продольный профиль включает в себя чертеж самой канализационной системы. Тут отражаются все составляющие канализации: трубопроводы, колодцы, различные соединения. На продольный профиль должны быть нанесены все составляющие канализационной системы.

Устройство напорной канализации из труб

Главный элемент напорной канализации – КНС (канализационная напорная станция). В КНС собираются все стоки, находящиеся во внутренних трубопроводах здания. Усилием мощного насоса осуществляется переправка отходов к месту их утилизации. Насосная станция работает как накопитель, но лишь до определенного уровня (детальнее: «Канализационная насосная станция КНС — принцип работы и виды установки «). Когда количество стоков в резервуаре достигает нужной отметки, запускается насос.

Давление воздействует на стоки и транспортирует их по герметичным трубопроводам (напорный коллектор) в назначенную точку сброса. Напорный канализационный коллектор это автоматическая система, поэтому для ее работы не требуется оператор – достаточно будет реагировать лишь в случае возникновения неполадок. Помимо КНС, система также использует несколько ответвлений трубопроводов. В былые годы использовались стальные трубы для напорной канализации, изготовленные специально для таких систем. Сейчас напорная канализация может изготавливаться из чугунных или пластиковых труб. Конечно, трубы пвх для напорной канализации используются чаще, поскольку они имеют ряд преимуществ: они имеют невысокую стоимость, гораздо легче монтируются и дольше служат.

В создании комбинированных систем обычно применяются трубы из различных материалов. Например, герметичные трубы устанавливаются в сети только после канализационной насосной станции, а до нее движение стоков осуществляется обычными пластиковыми трубами. Конечно, в этом правиле тоже есть исключение: для подъема отходов с нижних этажей лучше использовать трубы канализационные напорные пвх, рассчитанные на выполнение подобных задач.

В подъеме стоков с нижних уровней применяются мини канализационные станции – сололифты. Они устанавливаются прямо за унитазом и выполняют не только функцию переправки отходов, но и измельчают их, поскольку трубы малого диаметра не справляются с крупными фракциями. Кроме того, мини канализационные станции подключатся ко всем сантехническим приборам, находящимся в том же санузле. Комбинированная напорная канализация – это довольно сложная конструкция, имеющая множество ответвлений и выходов, поэтому для работы системы требуется качественное оборудование. Кроме того, нужно в обязательном порядке выполнить расчет напорной канализации. Часто при обустройстве напорной канализации используются специальные обратные клапаны, предотвращающие движение стоков самотеком вниз, на нижние уровни, когда насос уже выключен.

Kanalizācijas tīkla hidrauliskā aprēķina pamati

Kanalizācijas tīklu parasti sakārto ar gravitāciju, bez spiediena un parasti ir paredzēts nepilnīgai pildījumam. Hidraulisko aprēķinu mērķis ir cauruļu, tīkla nogāzu izvēle un paplāšu atzīmes un cauruļu iekārtas dziļuma noteikšana. Kanalizācijas tīkla iezīme ir:

• notekūdeņu piesārņojums lielās un mazās frakcijās, kas var veidot sastrēgumus;

Неполное наполнение канализационных труб:

• обеспечивает вентиляцию и удаление из них метана;

• служит как бы резервной емкостью на случай увеличения сброса сточных вод;

• обеспечивает максимально возможную (при N = 0,7-0,8) скорость самотечного потока жидкости.

Максимально допустимое наполнение труб в зависимости от диаметра следующее: при D = 150-300 мм, Н= 0,6; при D = 350- 400 мм Н = 0,7; при D. > 900 мм, Н = 0,8.

Все эти параметры взаимосвязаны и зависят в основном от

расхода сточных вод:

Šeit с = (l ·R у )/n — коэффициент сопротивления; R = F/x ≈ D/4 —

гидравлический радиус; п — коэффициент шероховатости; х — смо­ченный периметр, м; y = f(R,n).

Гидравлический расчет сети ведут на максимальный секунд­ный расход, определению которого предшествует нахождение мо­дули стока или удельного среднего притока сточных вод с единицы поверхности города (квартала):

kur р_н — плотность населения, чел ./га;

q — норма водоотведения, л/сут.чел.

Модуль стока позволяет определить средний приток от квар­тала города по его площади:

где F_Gan — площадь квартала, га.

Поэтому территорию населенных мест разбивают на площади стока, тяготеющие к прилегающим участкам сети (см. рис. 8.3).

Если рельеф плоский, то разбивку территорий ведут по бис­- сектрисам углов кварталов. После этого определяют расчетные расходы на каждом участке.

kur K._maх — коэффициент общей максимальной неравномерности аодоотведения.

Сложность гидравлического расчета канализационной сети заключается в возможности возникновения множества технически допустимых вариантов сети, число которых может превысить даже возможности современных ЭВМ. Поэтому к расчету канализацион­ной сети подходят с известными упрощениями.

Например, исходят из принципа удержания наименьшего воз­можного заглубления. В этом случае рекомендуется следующая по­следовательность расчетов:

• зная расчетные расходы, выбирают минимальные диаметры, позволяющие выдержать соответствующие уклоны, скорость и на­ полнение;

• если скорость не удовлетворяет критическим значениям, то­ гда увеличивают уклон, но не более чем на 0,01%;

• если расход слишком велик для максимально допустимого уклона при заданном диаметре, тогда увеличивают диаметр на одну ступень;

• если наполнение труб недопустимо велико, то увеличивают их диаметр на одну ступень.

Глубина заложения уличной сети определяется по формуле

kur h — наибольшая глубина заложения дворовой сети, м;

L — длина дворовой или внутриквартальной сети, м;

l — длина трубы от красной линии до соответствующего смотрового колодца уличной сети, м;

Z₁ un Z₂ — отметки земли соответственно у смотрового дворово­го колодца и наиболее удаленного колодца, м;

∆ — перепад между потоками дворовой и уличной канализации.

Рассмотрим общий ход расчета. Расчет ведется непосредст­венно от начала сети к насосной станции. Из рис. 8.3 видно, что расчетный расход по участку является суммой попутного, транзит­ного и бокового притоков.

Расходы определяют с учетом коэффициента неравномерно­сти. Сосредоточенные расходы от предприятий, не имеющих не­равномерность, учитывают отдельно.Падение на участках сети оп­ределяется по формуле

kur Es — уклон труб, м/км;

l — длина участка, км.

Начальную глубину заложения находят по формуле (8.13). В этом случае отметка лотка в расчетной точке определяется по формуле

где Z_Es — отметка трубы в i-й точке, м;

h_Es — падение на i-м участке.

По величине расчетного расхода назначают диаметр и уклон трубопроводов так, чтобы наполнение и скорость жидкости v соот­ветствовали требованиям норм. Далее определяют глубины зало­жения сети в начале и конце каждого расчетного участка.

На практике гидравлический расчет канализационных сетей выполняется с помощью расчетных таблиц или на ЭВМ. Исходя из условий эксплуатации, минимальные диаметры трубопроводов ка­нализации принимают 150мм для внутриквартальных и 200 мм для уличных сетей, а для дождевой и общесплавной канализации — со­ответственно 200 и 250 мм. По результатам гидравлического расче­та строят продольные профили сети. Глубину заложения уличной канализационной сети допускается принимать меньше глубины промерзания на 0,3 м при диаметрах до 500 мм и на 0,5 м при больших диаметрах.

Формулы для гидравлического расчета ливневых сетей

Для расчета диаметра канализационной трубы необходимо определить средний расход дождевой воды, который зависит от климатических условий на данном участке.

Предельный расход (интенсивность) дождевой воды рассчитывается по формуле:

Qr = q20 Ψ F

где это находится:

q20 – интенсивность дождя, рассчитанная за 20 минут;

– коэффициент влагопоглощения определенным типом покрытия (кровля – 1,0; асфальт – 0,95; бетон – 0,85; щебень – 0,4);

F – площадь (в гектарах), на которой планируется дренаж.

Карта дождя для определения коэффициента q20

Для гидравлического расчета сети отвода дождевой воды необходимо внести поправку на коэффициент заполнения свободного трубопровода при возникновении напорного режима (β). Следовательно, расход дождевой воды рассчитывается как

Q = Qr β

Коэффициент β определяется из таблицы:

Продолжительность дождя нет	0,7	0,6	0,5	0,4
Значение коэффициента β	0,65	0,7	0,75	0,8

В свою очередь, параметр n зависит от географического положения объекта:

Четверть	Значение параметра нет
Побережье Баренцева и Белого морей	0,4
Северная Европейская часть Российской Федерации	0,48
Центр и запад европейской части Российской Федерации	0,59
Западная сторона Урала	0,59
Нижний Дон и Волга	0,57
Нижнее Поволжье	0,66
Средняя Сибирь	0,47
Восточная Сибирь	0,52
Западная Сибирь	0,58
Алтай	0,48
Морское побережье Охотска	0,31

Если уклон участка составляет 1-3 см на 1 м, то коэффициент необходимо увеличить на 15%. При большем наклоне этот параметр принимается равным 1.

Вводные понятия

Расчет канализации не всегда требует помощи профессионалов, все можно сделать своими руками, особенно если система отвода дождевой воды требуется не в промышленных масштабах, а в бытовых. Рассмотренный пример расчета, допускается возведение конструкций для предприятия, собственных частных построек, а также создание машиностроений на других территориях.

Методика расчета влияет на:

• ландшафтные данные, геологические особенности участка,
• строительные характеристики конструкций,
• расположение инженерных коммуникаций,
• среднее количество осадков;
• материалы, которые будут использоваться для строительства конструкций.

Задумываясь о крышке люка для компании, также необходимо учитывать трафик, площадь территории, наличие пандусов и других конструкций. Генеральная обустройство водоотводящей системы проводится сразу после определения необходимых параметров дождевой воды.

Что учитывают при расчёте?

Под каждый частный строительный объект (эксплуатируемый участок территории) проектирование индивидуальной схемы ливневой канализации является обычным делом.

Однако за основу всегда берутся решения, характерные для типовых проектов строительства ливневки. Типовые решения по умолчанию предполагают обращение к техническим расчётам, прежде чем начнётся строительство системы.

Расчёты выполняются с оглядкой на СНиП и с учётом следующих факторов, характерных для конкретной местности и объекта:

• норма осадков за год;
• свойства грунта;
• площадь объекта;
• масса отводимых вод;
• требуемая площадь стока.

Кроме сведений о массе отводимых осадков, остальную информацию можно получить через обращение в местную метеослужбу. А условное количество отводимых продуктов атмосферных осадков рассчитывается по формуле, где в качестве расчётных данных берётся площадь водосборного участка и параметр интенсивности этих осадков.

Галерея изображений

Фото из

Устройство ливневки при мощении площадки

Дождь в регионах с большим количеством осадков

Сооружение в глинистых грунтах

Ливневка для отвода воды от фундамента

Математический вид формулы:

М = (А * 20) * S * k,

В ней соответственно:

• М – масса отводимых вод;
• А – интенсивность атмосферных осадков в течение 20 минут;
• S – водосборная площадь (для кровли ещё и + 30% общей площади стен здания);
• k – коэффициент поглощения влаги материалом объекта.

В качестве материалов объекта часто выступают кровельные покрытия (k=1); бетонные и асфальтовые сооружения (k=0,9); грунт (k=0,75); щебень, гравий (k=0,45).

Пояснения по проведению расчетов

Итак, для планирования каждого отдельного участка ливневой канализации необходимо знать, какой объем воды может на него выпасть. Далее, отдельные участки через дождеприемники и трубы связываются с колодцами, обслуживающими уже несколько таких зон — и так далее, до «вершины иерархии», то есть ливневого коллектора или главного накопительного колодца. Естественно, при этом показатели отдельных участков или групп суммируются. Но в основе расчета, так или иначе, лежит каждый отдельный участок сбора.

Объем воды, подлежащий сбору с отдельно взятого участка, можно выразить упрощенной формулой:

Qсб= q20 × F× ϒ

Qсб — общий объем сбора ливневой воды с участка.

q20 — табличный коэффициент, показывающий среднестатистическую интенсивность осадков в данном регионе, в зависимости от климатических условий. Подобными величинами обязательно оперируют все местные строительные, проектировочные, метеорологические организации – узнать его несложно. Другой вариант – воспользоваться картой схемой, расположенной ниже. Этот показатель выражается в литрах в секунду на гектар.

Карта-схема для определения коэффициента интенсивности осадков q20

F — площадь участка сбора воды, выраженная в гектарах. Площадь принимается в плане, то есть если, например, расчёт ведется для скатной кровли, то считается только ее горизонтальная проекция.

Использование расчетного и оптимального уровня наполняемости

Также у пластиковой, асбестоцементной или чугунной канализационной трубы обязательно должен быть рассчитан уровень наполненности. Это понятие определяет, какой должна быть скорость движения потока в трубе, чтобы она не засорилась. Естественно, от наполненности также зависит уклон. Вычислить расчетную наполненность можно при помощи формулы:

• Н – уровень воды в трубе;
• D – ее диаметр.

Минимальный допустимый СНиП 2.04.01-85 уровень наполняемости, согласно СНиПа – Y=0,3, а максимальный Y=1, но в таком случае канализационная труба полная, а, следовательно, уклона нет, значит нужно выбирать 50-60%. На практике расчетная наполняемость лежит в диапазоне: 0,3 Гидравлический расчет на наполняемость и угол уклона

Ваша цель – рассчитать максимально допустимую скорость для устройства канализационного стока. Согласно СНиП, скорость движения жидкости должна быть не менее 0,7 м/с, что позволит отходам быстро проходить мимо стенок, при этом не прилипая.

Примем H=60 мм, а диаметр трубы D=110 мм, материал – пластмасса.

Следовательно, правильный расчет выглядит так:

60 / 110 = 0,55 = Y – это уровень рассчитанной наполненности;

Далее используем формулу:

K ≤ V√ y, где:

• К — оптимальный уровень наполненности (0,5 для пластмассовых и стеклянных труб или 0,6 для чугунных, асбестоцементных или керамических труб);
• V — скорость движения жидкости (минимально берем 0,7 м/с);
• √Y – квадратный корень расчетной заполняемости трубы.

0,5 ≤ 0,7√ 0,55 = 0,5 ≤ 0,52 – расчет верен.

Последняя формула является проверочной. Первая цифра – это коэффициент оптимальной наполненности, вторая после знака равенства – это скорость движения стоков, третья – это квадрат от уровня наполненности. Формула нам показала, что скорость мы выбрали правильно, то есть минимально возможную. В тоже время увеличить скорость мы не можем, так как нарушится неравенство.

Также угол можно выражать в градусах, но тогда Вам будет сложнее переходить на геометрические величины при установке наружной или внутренней трубы. Такое измерение предоставляет более высокую точность.

Уклон канализационных труб схематически

Таким же образом несложно определить уклон наружной подземной трубы. В большинстве случаев, коммуникации наружного типа имеют большие диаметры.

Следовательно на метр будет использоваться больший уклон. При этом есть еще определенный гидравлический уровень отклонения, который позволяет сделать уклон немного меньшим, чем оптимальный.

Резюмирую скажем, что согласно СНиП 2.04.01-85 пункт 18.2 (норма при установке систем отвода воды), при устройстве угла канализационных труб частного дома, нужно придерживаться таких правил:

1. На один погонный метр у трубы с диаметром до 50 мм, нужно выделять по 3 см уклона, но при этом у трубопроводов с диаметром 110 мм понадобится 2 см;
2. Максимально допустимое значение, как для внутренней, так и для наружной напорной канализации – это общий уклон трубопровода от основания до конца 15 см;
3. Нормы СНиП требуют обязательного учета уровня промерзания грунта для установки наружной канализационной системы;
4. Для определения правильности выбранных углов необходимо проконсультироваться со специалистами, а также проверить выбранные данные по формулам выше;
5. При монтаже канализации в ванной, можно сделать коэффициент наполненности, соответственно и уклон трубы, самым минимальным. Дело в том, что из этой комнаты вода выходит преимущественно без абразивных частиц;
6. Перед работой нужно обязательно составлять план.

Совет от эксперта:

Не стоит путать методику установки канализационных труб в квартире и доме. В первом случае часто используется вертикальный монтаж. Это когда от унитаза или душевой кабинки устанавливается вертикальная труба, а уже она переходит в магистральную, выполненную под определенным уклоном.

Такой способ может быть применен, если, к примеру, душевая или умывальник находится на чердаке дома. В свою очередь, укладка внешней системы начинается сразу же от колец унитаза, септика или умывальника.

Чтобы при установке выдержать нужный угол, рекомендуется заранее копать траншею под уклоном, а по неё натянуть бечевку. Тоже самое можно сделать и по полу.