Cálculo hidráulico de um sistema de abastecimento de água - um conjunto de cálculos realizados na fase de projeto de um edifício (edifício de vários andares, casa de campo). O papel desse tipo de trabalho é muito importante - um sistema de abastecimento de água projetado incorretamente não funcionará normalmente. Isso pode ser expresso em uma pressão fraca da água nos andares superiores de prédios altos e em freqüentes rupturas de comunicações no subsolo devido à alta pressão de entrada.
Objetivos de realizar o cálculo hidráulico das redes de abastecimento de água
- cálculo do consumo máximo de água em seções individuais do sistema de abastecimento de água;
- determinação da velocidade de movimento da água em tubulações;
- cálculo do diâmetro interno de tubulações para instalação de diversos trechos da rede de abastecimento de água;
- cálculo da perda de pressão da água quando é fornecida a partir da tubulação principal até uma determinada altura;
- determinação da capacidade do equipamento de bombagem e da viabilidade da sua utilização, tendo em conta os cálculos efectuados.
Os cálculos são realizados com base nos dados e métodos SNiP 2.04.01-85 "Abastecimento interno de água e esgoto de edifícios".
Opções para o cálculo hidráulico de redes de abastecimento de água
Dependendo dos objetivos, dois tipos de cálculo hidráulico de redes de abastecimento de água são distinguidos - projeto e calibração (comissionamento).
Projeto
Este tipo de cálculo hidráulico é executado ao projetar o sistema de abastecimento de água de um edifício. Com sua ajuda, o tipo de pipelines é determinado para diferentes seções da rede, a taxa de fluxo nelas.
Além dos cálculos, esse tipo de cálculo inclui um arranjo esquemático dos elementos do sistema interno de abastecimento de água - o nó de entrada, comunicações do subsolo, risers, nós de entrada de água.
Verificação
Os principais objetivos deste tipo de cálculo hidráulico são determinar a distribuição dos caudais no sistema de abastecimento de água, calcular a pressão das fontes com diâmetros internos pré-calculados das tubagens e captações de água em pontos nodais.
Os resultados do cálculo de verificação são:
- consumo de água e perdas de carga em todas as seções do sistema de abastecimento de água;
- o volume de abastecimento de água da fonte (abastecimento de água principal, torre ou contra-reservatório);
- cabeças piezométricas em vários pontos de extração.
Todos os valores obtidos como resultado deste cálculo são usados para projetar a localização dos pontos de tiragem - instalações hidráulicas - no interior do edifício projetado.
O cálculo de comissionamento preciso e bastante rápido de redes de abastecimento de água de várias configurações (de um sistema de abastecimento de água sem saída simples a um sistema de anel mais complexo) pode ser realizado usando os programas: "HydroModel", "Smart Water", "WaterSupply", “Cálculo hidráulico do gasoduto”.
Procedimento de cálculo hidráulico
- Determinação do número de pontos de retirada - para isso, de acordo com a planta padrão da edificação, é determinado o número de lavatórios, banheiros e vasos sanitários no prédio.
- Elaboração de uma imagem esquemática (diagrama axonométrico) da rede interna de abastecimento de água - manualmente ou por meio de um software especial, é elaborado um diagrama da localização dos tubos de abastecimento de água e dos encanamentos a eles conectados. Ao mesmo tempo, para conveniência de trabalhos posteriores, cada tubulação de abastecimento de água quente e fria é marcada com cores diferentes (vermelho e azul, respectivamente).
- Dividir a rede de abastecimento de água em seções horizontais e verticais calculadas separadas, consistindo em dutos e unidades de dobra d'água. Os limites de cada seção são válvulas e acessórios de encanamento.
- Cálculo da probabilidade de ativação simultânea de todas as unidades de dobra d'água da seção calculada (P) - o cálculo do valor deste valor é realizado de acordo com a seguinte fórmula:
P = Q max.entrada × U / Qapp. × N × 3600;
OndeÁgua Q max –Consumo de água durante horas com consumo máximo de água, l / h por 1 habitante;
você - o número de residentes que recebem água para comunicações e dobradores de água da área de assentamento, pessoas;
Qapp. - vazão padrão na unidade de captação de água em média 0,18 l / s;
N - o número de nós de escoamento de água (acessórios de encanamento) incluídos na área calculada, pcs;
3600 É o coeficiente usado para converter litros por hora em litros por segundo.
- Determinação do segundo consumo máximo de água pela tubulação e unidades de captação de água da área calculada de acordo com a fórmula:
Q max.flow in = 5 × Q in.prib × a; l / s
Onde Q c.prib - o fluxo padrão total através dos nós de captação de água do local;
uma - quantidade adimensional. Seu valor é encontrado de acordo com as tabelas especiais no SNiP 2.04.01-85.
- Seleção do diâmetro interno ótimo do duto - é selecionado levando-se em consideração as recomendações de uso e a viabilidade econômica do uso nessas condições.
- Cálculo da velocidade da água - calculada de acordo com manuais metodológicos especiais, com base no diâmetro interno da tubulação selecionada.
- Cálculo da perda de carga (Hl) de acordo com a fórmula:
Hl = L × i × (1 + Kl); coluna de água m,
Onde eu - o comprimento da seção calculada, m;
eu - perdas de pressão específicas durante o atrito da água contra as paredes internas da tubulação, este valor é medido em milímetros de coluna d'água / metro da tubulação;
Kl - o fator de correção, no projeto de edifícios de apartamentos residenciais e chalés, seu valor é 0,3.
- Para edifícios com 2 ou mais pisos, o cálculo hidráulico da pressão necessária (Htr) do abastecimento de água no local da sua ligação à conduta principal externa é efectuado de acordo com a seguinte fórmula:
Htr = 10 + (n-1) × 4,
Onde n - número de pisos;
4 - a altura manométrica necessária para elevar a água para cada andar localizado acima do primeiro, m.
- A carga real necessária no ponto de injeção (Nf) é encontrado somando a cabeça de entrada calculada (Htr) com perdas de carga nas seções calculadas (Hl):
Íf = Htr + Íl calc. Unidade 1 + Íl calc. Unidade 2 + Íl calc. Unidade 3 + Íl calc. Unidade 4 + Íl calc. Unidade n
Os resultados desse cálculo são registrados em uma tabela de resumo.
A queda d'água de 10 metros é igual à pressão na rede de água igual a 1 atmosfera (1 Bar).
Exemplo de cálculo do abastecimento de água fria
Dados iniciais:
O edifício é um edifício de 2 pisos com cave, uma subida vertical desde a cave até ao topo de -6 m, 5 pontos de tomada de água (lava-loiças, batedeira de banheira e lavatório, sanita, - no primeiro andar; vaso sanitário e misturador de chuveiro - no segundo andar). Uma família de 6 pessoas mora na casa.
Sequência de cálculo:
- O sistema interno de abastecimento de água projetado é dividido em 2 áreas calculadas - o primeiro e o segundo andares. O comprimento das comunicações do primeiro trecho é de 5 m, do riser vertical e das comunicações horizontais do segundo trecho - 5,5 m.
- Usando os dados tabulares SNiP, a probabilidade de inclusão simultânea de todas as unidades de dobra d'água para a primeira e segunda seções calculadas é calculada:
P1 = 15,6 × 6 / (0,1 + 0,18 + 1,4) × 3600 = 0,015;
P2 = 15,6 × 6 / (1,4 + 0,18) × 3600 = 0,016.
- O consumo máximo dessas seções, levando em consideração os valores correspondentes do coeficiente encontrados nas tabelas uma será igual a:
Q max.fluxo de água 1 = 5 × Q v.prib × a = 5 × 0,18 × 0,265 = 0,24 l / s;
Qmáx fluxo de água 2 = 5 × Qw.app. × a = 5 × 0,18 × 0,241 = 0,22 l / s
- Tendo em conta os valores de consumo de água obtidos, o sistema de abastecimento interno de água é dimensionado a partir de um tubo simples de polipropileno com diâmetro de 25 mm (ramais horizontais do riser) e 32 mm (riser vertical).
- Com base nos valores do comprimento da primeira e da segunda seção calculada, o valor do coeficiente eu e Kl (para tais condições, eles são iguais a 0,083 e 0,3, respectivamente) a perda de pressão na primeira e segunda seções calculadas será igual a:
Íl área 1 = L1 × i × (1 + Kl) = 5 × 0,083 × 1,3 = 0,54 m.w. pilar;
Íl área 2 = L1 × i × (1 + Kl) = 5,5 × 0,083 × 1,3 = 0,59 m.água. pilar.
A perda total de carga nas duas áreas calculadas será igual a 1,14 coluna de água ou 0,114 atmosfera.
- A altura necessária no ponto de entrada para tal edifício será igual a:
Htr = 10 + (2-1) × 4 = 14 metros de coluna de água ou 1,4 atmosferas
- A altura real necessária no ponto de entrada para esta casa será:
Нф = Нтр + Нl calc. Unidade 1 + Нl calc. Unidade 2 = 14 + 1,14 = 15,14 metros de coluna de água ou 1,5 atmosfera
Graças ao cálculo efetuado, o proprietário da casa na fase de projeto, tendo em conta a pressão da adutora de água do seu assentamento, pode planear um determinado esquema da rede interna de abastecimento de água.
