Расчет канализации для частного дома – грамотно и без ошибок!

Опубликовано 13.03.2016

Водоотведение на загородном участке – жизненная необходимость. Устроенная по всем правилам строительной науки автономная канализация способна обеспечить комфортное проживание на даче в течение всего года даже большой семье. Но каким бы ни был примененный метод для ее монтажа, в основе его грамотный и точный математический расчет. Как рассчитать такую канализацию на определенное количество человек и так ли это необходимо?

Сколько воды утекает?

В загородном доме обязательно есть кухня, не важно, внутри или как отдельная постройка, кроме того, невозможно обойтись без ванной комнаты, в то время как туалет допускается строить и прямо над выгребной ямой. При этом, если в жилье поступает определенное количество воды, ограниченное давлением в трубах и, соответственно, напором, то сливаться может гораздо больше. В качестве яркого примера может выступить наполненная ванна-джакузи, в которой скапливается, по меньшей мере, пара сотен литров воды.

Если пропускная способность стока окажется недостаточной, при сливе из такого большого резервуара жидкость обязательно найдет другие пути, к примеру, выплеснется из раковины на кухне. В целом, выяснить объем сливаемых вод довольно просто, существуют нормативы потребления на 1 человека, обобщенные в таблицы, одна из которых будет приведена ниже.

Остается только выяснить, каким должен быть объем отстойника, куда будут поступать все сливы вместе с продуктами жизнедеятельности человека. Для начала следует решить, что именно будет у вас на участке – выгребная яма или септик. Первый вариант дешевле, хотя и требует регулярной очистки – согласно нормам для 1 проживающего в доме человека нужно выделить объем, равный 0,7 кубометра, и пару кубов вырыть про запас.

Что касается септика, то при выборе емкости подходящего объема следует помнить, что 1 человек за день расходует до 200 литров воды (может и больше, но редко). Здесь и мытье рук, и купание, и готовка еды, и стирка. Полив любимой клумбы не принимается во внимание, там вода уйдет в землю, к сливу она не имеет отношения. Исходя из этих данных, определяем, какой емкости должен быть септик для всей семьи, при этом желательно накинуть сверху на расчетный объем 200-400 литров на случай приезда гостей на недельку. Далее предлагается наиболее подробная таблица расхода воды по климатическим зонам.

Таблица климатических зон по температурным режимам

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ

Задачей расчета является подбор диаметров и уклонов трубопроводов канализационной сети, обеспечивающих отвод сточных вод от санитарно-технических приборов и сброс их в городской канализационный коллектор в самотечном режиме. Расчет системы канализации жилого здания рекомендуется вести в следующей последовательности.

1. Строится аксонометрическая схема системы канализации здания (если в здании несколько выпусков – рассчитывается только часть системы канализации здания, работающая на один, наиболее удаленный от городского коллектора, выпуск).

2. Без расчета назначаются диаметры поэтажных отводных линий, при наличии унитаза – 100 мм, при отсутствии – 50 мм.

3. Назначается диаметр стояка не менее наибольшего диаметра поэтажных отводных линий и проверяется его пропускная способность.

Максимальная пропускная способность стояка диаметром 100 мм при отводных линиях также 100 мм и угле присоединения поэтажных ответвлений 90° составляет 3,2 л/с, при соответствующих диаметрах 50 мм – 0,8 л/с.

Канализационная система собирает стоки от холодного и горячего водопровода и рассчитывается на пропуск общего расхода воды qtot, л/с,

, (3.1)

где = 0,25 л/с, а – определяется в соответствии с общей вероятностью Рtot:

, (3.2)

где = 15,6 л/час.

Расчетный расход в основании стояка, л/с:

qs= qtot + q0s, (3.3)

где qtot – общий максимальный расчетный расход воды приборами рассчитываемого стояка, л/с, определяется по формуле (3.1) для количества приборов N, обслуживаемых этим стояком (вероятность Рtot определена ранее по формуле (3.2)); q0s– залповый сброс стоков одним прибором, л/с, при наличии на стояке унитазов q0s = 1,6 л/с, в других случаях – по прил. 2.

Если расчетный расход превысит максимальную пропускную способность стояка, необходимо увеличить диаметр или изменить угол присоединения поэтажных ответвлений.

4. Производится расчет горизонтальных трубопроводов (в подвале), выпусков и дворовой канализационной сети. Расчет заключается в подборе таких диаметров и геодезических уклонов, при которых скорости V – не менее 0,7 м/с, наполнение трубопроводов H/d – не менее 0,3 и выполняется условие

. (3.4)

В тех случаях, когда выполнить эти условия не представляется возможным из-за недостаточной величины расхода сточных вод, участки считаются нерасчетными и прокладываются с уклоном 0,03 при диаметре 50 мм и 0,02 при диаметре 100 мм. Для расчета используются таблицы или номограмма прил. 3.

По данным гидравлического расчета определяются отметки характерных точек внутренних горизонтальных трубопроводов и лотка колодцев дворовой сети. По итогам расчета отметка лотка трубы на входе в канализационный коллектор должна быть выше отметки лотка этого коллектора.

Пример 1. Конструирование и расчет систем канализации здания.

Исходные данные: здание согласно таблице 1.1, глубина заложения канализационного коллектора – 4,0 м.

Решение.

На основе анализа расположения стояков (рис. 3.1) принят выпуск в сторону дворового фасада (рис. 3.2).

Рис. 3.1. План 1 этажа

Рис. 3.2. План подвала

Аксонометрическая схема системы канализации представлена на рис. 3.1.

Рисунок 3.3. Аксонометрическая схема внутренней канализации

Поэтажные ответвления приняты чугунные, прокладываются непосредственно по полу соответствующего этажа, диаметр до присоединения унитаза (по проходу воды) 50 мм, после присоединения унитаза – 100 мм.

Стояки приняты чугунные диаметром 100 мм, их вытяжная часть выводится на 0,5 м выше скатной кровли. Предусмотрены ревизии на 1–м, 3–м и 5–м этажах. Каждый стояк собирает стоки от 20 приборов, вероятность их действия по примеру 1 Ptot = 0,017, тогда N Ptot = 0,34 и по прил. 1 α = 0,565.

По формулам (3.1) и (3.3) определен расчетный расход в основании стояка:

qtot=5·0,25·0,565=0,71л/с; qs=0,71+1,6=2,31 л/с.

Полученное значение меньше пропускной способности стояка, и корректировка диаметра стояка не требуется.

Прокладка горизонтальных канализационных сетей в подвале здания принята над полом с начальной отметкой – 2,00 м. Назначены расчетные участки 1–2–3 в здании и по генеральному плану произведена трассировка дворовой сети — участки 3–КК1–КК2–КК3 (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Генеральный план участка

Все расчеты сведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Расчет хозяйственной канализационной сети.

На основании данных табл.3.1. и генплана квартала составляется продольный профиль коллектора дворовой сети (рис. 3.5). Вначале вычерчивается в установленном масштабе профиль поверхности земли по трассе дворовой сети. На профиль переносятся с генплана канализационные колодцы, коммуникации и откладываются с генплана длины расчетных участков и отметки мест пересечений сетей с коммуникациями. Ниже профиля заполняется бланк установленной формы, в который заносятся результаты вычислений из табл. 3.1 и данные генерального плана квартала. Инженерные сети (водопровод, теплосеть, канализация) должны иметь привязку к координатной сети квартала.

Рис. 3.5. Профиль дворовой канализационной сети

В связи с малым расходом не удалось подобрать уклоны, обеспечивающие выполнение указанных выше условий. Поэтому конструктивно назначен i = 0,02.

В соответствии с исходными данными отметка земли по генплану в точке присоединения к коллектору 50,45 м, отметка коллектора на 4,0 м меньше отметки земли – 46,45 м. Трубопровод дворовой сети по результатам расчета примыкает к коллектору на более высокой отметке 48,61 м, и работа этой системы в самотечном режиме возможна.

Определяем пропускную способность труб

В любом доме обязательно должны быть коммуникации, по которым, как по артериям в теле человека, в помещения поступает вода, откуда потом вытекает через сточные трубы. Как раз последние и являются канализационной системой. Учитывая, что одновременно могут эксплуатироваться несколько точек водоснабжения, к примеру, душевая в ванной и одновременно кран на кухне, нужно заранее определить достаточную пропускную способность труб.

Специально для этого в СНиП предусмотрены допустимые скорости движения стоков, а также пределы наполняемости канализационных коммуникаций и необходимые диаметры для свободного прохода всего сливаемого объема воды.

Перед тем, как рассчитать автономную канализацию в частном доме, очень важно правильно определить потребление воды, чтобы знать количество сливов и подходящий для них диаметр труб. Для вычисления пропускной способности стока используется формула U√(H/d)≥ К, где U – скорость движения воды в канализации (минимум по СНиП – 70 см/сек), H – величина заполнения труб, а d – их диаметр. Что касается коэффициента K, он определяется материалом, из которого выполнены коммуникации, для стекла и пластика он соответствует значению 0,5, а для прочих материалов равен 0,6. В целом отношение H/d и является максимальной степенью наполнения, зависимость этого показателя от диаметра можно узнать из таблицы.

Если значение наполнения труб ниже 0,3, могут возникнуть засоры, а если сделать его для домашней канализации свыше 0,6 – канализация не будет успевать вентилироваться, что приведет к возникновению неприятных запахов.

Прокладка наружной канализационной трубы

Канализационная труба от дома до септика (выгребной ямы, накопительной емкости) должна прокладываться под уклоном 1-2% (1-2 см на метр длины). Диаметр наружной канализационной трубы должен составлять 100-110 мм.

Уклон труб канализации 1-2 процента

Наружную канализационную трубу прокладывают ниже глубины промерзания грунта на 50 см. В случае слишком большой глубины промерзания канализационную трубу утепляют. При большой глубине прокладки канализационной трубы (свыше 1,5 м) для защиты трубы и утеплителя от давления грунта, трубу помещают в защитный короб. В качестве защиты от давления грунта можно использовать железобетонные лотки, либо пропитанные железнодорожные шпалы.

Железобетонные лотки для защиты труб канализации Железобетонные лотки для защиты труб канализации

Если прокладка канализационной трубы осуществляется через тело фундамента, то заделка отверстия в фундаменте производится базальтовой или каменной ватой. Жесткая заделка канализационной трубы не допускается в виду линейного расширения трубы от теплых канализационных стоков.

Раструб трубы канализации

Прокладка канализационной трубы от дома до септика (выгребной ямы, накопительной емкости) осуществляется таким образом, чтобы раструб трубы был направлен навстречу стокам. Раструб представляет собой уширенный конец канализационной трубы с резиновым уплотнителем, в который вставляется следующий отрезок трубы.

Наружная канализационная труба должна прокладываться прямолинейно, без поворотов. Если поворотов избежать не удается, то их следует делать более плавными. Например, вместо 90-градусного фитинга использовать два фитинга под 45°, либо три фитинга под 30°.

Как производится гидравлический расчет?

При гидравлическом расчете канализации используются специальные формулы, позволяющие подобрать соответствующее оборудование, вычислить углы наклона труб и организовать равномерное движение стоков. Однако известно, что движение стоков в трубах неравномерно. Что же рассчитывается по этим формулам? Ответ простой: расчет неравномерного движения жидкости — слишком сложная математическая задача.

таблица для расчета уклонов канализационных труб

Поэтому для бытовых нужд с учетом некоторых допущений и погрешностей было принято решение рассматривать поток стоков равномерно движущимся в системе труб. Формулы, используемые для гидравлического расчета индивидуальной канализации, являются практичным компромиссным вариантом, который позволяет получить приемлемые результаты без чрезмерных затрат времени и сил на более точные расчеты. Для еще большего упрощения расчетов готовые значения для типовых случаев приведены в различных таблицах, графиках и номограммах.

Выбор труб

Диаметры канализационных труб

В ходе укладки канализации частного дома применяются водопротоки круглого сечения с внутренним диаметром от 40 до 110 мм из устойчивого к агрессивной среде сточных вод поливинилхлорида. Так как различные сантехнические и бытовые приборы характеризуются неодинаковым объемом стоков, различающихся по консистенции и составу, используются трубы со следующими внутренними диаметрами:

• умывальники, кухонные мойки – 40-50 мм;
• ванны, душевые поддоны – 50 мм;
• стиральные и посудомоечные машины – 50 мм;
• писсуары, биде – 50 мм;
• унитазы – 110 мм.

Если частный жилой дом имеет 2 и более этажей, верхние санузлы соединяют с канализацией нижних при помощи вертикально расположенных коммуникаций – стояков – с внутренним диаметром 110 мм.

Для дворовой сети отведения стоков применяют специальный водопроток ярко-оранжевого цвета, имеющий условный проход 110 или 160 мм.

Начальный этап расчетов

В первую очередь необходимо рассчитать небольшие (до 8 литров в секунду) расходы стоков на начальных участках сети. Для этого проектировщики должны воспользоваться таким выражением:

Qк = Qв + Qок

Здесь суммируется Qв – количество литров в секунду, которое потребляет арматура, обслуживающая приемники стоков на конкретном участке сети, и Qок – определенный нормативный расход сточных вод от сантехнического устройства, с учетом максимального показателя за секунду.

Формула принимает вид Qк = Qв, если расход сточных вод оказывается больше 8 литров в секунду.

Труба системы на выходе должна работать согласно расчетам

Пример проекта водоснабжения дома

Вперед