Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Расчет уклона канализации

Как установить правильный угол уклона канализационной трубы

Для того, чтобы установить правильный уклон, не нужно изобретать велосипед. Согласно исследованиям СНиП оптимальной скоростью выведения отходов по канализационным трубам диаметром 150 — 200 мм является 0.70 м/с. Это при условии, что труба будет заполнена на 50-60%, но не менее, чем на ⅓. При таком раскладе обеспечивается нормальное выведение жира, мелких и крупных частиц. Максимально допустимый уклон — 15 см/м.

Также существует отдельная формула, благодаря которой можно с точностью вычислить необходимый угол наклона:

где:
K — коэффициент для пластиковых (0.5) и металлических (0.6) труб;
H — степень наполнения трубы;
V — скорость движения отходов;
d — внутренний диаметр трубы.

Можно воспользоваться формулой Коллбрука-Уайта:

v — средняя скорость потока;
g — свободное падение;
D — внутренний диаметр трубы;
I — гидравлический уклон;
K — шероховатость трубы;
V — вязкость сточных вод.

Здравствуйте уважаемые читатели блога о строительстве и ремонте – stroiidea.ru. На этот раз мы с вами рассмотрим следующие вопросы, касаемые канализации в частном доме: какие существуют автономные системы канализации. как рассчитать требуемый объем емкости для сбора канализационных стоков. как правильно проложить канализационные трубы внутри дома.

Система канализация является неотъемлемой частью любого загородного дома. Без неё комфортное проживание в своем частном владении было бы невозможно. В большинстве случаев загородные дома находятся в отдалении от центральных коммуникаций, а пользоваться такими привычными для квартиры вещами как ванна, душ, стиральная машина хочется и в загородном доме. Поэтому вопрос об обустройстве автономной канализации в частном доме является довольно актуальным.

Автономные системы канализации бывают трех основных видов:

1. Выгребная яма – все стоки уходят непосредственно в грунт;

2. Накопительная емкость – канализационные стоки скапливаются в специальной емкости, а затем выкачиваются ассенизаторской машиной;

3. Септик – стоки перед тем как попасть в грунт проходят стадию отчистки, в результате которой стоки отчищаются на 80-90%.

Рассмотрим все плюсы и минусы вышеперечисленных автономных систем канализации.

Выгребная яма представляет собой емкость, в которой боковые стенки герметичны, а все стоки уходят в грунт через негерметичное дно (дно представляет собой открытый грунт). Выгребная яма подходит для тех домов, в которых суточный объем сточных вод не превышает одного кубометра.

Стенки выгребной ямы могут выполнятся из керамического кирпича, железобетонных колец. либо из монолитного железобетона. Выгребная яма работает по такому принципу: грязные сточные воды, попадая в выгребную яму, легко просачиваются в грунт, а твердые продукты жизнедеятельности человека скапливаются на дне, постепенно герметизируя грунтовое дно.

На дно предварительно засыпается слой песка толщиной 20 см, а затем слой щебня толщиной 20 см, это позволит отчистить канализационные стоки перед попаданием в грунт, а также не даст затвердеть грунтовому дну.

Со временем твердые продукты жизнедеятельности человека под действием бактерий разлагаются и превращаются в ил. Откачивается этот ил специальной машиной – илососом. выезд которой заказывается при наполнении выгребной ямы. При этом следует обеспечить удобный подъезд илососа к люку выгребной ямы.

Большинство илососов и ассенизаторских машин имеют стандартную длину шланга – 10-15 м. при этом шланг можно нарастить до 25 м. Однако это не значит, что шлангом в 25 м можно выкачать ил и отходы с глубины 25 метров. У ассенизаторских машин и илососов в характеристиках указан специальный параметр – максимальная глубина подъема. У некоторых моделей машин глубина подъема достигает 10 метров.

Как правило, наружные канализационные трубы от дома до выгребной ямы прокладывают ниже уровня промерзания грунта. чтобы трубы не разорвало от замерзших в них стоков. А полезный объем ямы считают от входящей в него канализационной трубы. Поэтому дно выгребной ямы должно быть ниже уровня промерзания грунта на 2-3 метра (в зависимости от суточного расхода воды), но выше уровня грунтовых вод на 1 метр. Если это условие не соблюдается (уровень грунтовых вод выше глубины промерзания), тогда устраивается выгребная яма с герметичным дном (накопительная емкость). Узнать уровень грунтовых вод можно, заглянув в ближайший колодец (лучше это делать по весне, т.к. водоносный слой в этот период поднимается на свою самую высокую отметку). Если же колодца рядом нет, то придется вызывать специальную бригаду геологов, которая замерит точною отметку залегания грунтовых вод.

Что касается размещения выгребной ямы на участке, то тут следует придерживаться следующих правил:

1. Расстояние от водозабора до выгребной ямы в зависимости от типа грунта должно составлять:

— 20 метров, если грунт глинистый ;

— 30 метров, если грунт суглинистый (смесь глины и песка);

— 50 метров, если грунт песчаный.

2. Расстояние от дома до выгребной ямы должно составлять 10-15 метров, чтобы вода из выгребной ямы не увлажняла грунт под фундаментом, что может привести к излишним пучениям грунта зимой, что в свою очередь приведет к появлению трещин в фундаменте. Также отдаленность ямы от дома избавит жителей этого дома от постоянных неприятных запахов.

3. Расстояние от забора до ямы должно быть не менее 1 метра. Вообще все имеющиеся на участке строения должны быть размещены на расстоянии 1 метр от забора.

Накопительная емкость представляет собой полностью герметичную емкость, в которой канализационные стоки никуда не уходят, а при заполнении емкости выкачиваются ассенизаторской машиной.

Поступившие в емкость канализационные стоки разделяются на три слоя:

1. Первый слой — самый нижний, представляет собой твердые органические отходы, которые в результате жизнедеятельности анаэробных бактерий (бактерии, которые размножаются в бескислородной среде) превращаются в ил;

2. Второй слой – представляет собой осветленную воду, которая образуется после оседания всех твердых частиц;

3. Третий слой – жировой, представляет собой скопление жировых отходов и других частиц легче воды. Жировой слой образует воздухонепроницаемую корку, создавая для анаэробных бактерий благоприятную среду для размножения.

Как и в случае с выгребной ямой, стенки накопительной емкости могут быть выполнены из кирпича, монолитного железобетона, железобетонных колец или цельной пластиковой емкости. Особое внимание следует уделить герметизации стенок и дна. т.к. емкость может быть размещена ниже уровня грунтовых вод. А за загрязнение грунтовых вод и отравление окружающей среды человек может понести уголовную ответственность.

Накопительная емкость из кирпичагерметизируется следующим образом: внутренняя и внешняя поверхность кирпичной кладки штукатурится цементно-песчаным раствором в соотношении 1:1 или 1:2. При этом марка цемента должна быть не менее М400, а песок должен быть просеян. В некоторых случаях для повышения гидроизоляционных свойств в цементно-песчаный раствор добавляют жидкое стекло, хлорное железо, алюминат натрия или раствор церезита.

Герметизация накопительной емкости из железобетонных колец осуществляется следующим образом: места стыков расширяются перфоратором и замазываются цементно-песчаным раствором с добавлением жидкого стекла, как описывалось выше. Обработать стыки нужно, как снаружи, так и внутри колец. Затем наружная поверхность колец гидроизолируется рубероидом на битумной мастике. Это позволит избежать затопление емкости во время сильных ливней, когда уровень грунтовых вод достигает своего пикового уровня. Также следует гидроизолировать внутреннюю поверхность колец битумом или проникающими глубоко в структуру бетона гидроизоляционными составами.

Герметизация накопительной емкости из монолитного железобетона осуществляется также, как и герметизация емкости из ж/б колец: на наружную поверхность монолитного железобетона приклеивается рубероид на битумной мастике, а внутри стенки и дно обмазываются битумом, либо специальными гидроизоляционными составами.

Цельная пластиковая емкость. изготовленная из стеклопластика или полиэтилена не нуждается в дополнительной герметизации. Стенки такой емкости абсолютно герметичны и не подвержены коррозии или гниению. Как правило пластиковые емкости используют для сбора канализационных стоков с последующей откачкой ассенизаторской машиной, либо в качестве очистного сооружения (септика), соединяя две емкости переливной трубой.

На многих интернет-ресурсах советуют производить наружную гидроизоляцию накопительных емкостей при помощи глины (глиняных замков ). Но такой способ герметизации только усугубит ситуацию, т.к. зимой насыщенная водой глина значительно расширится в объеме, что создаст на стенки емкости избыточное давление, которое приведет к образованию трещин на стенках. Весной, когда глина растает и уменьшится в объеме произойдет обратный процесс, между глиной стенками емкости образуется свободное пространство, в которое будут попадать дождевые стоки, а это еще больше усугубит ситуацию зимой.

Дно накопительной емкости в случае, если стенки выполнены из монолитного железобетона или кирпича, выполняется из монолитного железобетона. Соотношение ингредиентов должно быть следующим: 1 часть цемента, 2 части песка, 1 часть щебня или гравия. Такой фундамент набирает необходимую прочность около 7 дней. А чтобы за 7 дней бетон не пересох и не растрескался после заливки его поливают водой и накрывают полиэтиленовой пленкой.

Если стенки накопительной емкости выполняются из железобетонных колец, то целесообразней сразу заказать на заводе железобетонное дно соответствующего диаметра.

Септик представляет герметичную емкость, разделенную на две или три секции, либо систему из двух трех отдельных емкостей.

Септик, как и накопительная емкость, можно построить из монолитного железобетона или железобетонных колец, либо выложить из кирпича. Также можно заказать готовый септик в специализированных фирмах, который представляет собой цельный пластиковый корпус, внутренне пространство которого разделено перегородками.

Секции или отдельно стоящие емкости соединяются друг с другом трубой, через которую из одной секции (емкости) в другую перетекают стоки, прошедшие стадию отчистки.

В первой камере канализационные стоки проходят стадию первоначальной грубой отчистки: тяжелые частицы оседают на дно, легкие подымаются на поверхность образуя жировую корку, между этими слоями вода осветляется. Затем осветленная вода попадает во вторую камеру для более глубокой отчистки.

На входную трубу ставится тройник. который будет направлять поступающие стоки строго вниз, не разрушая жировой слой. Нижний конец тройника должен быть постоянно утоплен в сточную воду, а верхний конец должен находится над поверхностью стоков, чтобы очищать тройник от засоров не нарушая жирового слоя. Над тройником, как правило устраивают вентиляцию в виде отрезка трубы, который должен возвышаться над поверхностью земли на 70-80 см, чтобы вентиляция септика не оказалась зимой под снегом.

Однокамерный септик используют в случае, когда объем сточных вод не более 1 м 3. Соответственно двухкамерный септик применяют, когда объем стоков превышает 1 м 3.

В случае однокамерного септика. на выходе из септика также, как и на входе ставится тройник, только немного ниже. Тройник на выходе позволит выводить наружу только осветленную воду, оставляя жировой слой в септике. Осветленная вода из однокамерного септика попадает не сразу в почву, а в специальные очистные сооружения: поля фильтрации, фильтрующие траншеи или фильтрующие колодцы, либо в песчано-гравийные фильтры. И только после фильтрации отчищенная вода попадает в почву.

Если же вы проектируете двухкамерный септик. то вместо выходного тройника ставится перепускной патрубок на глубине 50 см от дна. Он обеспечит перекачку во вторую камеру осветленной воды. Кроме перепускного патрубка на расстоянии 20 см от поверхности сточных вод устанавливается вентиляционный патрубок.

Любой септик, будь то однокамерный или двухкамерный, проектируется только в паре с очистными сооружениями. т.к. септик осуществляет только грубую механическую очистку сточных вод.

Трехкамерный септик сооружать на своем участке не имеет смысла, т.к. двух камер вполне достаточно, чтобы очистить стоки до нужного уровня, тем более что стоки после септика проходят стадию тонкой очистки в очистных сооружениях. Кроме этого для повышения уровня очистки вовсе не обязательно увеличивать количество камер, потому как стоки очищаются благодаря времени пребывания в камере, чем дольше вода отстаивается, тем лучше она очистится. В таком случае следует увеличить объем камеры, а не их количество.

Расчет выгребной ямы

Для определения требуемого объема выгребной ямы необходимо умножить среднесуточный расход воды на одного человека – 200 л/сут. на количество человек проживающих в доме, получившийся расход воды всеми членами семьи умножаем на 3 (для полноценной переработки бактериями сточных вод требуется минимум 3 дня, лучше 5 дней). Таким образом для семьи из трех человек потребуется выгребная яма, полезный объем которой будет составлять: 200 х 3 х 3 = 1800 литров или 1,8 м 3. Соответственно для семьи из 4 человек потребуется 2,4 м 3. для семьи из 5 человек – 3 м 3 и т.д. Под полезным объемом выгребной ямы понимается объем от дна до уровня канализационной трубы.

Итак, как говорилось выше, выгребная яма может быть построена из кирпича, монолитного железобетона или железобетонных колец. Определить необходимые размеры выгребной ямы из кирпича или монолитного железобетона не сложно, т.к. выгребные ямы из этих материалов выполняются обычно прямоугольной формы и рассчитываются они путем умножения длины, ширины и высоты.

А вот для определения объема железобетонных колец понадобится следующая формула:

где, V – расчетный объем кольца, м 3 ;

D – внутренний диаметр кольца, м;

H – высота кольца, м.

Приведем результаты расчета в таблицу.

Из расчетов следует что для семьи из 3-х человек для выгребной ямы следует использовать железобетонные кольца КС-12-10 в количестве двух штук, полезный объем при этом составит 2,26 м 3. что немного больше необходимых 1,8 м 3 (берем всегда с запасом).

— 4-х человек используем два кольца КС-15-9 (полезный объем составит 3,18 м 3 );

— 5-ти человек используем два кольца КС-15-10ч (полезный объем составит 3,534 м 3 ).

Разумеется, можно как угодно комбинировать железобетонные кольца, главное, чтобы толщина стенки была одинаковой, иначе могут возникнуть проблемы с герметизацией стыков.

При значительной глубине выгребной ямы в целях экономии используют такой способ: на дно укладываю одно или два кольца большого диаметра, которые будут составлять полезный объем, затем на них укладывается крышка с люком, а поверх крышки со смещением по центру люка укладываются кольца меньшего диаметра, которые будут возвышаться над поверхностью земли на 30-40 см, чтобы избежать попадание дождевых сточных вод внутрь выгребной ямы.

Расчет накопительной емкости

Необходимый объем накопительной емкости зависит от того насколько часто вы собираетесь откачивать канализационные стоки: 2 раза в месяц, 1 раз в месяц, 1 раз в два месяца и т.д. Как правило накопительные емкости для канализации используют в том случае, когда уровень грунтовых вод очень высокий, либо объем стоков небольшой по причине малого количества проживающих в доме (1-2 человека) или редкого проживания в доме.

Но всё же требуемый объем накопительной емкости рассчитывается по следующей формуле:

V = n * x * V сут

где, n – количество дней от откачки до откачки;

x – количество человек, проживающих в доме;

Vсут – объем стоков в сутки на одного человека (200 л/сут).

Для примера возьмем следующие исходные данные: количество проживающих – 3 человека, периодичность отчистки емкости – 1 раз в месяц.

V =30 дней * 3 чел. * 200 л/сут = 18000 литров = 18 м 3

Итого получаем необходимый объем накопительной емкости – 18 куб. метров, что довольно немало и обойдется вам в копеечку. Например, накопительная емкость из стеклопластика объемом 10 м 3 стоит на рынке около 140000 руб.

— однокамерные септики необходимо использовать при объеме стоков менее 1 м 3 /сутки;

— двухкамерные септики используются, когда объем стоков не превышает 10 м 3 / сутки;

— трехкамерные септики применяют, когда объем стоков свыше 10 м 3 / сутки.

Необходимый рабочий объем септика рассчитывается путем умножения количества проживающих человек на суточный объем стоков (200 л/сут). Полученный результат умножают на 3, если объем стоков менее 5 м 3 /сутки, либо умножают на 2,5, если объем стоков свыше 5 м 3 /сутки. При этом рабочим объемом септика является сумма объемов всех его камер.

Также согласно СНиП 2.04.03-85.

— для двухкамерного септика. объем первой камеры должен составлять 75%, объем второй камеры – 25% от расчетного объема;

— для трехкамерного септика. объем первой камеры – 50%, объем второй и третьей камеры по 25% каждая от расчетного объема.

При использовании железобетонных колец все камеры делают равного объема.

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.

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.

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.

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°.

Прокладка внутренних канализационных труб

Внутренние трубы канализации должны иметь уклон 2-5% (2-5 см на метр длины).

Центром всей внутренней системы канализации является канализационный стояк. Он представляет собой вертикальный отрезок трубы, к которому подсоединяются все внутренние канализационные трубы. Канализационные стоки, попадающие в трубу стояка направляются в наружную трубу, по которой попадают в выгребную яму (накопительную емкость, септик). Диаметр трубы стояка не должен быть меньше диаметра сливной трубы от унитаза, т.е. 100-110 мм. Если же унитаз в системе не предусмотрен, тогда диаметр трубы стояка составит 50 мм.

Канализационный стояк обычно располагают как можно ближе к унитазу и как можно дальше от жилых помещений и кухни. Трубу стояка в обязательном порядке шумоизолируют мин. ватой или вспененным полиэтиленом и закрывают коробом из гипсокартона.

Также в обязательном порядке в канализационном стояке устанавливается ревизия (отверстие в трубе с крышкой), которая позволит производить очистку трубы в случае её засорения. Ревизия устанавливается на высоте 1 метр от пола, выше унитаза.

Все подключенные сантехнические приборы (унитаз, ванна, раковина, биде и т.д.) должны иметь гидрозатвор (сифон). Гидрозатвор представляет собой отрезок трубы, изогнутый буквой S или буквой U. который не даст неприятным запахам из канализационной системы попасть в дом. Унитаз имеет встроенный гидрозатвор, а для остальных приборов гидрозатворы следует купить в магазине, при том что гидрозатвор для ванны имеет немного другую конструкцию нежели гидрозатвор для раковины.

Диаметр внутренней трубы от унитаза до стояка должен быть не менее 100 мм. Диаметр труб от ванны, раковины и других сантехнических приборов должен быть 40-50 мм.

Вы, наверное, спросите: почему к унитазу подключается труба диаметром 100 мм, а к ванне всего 50 мм, ведь объем воды в ванне больше, чем в унитазе? Канализационная труба, подключаемая к унитазу имеет большой диаметр по нескольким причинам.

Во-первых. через унитаз кроме воды сливаются твердые отходы, которые в случае использования трубы меньшего диаметра могут засорить трубу.

Во-вторых. в унитазе сливается большое количество воды за короткий промежуток времени, при таком сливе в системе канализации резко возрастет внутренне давление, которое может выдавить воду из гидрозатворов других сантехнических приборов, что приведет к появлению неприятного запаха в доме. Поэтому труба от унитаза должная иметь некоторый запас в диаметре, чтобы кроме стоков в трубе находился воздух, который убережет систему канализации от скачков давления.

В-третьих. увеличивать диаметр трубы от ванны не имеет смысла по двум причинам: диаметр сливного отверстия в ванне не больше 40 мм, а как известно пропускная способность трубы не может быть выше пропускной способности её самого узкого участка. И вторая причина — это малое пространство под ванной.

Длина трубы от унитаза до стояка не должна превышать 1 метр, при этом к ней не допускается присоединение других сантехнических приборов.

Длина труб от остальных сантехнических приборов (раковины, ванны, душа) не должна превышать 3 метра. Но в отличии от ситуации с унитазом, все эти приборы допускается присоединять к общей трубе, которая будет соединена со стояком. При этом диаметр общей трубы равен наибольшему диаметру подключенной к ней трубы, т.е. если к общей трубе подключена раковина с трубой в 50 мм, и ванна с трубой 50 мм, то общая труба подводки к стояку должна быть не 100 мм в диаметре, а всего 50 мм.

Стыковка вертикальных труб с горизонтальными должна осуществляться с использованием косых тройников или фитингов с поворотом в 30°, 45°, 60°. Исключение составляет стыковка горизонтальной трубы со стояком, она должна составлять 90°.

Для вентиляции системы канализации и регулировки давления в системе устраивается фановая труба. Фановая труба представляет собой продолжение канализационного стояка, конец которой выводится наружу через кровлю. Диаметр фановой трубы не должен быть меньше диаметра трубы стояка, т.е. 100-110 мм. Фановая труба должна возвышаться над кровлей на 50 см и иметь защиту от попадания атмосферных осадков внутрь трубы.

Разумеется, в этой статье отображена не вся информация о системе канализации в частном доме, но я постарался максимально подробно и доступно описать все важные моменты, касающиеся устройства системы канализации, чтобы дать вам общее представление о канализации загородного дома. В следующих статьях будет рассмотрена технология монтажа различных составляющих системы канализации. Подписывайтесь на новые статьи и оставляйте свои комментарии.

Хотите получать новые статьи на почту?

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

Канализация для частного дома

Чтобы рассчитать канализацию в частном доме необходимо правильно подобрать элементы системы:

  1. Рассчитать диаметр канализационной трубы. Он зависит от назначения труб, будь они для наружного или внутреннего потребления, а также условий их использования в системе канализации.
  2. Рассчитать мощность насоса. При выборе насоса также стоит подумать о его основной функции. Это может быть либо перекачка грязной воды с содержанием твердых добавлений, либо перекачивание фекалий с повышенным содержанием вязких отходов.
  3. Рассчитать ливневую канализацию. Единой системы такой канализации нет, все зависит от размеров и особенностей территории. Главное, чтобы ливневая канализация собирала и выводила дождевую воду в специальные места ее скопления.
  4. Рассчитать потери в систем. Все зависит от того, как вы будете использовать воду. Будете ли включать одновременно несколько выходов, и в какой дальности друг от друга они будут расположены.

Чтобы рассчитать объем канализации для дома необходимо провести тщательный анализ обслуживаемого участка.

Канализация для квартиры

Рассчитать канализацию в квартире намного проще чем для дома, потому как особенность ее проектирование – это самотечность передвижения воды от точек водоразбора к стояку.

Угол наклона, определяемый строительными нормами и расчет степени прямолинейности участков помогут рассчитать объем емкости для канализации в квартире.

Для того чтобы рассчитать канализационную трубу потребуется проанализировать условия, в которых трубы могут разместиться, учитывая точки выхода воды. Стоит учесть, что трубы должны находиться в удобной доступности, так как при возникновении засоров потребуется чистка. Но зачастую в многоквартирных домах канализация проектируется с условием самоочистки.

Рассчитать объем канализации не составит особого труда если грамотно учесть все нюансы, составить проект в виде схемы и наглядно изучить способы установки.

Наличие качественно установленной канализации, независимо от расположения, будь то частный дом или квартира, создаст комфортные условия для проживания, что не сможет обеспечить ее отсутствие.

Транспортировка стоков по канализационным трубам производится чаще всего по принципу самотёка. То есть магистралям придается определенный уклон в нужную сторону, и вода под действием силы гравитации стекает вниз, увлекая за собой все канализационные загрязнения. Казалось бы, какие тут могут быть вопросы: расположил трубу вниз под углом – и будь спокоен… Оказывается, все не так просто — и недостаточный, и избыточный уклон способны преподнести крайне неприятные сюрпризы.

Поэтому укладываться труба должна в строгом соответствии с требованиями, указанными в Сводах Правил. И все эти взаимосвязанные параметры трассы – ее диаметр, длина и уклон, должны продумываться и просчитываться заранее, еще на этапе проектирования канализации. На стадии монтажа исправить ошибки бывает порой крайне сложно.

Планирование пойдет быстрее, если применить предлагаемый калькулятор расчета уклона укладки канализационной трубы. Ниже будет дано несколько комментариев по работе с ним.

Калькулятор расчета уклона канализации

А на таком прямом горизонтальном участке изменения угла уклона трубы – и вовсе запрещено.

Выставлять под нужным уклоном каждую из укладываемых труб при их сборке, контролируя ее положение, например, строительным уровнем – утомительно и непроизводительно. При расчетах и при непосредственной подготовке к укладке гораздо проще будет наметить ближнюю и дальнюю точку прямого участка (например, от поворота до врезки в стояк, от выпуска до колодца, между колодцами и т.п.) и определить перепад высоты между этими точками, который как раз и задаст требуемый уклон.

Этот перепад высот может быть, например, спроецирован линией на стене — при внутренних работах. А при прокладке трассы в траншее – заранее намечен и выполнен при выкапывании грунта и засыпке песчаной подушки под трубу. После такой подготовки можно будет смело заниматься монтажом, уже не отвлекаясь на проверку положения каждого отрезка трубы.

Итак, чтобы найти перепад высоты, в калькуляторе необходимо будет только выбрать диаметр трубы на рассчитываемом участке (в миллиметрах), и указать длину этого участка ( в метрах). После нажатия на кнопку расчёта появится результат в миллиметрах.

Бытовой канализацией дело обычно не ограничивается!

В частном загородном доме, помимо бытовой канализации, приходится заминаться еще и ливневой. Без нее поддерживать комфортные условия проживания невозможно или чрезвычайно сложно. При некоторой схожести эти две системы все же имеют больше различий, и ни в коем случае не должны ни пересекаться, ни дополнять или заменять одна другую. Как создаётся ливневая канализация своими руками – читайте в специальной публикации нашего портала.

Гидравлический расчёт сети канализации сложнее, чем водопроводной. Чем же это обусловлено?

Сточные воды – это жидкость со сложной структурой. Она представляет собой полидисперсную субстанцию, в которой значительную долю занимают суспензии и коллоиды. К тому же концентрация и состав загрязнений в сточных водах величина переменная, причём на одном и том же участке канализационной сети.

Основной режим течения сточной жидкости по канализационной сети – неравномерный и неустановившийся. Она движется в основном самотёком. Под напором жидкость перемещается на ограниченных участках.

Неравномерным называется движение с разной средней скоростью потока v в разных живых сечениях потока ω.

Режим течения стоков в сети канализации жидкости неравномерен вследствие:

  • Наличия местных сопротивления на неоднородностях трассы: поворотах и изгибах; изменениях диаметра трубопровода; в местах притоков; в лотках смотровых колодцев; перепадах высоты на коллекторах; изменения в уклонах труб; дефектах, возникших при строительстве (невыдерживание проектных решений по поворотам, сечениям и уклонам, просадка труб со временем). В результате на линии появляются подпоры, снижается скорость потока. На таких участках происходит выпадение осадков. Местные сопротивления должны учитываться в расчетах, обнаруженные строительные дефекты – устраняться.
  • Неустановившегося характера движения стоков. Он обусловлен неравномерностью поступления в сеть канализационных стоков по времени. Особенно большими перепадами в расходе отличаются канализации дождевая и общесплавная. Скачки в объёме сточных вод менее заметны для канализационных сетей технологической и бытовой. К неустановившемуся режиму более чувствительны трубы меньшего диаметра.
  • Турбулентностью течения сточной жидкости по трубам и коллекторам. С учётом этого, при выборе степени шероховатости внутренних стенок трубопроводов нужно исходить от расчётной скорости потока.

Таким образом, неоднородность структуры сточных вод и неравномерность их поступления существенно усложняют гидравлический расчёт канализационной сети по известным формулам для неравномерного движения жидкости. Поэтому используется вычислительная методика для движения равномерного. В ней применяются формулы турбулентного режима жидкости в гладкой, шероховатой и переходной областях. При этом учитывается зависимость степени турбулентности потока от скорости его движения. Также предполагается поступление всего расчётного расхода сточных вод в начало рассчитываемого участка. Игнорирование распределённого по длине поступления стоков, имеющего место в реальности, делается для упрощения расчёта.

При гидравлическом расчёте канализационной сети вычисляются следующие параметры: диаметры труб, площади поперечных сечений каналов, потери напора, средние скорости течения стоков в каналах и трубах и степени их наполнения.

Вся приводимая здесь информация относится к расчёту самотечных трубопроводов. Напорные, для которых используются фекальные насосы, рассчитываются несколько иначе.

Расчёт проводится на основе таких исходных данных: расчётных расходов сточных вод, уклонов канализационных каналов и труб, допустимых предельных (максимальных и минимальных) скоростей течения жидкости в трубах и каналах. Уклоны зависят от локального рельефа и ограничены также нормативными величинами.

Гидравлический расчёт канализационной сети основывается на двух формулах, описывающих равномерный турбулентный режим течения жидкой среды:

постоянства расхода

q = ωv

скорости (формула Шези)

v = c√R̅J̅

Здесь:

  • q – расчётный расход в м³/сек;
  • ω – живое сечение потока в м²;
  • v – скорость потока в м/сек (средняя);
  • R – радиус гидравлический;
  • c – коэффициент Шези (сопротивления движению жидкости);
  • J – гидравлический уклон потока.

Гидравлический радиус представляет собой отнесённую к смоченному периметру площадь живого сечения и выражается в м. Гидравлический уклон потока, называемый также гидродинамическим напором на единицу длины, – это уклон i, который должно иметь дно русла при самотечном движении жидкости.

Вместо формулы Шези, как показал практический опыт, в ряде случаев может быть применена эмпирическая формула Дарси:

где

  • λ – коэффициент Дарси (сопротивления трению по длине);
  • g — ускорение силы тяжести в м/сек²;
  • d – диаметр труб в м.

Коэффициент Шези имеет размерность м1/2/с, коэффициент Дарси – величина безразмерная. На основании формулы Дарси составлены графики и таблицы, из которых необходимые параметры могут быть найдены без вычислений.

Основная задача состоит в нахождении одного из этих коэффициентов. Как известно из гидравлики, они определяются двумя величинами – числом Рейнольдса Re и относительной шероховатостью Δэ/R (Δэ – эквивалентная абсолютная шероховатость).

Феноменологически турбулентное течение жидкости внутри трубы можно описать как движение ядра с турбулентностью, окружённого ламинарной плёнкой.

При движении с малой скоростью (малые Re) ламинарная плёнка толще, чем выступы шероховатости, зона течения в этом случае называется гладкой. То есть шероховатость стенок труб влияния на турбулентных характер течения не оказывает, и коэффициенты λ или с будут функциями только от числа Рейнольдса. Сопротивления же станут пропорциональны примерно самой величине скорости.

При больших Re (большой скорости движения среды) ламинарная плёнка уже не может компенсировать воздействие шероховатости. Сопротивление стенок пропорциональны уже квадрату скорости. Зона движения оказывается квадратичной.

Рассчитаем угол наклона канализационной трубы + онлайн калькулятор

Аргументом, определяющим коэффициенты сопротивления; является уже относительная шероховатость Δэ/R, а не число Re.

Когда толщина ламинарной пленки и высота выступов шероховатости стенок трубо­провода сравнимы по величине, движение происходит в переходной зоне, расположенной между квадратичной и гладкой. Здесь на коэффициенты λ и с оказывают влияние вязкость жидкости и относительная шероховатость труб. Сопротивления будут пропорциональными скорости потока в промежутке степени от 1,75 до 2.

Коэффициенты сопротивления трению по длине λ определяются по формуле профессора Н. Ф. Федорова

где

  • R – гидравлический радиус в см;
  • Δэ – эквивалентная шероховатость в см (табличная величина);
  • а2 —коэффициент, зависящий от характера шероховатости стенок труб (табличная величина, безразмерная).

В правой части формулы находятся два члена, отражающие фазы турбулентного режима движения жидкости: первый – шероховатую, второй – гладкую.

Неудобство формулы при гидравлическом расчёте заключается в присутствии числа Рейнольдса во втором члене, которое неизвестно при постановке задачи.

При течении сточных вод со скоростью выше 1,5 м/сек турбулентное движение будет происходить в режиме квадратичном. Вести расчёт в этом случае можно по формуле Шези с определением его коэффициента с из формулы Н. Н. Павловского:

c = Ry/n.

Здесь

  • п – коэффициент шероховатости ;
  • R – гидравлический радиус в м;
  • у – показатель степени.

На величину последнего параметра влияют гидравлический радиус R и коэффициент шероховатости п. Для его вычисления существуют формулы развёрнутая

y = 2,5 √n̅͞͞ — 0,13 – 0,75 √R̅ (√n̅͞͞ — 0,10),

и сокращенные:

при R менее 1 м y ≈ 1,5 √n̅͞͞;

при R больше 1 м y ≈ 1,3 √n͞͞.

В формуле Павловского этот показатель при п = 0,013 примерно равен 1/6. В этом случае формула предельно упрощается:

Величина уклона рельсового пути i есть тангенс угла наклона пути, т.е. отношение разности отметок h к горизонтальной проекции участка пути. Так например, при h = 35 м и l = 1000 м

i = tga = h/l = 35/1000 = 0,035.

Так как обозначение уклонов десятичными дробями неудобно, то их обозначают числом тысячных (умножают на 1000). Так уклон i = 0,035 обозначают i = 35 %о .

Для тяговых расчетов решающее значение имеет руководящий уклон iР, который является наиболее затяжным уклоном пути (обычно подъемом пути из выездной траншеи). По правилам технической эксплуатации величина руководящего уклона не должна превышать при электровозной и тепловозной тяге 40 %о.

Соединение рельсовых путей

Соединение рельсовых путей осуществляется в карьерах на раздельных пунктах (постах, разъездах и станциях) и на съездах. Съезды обычно устраиваются в карьерах для того, чтобы составы при необходимости могли переходить с одного пути на другой (рис II.12 из андр.). Съезды бывают правые и левые по отношению к направлению движения.

Комбинация нескольких съездов образует путевой треугольник и стрелочную улицу, которая применяется на ж/д карьерных станциях и обычно располагается под углом α крестовины стрелочного перевода (рис.II 12 в).

Основным элементом, посредством которого осуществляется соединение ж/д путей, является стрелочный перевод.

Стрелочный перевод приведен на рис. II. 13 и состоит:

1 — крестовина с сердечником (на рис. закрашен);

2 – рамные рельсы;

3 – переводная кривая;

4 – остряки (перья), посредством которых переводят стрелку;

5 – контррельсы для удерживания реборд колес заданном направлении;

6 – мертвое пространство;

7 – предельный столбик для контроля остановки локомотива, при разъезде с встречным составом;

8 — электропривод.

Основной параметр стрелочного перевода – угол, под которым пересекаются грани сердечника крестовины. Маркой крестовины называется отношение основания сердечника к его высоте:

М = 2 tga/2 ≈ tga.

На карьерном пути применяют крестовины марки 1 : 9,и 1 : 11.

При М = 1 : 9 получается выигрыш в сокращении длины стрелочного перевода (LП = 28 м) и проигрыш в условиях прохождения составом стрелочного перевода (увеличивается возможность схода состава с рельсов), а при М = 1 : 11 длина стрелочного перевода увеличивается (LП = 32 м), но безопасность прохождения состава возрастает.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *