Устройство и расчет системы ливневой канализации

Расчёт степени наполнения трубы

Какой именно выбрать диаметр трубы для прокладки наружной канализации? Этот вопрос должен стоять наряду и другими факторами при создании проекта. Поскольку от этого зависит скорость ухода воды. Коэффициент наполнения воды измеряется в сантиметр на метр, градусный расчёт тут применить нельзя по причине того, что буду возникать погрешности, к примеру: метраж трубопровода слишком большой и в конечном итоге даже маленькое расхождение приведёт к тому что элементы не сойдутся и будут находится в разных плоскостях.

Значение, которое будет оптимальным для работы системы канализации рассчитывается по формуле, она звучит так: уровень подъёма канализации «H» мы делим на диаметр нашей канализационной трубы «D». Значение, которое мы должны получить должно варьироваться в промежутке от 0,5 до 0,6.  Если мы получим при расчёте 0, то это будет означать что труба будет постоянно пустой. Если же мы будем иметь конечную цифру 1, то труба будет постоянно и полностью залита водой. Что губительно скажется на системе. Сама формула выглядит так

Y=H/D

• H – высота;
• D – диаметр;
• Y – значения наполнения.

Если вы используете трубы из ПВХ, то её наполненность должна составлять 0,5. Причиной этому является её внутренняя поверхность, она не имеет шероховатостей. В отличии от асбестовых или железных труб, они имеют высшую степень шероховатости, для такого значения равно 0,6.

Описанное выше значение позволит проходить стокам в среднем со скоростью 0,7м/с. Это позволит удерживать твёрдые вещества в подвешенном состоянии, не допуская того что они будут прилипать к стенкам канализационных труб.

Обустройство ливневки по правилам

Дождевой сток оборудуется с учетом уклона трубопровода и его диаметра. Размеры материала сопоставляются с предполагаемой массой атмосферных осадков. С этой целью нашими специалистами отдельно изучаются синоптические метеокарты конкретной территории. Дефицитная пропускная способность системы из труб приведет к неэффективности ливневой канализации. В результате во время обильных дождей грунт под объектом будет размываться.

Все этапы работ по созданию ливневки соответствуют регламенту СНиП. Кроме гидравлических вычислений необходимо предварительно произвести:

• отдельное обустройство места стоков промышленных либо бытовых отходов;
• согласование с санэпидемслужбой создания системы с выпуском в природные водоемы стоков;
• разработку дополнительных очистных станций для промышленных заводов;
• отвод воды закрытого типа для производственных площадей и крупного населенного пункта.

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.

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.

Составляющие элементы ливневой канализации

Система ливневой канализации состоит из следующих составляющих:

Основные элементы ливневой канализации

• водосточных труб;
• дождеприемников;
• фильтров;
• смотровых колодцев;
• коллектора.

При расчете ливневой канализации определить диаметр водосточных труб можно согласно формулам раздела СП 32.13330.2012 с использованием коэффициентов, зависящих от определенных местных условий, а также уложенного материала. В основном ограничиваются трубами диаметром 105–110 мм.

Дождеприемники размещают в местах концентрации сточных вод: в месте расположения кровельного водостока, под умывальником, рядом с поливочным краном.

Фильтры необходимо устанавливать на всех приемных колодцах и не только. После попадания в дождеприемники вода должна проходить сквозь фильтр или пескоуловитель, установленный на внутренней поверхности, а затем отводиться в коллекторный колодец. Без системы фильтрации система отвода сточных вод просто не сможет долго работать.

Смотровые колодцы устраивают в местах расхождения труб. В них сливают жидкость все ветви канализации. При стандартном воспроизведении ливневки для участка в 7–10 соток достаточно одного колодца. Если трубопровод имеет изломы, то на каждом из них нужно будет установить смотровой колодец.

https://youtube.com/watch?v=Dzbe4NczmT0

Охранная зона

СНиПом оговаривается большое количество параметров ливневой канализации, а также нюансов ее сооружения. Так вот одним из таких нюансов является охранная зона. Это участок территории, границы которого это стенка лотка или трубы и определенное расстояние, ограничивающее участок. Для ливневой канализации охранная зона – это полоса шириною 5 м по обе стороны от сети. Конечно, это не касается пристенной ее части.

Пристенная ливневка

Для чего необходима охранная зона. Это место, где нельзя:

• Возводить постройки временного или постоянного типа.
• Сваливать мусор.
• Организовывать стоянки для автомобилей.

Зеленные насаждения сажать можно, но с оговоркой, что расстояние от места посадки до края ливневки не должно быть меньше 3 м.

Особенности конструкции дождевой канализации

Основное назначение ливневки заключается в сборе в единый поток поверхностных вод и транспортировке их в канализационный коллектор. Устройство ливневки представляет собой систему труб, специальных лотков, пескоуловителей, сифонов, заглушек, ливневых колодцев (дождеприемников) и других элементов, необходимых для отвода осадков. В зависимости от вида водоотливной схемы для конкретного дома в нее входят те или иные элементы. 

Специалисты предупреждают, что ни в коем случае нельзя делать водоотвод из ливневой канализации в грунтовую глубинную дренажную систему. Нередко монтаж ливневки и дренажа для понижения на участке уровня грунтовых вод выполняется под одним углом параллельно друг другу, но имеют они разное назначение. Необходимо делать дождевую канализацию над дренажной конструкцией. 

По способу отвода осадков водоотливная система бывает:

• открытой;
• закрытой;
• смешанной. 

Расчетные параметры и СНиП

Обустройство канализации будет эффективным при условии установки элементов, согласно правильно выполненному расчету, с учетом принятых норм и правил. Чтобы предусмотреть количество сточных вод, водостоков и их пропускную способность, учесть площадь дренажа, интенсивность выпадения осадков в данной местности, сохранение дизайна ландшафта, составляется гидропроект.

ливневая канализация — СНиП.

Особенности работ по монтированию

Если вы не большой специалист в области строительной инженерии, то монтаж ливневой канализации лучше доверить строительной организации. Это является гарантией:

• качественной работы квалифицированных работников по расчету, монтажу и пуско-наладочным работам ливневки;
• использования, при необходимости, спецтехники, находящейся в автопарке строительной компании;
• долголетней эффективной работы системы без ремонтов;
• соблюдения норм и требований соответствующих стандартов;
• выполнения обслуживания установленной системы.

Колодцы в системе располагаются не абы как, а исходя из предварительных расчетов и правил устройства

Однако каждый в принципе должен иметь представление об основных этапах обустройства ливневки. Монтажные работы начинаются установкой в нижней отметке системы пескоулавливателя. Линия укладки дренажа обозначается при помощи шнура. Подключение водостоков к канализации на следующем этапе проводится через пескоулавливатель. Это предохраняет канализационные трубы от попадания в них грязи из дренажей.

Оперативный монтаж обеспечивается унификацией элементов. Соединительная схема «шпунт в паз» способствует хорошей статике, исключающей горизонтальное смещение каналов, дает возможность сбора канализационной системы любой сложности и конфигурации. Сегодня поставляются уже готовые к монтажу угловые элементы, составляющие желобов, нестандартные фрагменты «подгоняющие» каналы под любой гидропроект.

Нюансы обслуживания такой системы

Попадание в систему загрязняющих примесей требует периодического проведения профилактики. Поэтому, чтобы чистка ливневой канализации проводилась вовремя и была эффективной, необходим свободный доступ к ее элементам. Имеющиеся примеси поэтапно проходят очистку, оседают, сорбируются, а очищенная вода промышленных стоков по своему химическому составу должна соответствовать нормам ГОСТ.

Решетки и лотки для ливневой канализации можно приобрести в специализированных магазинах

На установку ливневок влияют множество факторов. Поэтому универсального решения вопроса не существует. Разрабатываются сложные эффективные схемы, выполняются расчеты параметров. Это дает возможность каждому из нас произвести предварительную оценку проекта, увидеть перечень затрат и экономический эффект от внедрения.

Расчет ливневой канализации ↑

В расчете ливневой канализации целый массив цифр и формул, но если упростить все донельзя, важны несколько параметров:

• производительность системы (объем стоков);
• уклон труб;
• диаметр труб;
• глубина заложения трубопровода и коллекторов.

От диаметра труб зависит эффективность отвода поверхностных стоков. Диаметр в свою очередь зависит от объема осадков в местности и площади обслуживаемой территории (с учетом дренажной системы, если используют один коллектор). Все нужные цифры есть в нормативной документации, и их достаточно, если следовать правилам.

Совмещенная система (ливневка и дренаж)

Объем стоков рассчитывают по формуле:

1. Q — объем стоков.
2. q20, л/сек., на га — коэффициент интенсивности атмосферных осадков.
3. F — площадь обслуживаемой территории (пересчитывают в гектарах; скаты крыш — в горизонтальной проекции).
4. Ψ — коэффициент впитывающей способности покрытий.

Значение q20 получают в местном метеоцентре. Ψ стандартен:

• 1,0 — кровля;
• 0,95 — асфальт;
• 0,85 — бетон;
• 0,40 — щебенка (трамбованная);
• 0,35 — грунт (в том числе дерн, газоны).

Для каждого дождеприемника делают отдельный расчет. Затем суммируют полученные цифры и определяют диаметр труб.

Нормативная документация ↑

Свод правил регламентирует наименьший диаметр труб. Для самотечных сетей он составляет 150 мм (и идет как допустимый, а желательный — 200 мм). Используя другие трубы, нарушают положения СП. В производственных сетях использование 150-миллиметровых труб требует обоснования.

Параметры, действительные для труб 150 мм:

• расчетная наибольшая скорость: для металлических труб — 10 м/м, для неметаллических — 7 м/с;
• расчетное наполнение прямоугольных каналов и труб поперечного сечения — полное;
• наименьший уклон (необходимость меньшего уклона следует обосновать): для 150-миллиметровых труб — 8 мм/метр, для 200-миллиметровых — 7 мм/м;
• уклон присоединения — 2 мм/м;
• уклон отдельных лотков — 5 мм/м;
• наименьшие размеры трапециевидных кюветов, канав: по дну — 30 см, по глубине — 40 см;
• между отводящей и присоединяемой трубами необходим угол минимум 90 градусов, в противном случае устанавливают колодец, а в нем — стояк с присоединением дождеприемников с перепадом;
• требуют устройства колодца: длинные прямые участки (через каждые 35 м — для частных домовладений), повороты, перепады, повороты на коллекторах, соединяемые трубы разного диаметра;
• радиус кривой поворота лотков должен составлять как минимум 1 диаметр трубы;
• радиус кривой поворота на коллекторе от 120 см (включительно) должен составлять как минимум 5 диаметров трубы, смотровые колодцы нужны и в начале, и в конце кривой;
• диаметр коллектора для труб до 500 мм — 1000 мм (1000х1000);
• допустима установка коллектора диаметром 700 мм для труб 150 мм;
• глубина заложения коллектора диаметром 700 мм не должна превышать 1200 мм;
• диаметр колодцев глубокого (от 3 м) заложения должен составлять минимум 1500 мм;
• минимальная расчетная скорость движения стоков по трубам и каналам составляет 60 см/с.

Нельзя опираться на приведенные цифры, используя трубы меньшего диаметра: уже 110-миллиметровым нужен минимальный уклон в 2 см/м. В каждом случае нарушения правил придется делать индивидуальный расчет ливневой канализации.

Программы для расчета ливневой канализации ↑

Встречается совет использовать AutodeskBuildingSystems, но это как микроскопом забивать гвозди. Теоретически рассчитать ливневку можно в любой программе, в принципе умеющей проектировать инженерные сети, но на практике не советуем. Во-первых, софт такого рода бесплатным не бывает (разве что триал-версия, но она всегда обрезана). Во-вторых, в профессиональном ПО несведущему человеку сложно разобраться. В-третьих, такой софт и не нужен для нашей маленькой задачи.

Рассчитать дождевую канализацию можно на специализированных ресурсах, предоставляющих калькуляторы или программы, работающие в браузере (запускаем и считаем). Большинство (может, и все) из них делают отдельно расчеты:

• гидравлический,
• поверхностных стоков с территории,
• объема вод с кровли,
• емкость коллектора,
• уклона трубопровода,
• глубины заложения сети.

Если эти параметры помогут построить ливневку… желаем удачи.

Мы расписали правила и нормы, формулы и цифры, опираясь на СНиП и СП, но согласно здравому смыслу расчет дождевой канализации надо доверить специалистам — как бы банально это ни звучало. Да, все цифры приведены, но главным фактором были, есть, будут климатические параметры, хоть и указанные в СП, но не полностью. СП не знают, какой на вашем участке грунт: песок пропускает воду моментально, глина не пропускает вовсе. Ошибка в расчетах = затопленный участок со всеми вытекающими.

Основная цель расчёта

Возьмём для примера расчет дождевой канализации, который покажет нам, как проводят расчётные операции специалисты, непосредственно занимающиеся вопросами монтажа и проектирования инженерных коммуникаций. Гидравлическое вычисление является основным, которое определяет следующие параметры и особенности строения инженерной коммуникации:

• В примере гидравлического расчёта ливневой канализации не должны присутствовать компоненты хозяйственно-бытовых отходов и стоков, то есть, они не должны попадать в этот участок расчёта.
• Все общие места стока в водоем и другие коллекторы должны осуществляться только по согласованию с санитарно-эпидемиологическими службами.
• Для частного сектора, все поверхностные грунтовые воды могут направляться в общую систему коллектора без какой-либо предварительной очистки. Для промышленных и производственных площадок, необходимы вспомогательные узлы для очистки поверхностных вод.
• Атмосферные осадки с частной территории или промышленных объектов должны попадать в каждый узел водостока точно столько, сколько это способен выдержать центральный очистной пункт сооружений.
• По возможности, все сточные воды с поверхности идеально организовывать самотёчным способом транспортировки.
• Для больших производственных площадей, а также для больших населённых пунктов идеальным вариантом станет закрытый тип ливневой канализации. Для небольших городов, а также небольших частных домовладений, допускается применение закрытого варианта ливневой канализации.

Общие требования

Ливневую канализацию обустраивают так, чтобы исключить попадание в нее хозяйственно-бытовых и фекальных стоков, промышленных отходов. Она используется для отвода только поверхностного стока с обслуживаемой территории. В случае если, отводимые воды содержат загрязнения (поступают от промышленных объектов, из районов плотной застройки и т.п.), их направляют на очистные сооружения. Они размещаются на главных коллекторах в местах сброса стоков в озера, ручьи, другие водные объекты.

При обустройстве поверхностного водоотвода на территории города сток можно направить в централизованную сеть при условии использования внутри системы очистных установок.

Воды, собранные водостоками с крыш зданий, могут поступать в городскую дождевую сеть без предварительной очистки.

Ливневую канализацию обустраивают, выдерживая уклон к точке водосброса так, чтобы вода перемещалась к ней самотеком. Насосы используются только при необходимости и после соответствующего обоснования.

На промышленных объектах и территориях с плотной застройкой специалисты компании “Мос-дренаж” рекомендуют размещать закрытые системы отведения поверхностных вод. Использовать открытые системы допускается в рекреационных зонах, на участках индивидуальной застройки и т.п.

Выбор диаметра труб

Устройство ливневки предполагает использование качественных труб. Лучше всего для этих целей подойдут полиэтиленовые, пластиковые или пропиленовые трубы.

Полиэтиленовые считаются лучшими по стоимости и из-за качественных характеристик – гладкости стенок, которые не будут копить на стенках остатки воды и бактерии. К тому же, данная продукция хорошо пропускает жидкость и считается долговечной.

Трубы из пластика бывают гофрированными, сделанными под высоким и низким давлением. Они хорошо и быстро собираются с помощью фитингов.

Кроме вышеперечисленных, можно использовать трубные изделия из металла (выдерживают большие нагрузки, особенно, вдоль дорог), стеклопластика и асбестоцемента.

Система труб транспортирует осадки из приемников к месту утилизации.

Диаметр выбора труб для ливневки находится в зависимости от климатических условий, мощности и насыщенности природных осадков, а также устройства системы (ее разветвленности и площади). Самым маленьким диаметром считают цифру в 150 мм, с уровнем уклона более 3 см на каждый м трубного отведения.

Диаметральный расчет вычисляется самостоятельно или при помощи услуг профессионалов. Для этого, узнают среднее количество региональных осадков, вычисляют площадь земли и коэффициент поправки, который зависит от окружающего грунта (покрытия). Например, при прилегающей асфальтированной территории, коэффициент будет равен 0,95, бетонированной – 0,85, гравированной или песчаной – 0,4.

Объем воды (Q) вычисляют по формуле: Q = q20 ∙ F ∙ φ. Как только формула покажет: с каким количеством осадков должна справиться труба, то начинают определять ее диаметральный объем. Для этого используют техническую таблицу Лукиных.

Приусадебному участку среднего размера самым подходящим диаметром будет 100-110 мм.

ВАЖНО! Чтобы дождевая канализация долго прослужила, нужно правильно подобрать трубы, рассчитав их диаметр таким образом, чтобы они справлялись с большим потоком поступающего водного объема.

Порядок расчета внутренней канализации

Расчет канализационного выпуска

Максимальный секундный расход сточных вод, (л/с), при общем максимальном секундном расходе воды 8 л/св сетях холодного и горячего водоснабжения, определяем по формуле 5 СНиП 4.01-41-2006:

, л/с

где qs — расход стоков от прибора с наибольшим водоотведением, принимаем по приложению 5СНиП 4.01-41-2006, получаем

— общий максимальный секундный расход воды.

,

Получаем ,

При этом скорость движения жидкости должна быть не менее 0,7 м/с наполнение трубопроводов — не менее 0,3.

Подбор диаметров канализационных трубопроводов выполняем по приложению 2 справочника проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (часть 2).Полученные данные заносим в таблицу 3.

Расчет дворовой сети канализации

Расчет дворовой сети канализации производим, начиная от крайнего выпуска из здания до колодца городской сети ГКК. С учетом ранее выполненных расчетов по выпускам и всему зданию, определяем расчетные расходы сточных вод по участкам сети (таблица 4).

Таблица 4 — Расчетные расходы сточных вод по участкам дворовой сети

Дворовая сеть канализации

Проектирование дворовой сети канализации состоит в следующем:

1. На генплане участка наносим все существующие инженерные коммуникации, проектируемое здание с выпуском, вводом водопровода. Наносим дворовые смотровые и контрольные колодцы, трубопроводы, соединяющие эти колодцы с уличным смотровым колодцем.

2. Назначаем диаметры водоотводных труб и стояков без расчета, по конструктивным требованиям. Устанавливаем местоположение стояков на планах этажа, подвала, предусматриваем ревизии, прочистки по линии стояков в дворовую сеть.

3. Производим гидравлический расчет дворовой сети и выполняем чертежи: разрез по стояку и профиль дворовой сети.

Гидравлический расчет дворовой сети канализации

После определения расчетных расходов сточных вод по участкам дворовой сети производим гидравлический расчет.

Порядок гидравлического расчета заключается в следующем.

Графы 1 и 7 заполняем, исходя из генплана участка.

Графу 2 заполняем из таблицы 4.

Графы 3,4,5,6 — рассчитываем канализационные трубопроводы, назначая скорость движения жидкости V (м/с), и наполнения . Проверяем условие и заполняем графу 8.

Графа 9 показывает разность отметок начала и конца участка (величину падения уклона на участке).

Для дальнейшего расчета определяем наименьшую глубину заложения трубопровода в начале сети или глубину диктующего колодца КК1 по формуле:

где 2,1 — глубина промерзания,

— диаметр выпуска, принимаем равным 0,1 м.

Данные для заполнения графы 10 берем из задания на расчетно-графическую работу.

Отметка лотка трубы в начале сети (графа 11) находим как разность поверхности земли (графа 10) и глубина заложения трубы в колодце КК1 (графа 13).

Отметка лотка трубы в конце участка (графа 12) определяем как разность отметки лотка трубы в начале участка (графа 11) и величины падения уклона (графа 9).

Глубина колодцев в конце участка (графа 14) определяем как сумму отметки глубины колодца в начале участка (графа 13) и величины падения уклона (графа 9).

Результаты гидравлического расчета оформляем в таблицу 5.

По полученным данным построим продольный профиль дворовой сети канализации в масштабах: горизонтальный 1:500, вертикальный 1:100.

Таблица 5 — Гидравлический расчет дворовой сети канализации

Спецификация

здание водоснабжение канализация оборудование

Проектирование ливневой канализации

Даже на самых маленьких участках проводить строительство ливневки «на глазок» нельзя. Все дело в том, что неправильно подобранное сечение отводящего коллектора приведет к его переполнению, а это резкое снижение эффективности работы всей канализационной системы. Поэтому предварительно необходимо сделать расчеты.

Основной из них – пропускная способность. Для этого придется узнать три характеристики региона.

1. Среднее количество выпадаемых осадков. Обозначается этот показатель как «q20». Его можно найти в СНиП 2.04.03-85.
2. Тип грунта.
3. Площадь участка (F).

Сама формула: Q = q20 x F x Ψ, где Ψ – поправочный коэффициент, который определяет, каким материалом покрыты площадки. К примеру, для кровельного материала этот коэффициент равен 1,0, для асфальтовых площадок и дорожек 0,95, для бетона 0,85, для щебеночного покрытия 0,4.

После того как по СНиП определен объем отводящей воды, можно подобрать лотки или трубы по сечению. К примеру, на фото ниже показана таблица, в которой указана пропускная способность труб. Для ливневки обычно используется труба диаметром 100 мм.

Таблица пропускной способности пластиковых труб

Немаловажным показателем по СНиП является глубина прокладки трубной закрытой ливневой канализации. В своде правил об этом точно говориться – минимальная глубина заложения ливневой канализации определяется опытом эксплуатации систем в той местности, где она проводится. Но есть и более точные показатели.

• Если в ливневку закладываются трубы диаметром до 500 мм, то их надо устанавливать на глубину 30 см. Это минимальное значение.
• Если производится установка труб большего диаметра, тогда глубина должна быть не меньше 70 см.

И еще один показатель, который определен СНиПом. Это угол наклона системы лотков или труб. Устройство дренажа по СНиП определяет наклон в зависимости от сечения элементов водоотвода. К примеру, по трубам.

• Если укладывается в ливневку труба сечением 110-160 мм, то оптимальный для нее угол наклона 8 мм на один метр длины системы.
• Если используется труба диаметром 200 мм – угол уклона 7 мм.

И чем больше сечение трубопровода, тем больше должен быть его наклон. При этом в СНиПе оговаривается максимальный показатель угловой величины, он не должен превышать 1,5 мм на 1м длины трубы или лотка. Все дело в том, что ливневая канализация – это не просто вода от атмосферных осадков и таящего снега, но и достаточно большой объем крупных и малых примесей. Так вот при большом угле наклона вода будет двигаться с большой скоростью, оставляя за собой те самые примеси. Они просто под действием своей массы не будут поспевать за водными потоками. А это гарантия быстрого заиливания и образования засоров.

Различные сечения лотков