Расчет ливневой канализации примеры

Принцип расчета ливневой канализации

                Расчет ливневой канализации
производится поэтапно:

• определяется площадь обслуживаемого участка;
• подсчитывается объем стоков, приходящихся на эту
  площадь;
• выбирается диаметр трубопроводов и количество
  коллекторов.

Для участков большей величины
порядок расчета существенно усложняется, поскольку возникает несколько площадок
с поверхностью разного типа и специфики. Они обладают собственными качествами и
по-разному взаимодействуют с дождевыми стоками. Открытый грунт практически
полностью их впитывает, асфальт для них почти непроницаем. Это определяется
специальным коэффициентом поглощения влаги (Ψ). Кроме этого, учитывается
интенсивность дождя за 20 минут (q20), определяющая объем воды на единицу поверхности.

Проще всего рассчитать ливневку для
участка частного дома. Для него допускается сооружение открытых систем, не нуждающихся в рытье траншей и прочих работах.
Единственной задачей становится определение пропускной способности лотков. Понадобится также гидравлический расчет ливневой
канализации с учетом свойств всех поверхностей. Чаще всего в расчете
участвует только наружная
поверхность кровли, но, если есть открытые площадки с непроницаемым покрытием,
их также включают в расчет. Основные формулы:

1. Расход дождевой влаги: Qr = q20·Ψ·F где F — площадь участка в гектарах.
2. То же при напорном режиме: Q = Qr·β, где β — табличное значение заполнения коллекторов.

Исходя из объемов воды,
производится определение
размеров и пропускной способности системы обычным порядком.

Необходимо учесть, что в
некоторых случаях может потребоваться расчет очистных сооружений ливневой канализации, пример
которого можно найти на специализированных ресурсах в сети. Это крайне сложная
инженерная задача, решение
которой доступно только подготовленным специалистам.  Если обратиться к ним нет возможности, можно
использовать онлайн-калькулятор,
которые есть в сети. Точность их результатов достаточна для использования на
практике.

Классификация видов “ливневок”

Практика строительства различного рода сооружений показывает применение трёх видов систем, каждая из которых отличается способами сбора и отвода продуктов атмосферных осадков:

1. На основе открытых каналов и лотков (арычная).
2. На базе закрытых колодцев и трубопроводов (закрытая).
3. На основе комбинированного решения (смешанная).

Первый проект реализуется на практике путём сооружения каналов, соединяющих водосборные лотки между собой и, в конечном итоге, отводящих собранную воду за пределы намеченной территории.

Галерея изображений

Фото из

Линейный вариант ливневой канализации

Укладка лотка линейной системы

Точечный вид ливневой канализации

Подключение точечных дождеприемников

Все эти элементы ливневой канализации имеют открытое сообщение с окружающей средой. Для строительства таких сооружений требуется относительно небольшое количество ресурсов и материалов.

Схему ливневой канализации закрытого типа следует считать более совершенной в конструкторском плане. Здесь возводят скрытые водоотводные линии, а также систему дождеприёмников – специальных промежуточных резервуаров-накопителей.

Ливневая канализация открытого типа в промышленном исполнении. Основными элементами конструкции выступают бетонные лотки, поверх которых накладываются решётчатые металлические листы. По такому же принципу строятся открытые схемы ливневок для частного домостроения

Отвод собранной воды осуществляется по сетям трубопроводов, проложенных и скрытых под землей. Как правило, выводятся собранные продукты атмосферных осадков на очистные сооружения и далее в акватории естественных водоёмов.

Третий вариант – смешанная ливневая канализация. Она сооружается на базе монтажных компонентов, предназначенных для систем как открытого, так и зарытого типа.

Проектирование смешанной ливневой канализации ведётся исходя из рациональности эксплуатации системы на отдельных участках местности. Не последнюю роль в решении выбора комбинированного варианта играет финансовая сторона его реализации.

Отдельно следует выделить арычную (лотковую) систему сбора и отвода дождевой воды. Этой схеме ливневой канализации, вместе с простой схемой её изготовления, присуща универсальность эксплуатации.

Арычная ливневая канализация имеет преимущества в том, что вместе с функцией отвода дождевой воды может исполнять роль поставщика влаги для сельскохозяйственных насаждений. Также это экономичный вариант строительства по сравнению с другими проектами

Благодаря арычной конструкции реально организовать не только вполне эффективный водоотвод продуктов атмосферных осадков. Эту же систему можно успешно применить в качестве оросительной конструкции, к примеру, для нужд приусадебного (дачного) хозяйства.

Расчет гидравлики коллектора формулы и таблицы

Исполнительный проект канализации для дома должен также включать в себя гидравлический расчет канализационных сетей. Эта работа выполняется для того чтобы определить оптимальный диаметр трубопровода, его уклон и скорость стоков в нем. При расчете гидравлики пользуются специальными формулами и таблицами. Полученные данные позволят с максимальной точностью подобрать диаметр труб таким образом, чтобы стоки наполняли его на две трети при постоянной скорости и при этом в системе циркулировал воздух, который обеспечит отвод газов из трубы. Кроме того, гидравлическую способность канализации стоит исполнять и для того, чтобы иметь запас диаметра и уклона коллектора на случай повышения нагрузки на него.

Так, чтобы грамотно заполнить формулу расчета гидравлической способности коллектора, необходимо выяснить такие значения формулы:

• Ду — диаметр отводящей трубы;
• V — средняя скорость стоков в трубопроводе;
• I — гидравлический номинальный уклон коллектора;
• h/Ду — уровень наполнения трубопровода.

Но эти значения чаще всего не всегда необходимо вычислять по формуле в полном объеме

Чаще всего исходные данные принимают во внимание, только выяснив значение i или значение h/Ду. Поскольку все остальные данные можно получить, ознакомившись с таблицами СНиП для расчета и исполнения гидравлики коллектора. Так, значение V и значения h/Ду можно получить из таблицы «Самоочищающей скорости канализационных стоков в зависимости от условного диаметра трубопровода»

Кроме того, минимальный уклон трубы согласно регламенту СНиП может варьироваться от 0,8 до 0,7 мм на каждый метр при условии диаметра трубы в пределах 150-200 мм

Так, значение V и значения h/Ду можно получить из таблицы «Самоочищающей скорости канализационных стоков в зависимости от условного диаметра трубопровода». Кроме того, минимальный уклон трубы согласно регламенту СНиП может варьироваться от 0,8 до 0,7 мм на каждый метр при условии диаметра трубы в пределах 150-200 мм.

Для выведения расчета гидравлической способности канализационной системой рекомендуется использовать таблицы Ф.А и А. Ф. Шевелевых и таблицы Лукиных. Таковые помогают вычислить практически все данные для правильных подсчетов. Так, удобными при проведении расчетов являются:

• Таблица именуемая « Расчет расхода сточных вод, литров в секунду»;
• Таблица «Пропускная способность трубы в зависимости от давления транспортируемой жидкости»;
• Таблицы пропускной способности безнапорных труб для канализационной системы;
• Таблицы пропускной способности для напорной канализации.

Для вычисления объема транспортируемых стоков по коллектору необходимо воспользоваться формулой:

q=a•v.

Значения формулы трактуются так:

• a — сечение потока воды в трубе;
• v — скорость транспортировки стоков, исчисляемая в м/с.

Чтобы подсчитать скорость движения сточной воды, пользуются формулой

v= C√R*i,

значения трактуются таким образом:

• R — гидравлический радиус;
• С — коэффициент намокания внутренней поверхности трубы;
• i — уклон коллектора.

Для выведения значения гидравлического уклона трубы пользуются формулой

i=v2/C2*R.

Сюда достаточно подставить все значения, полученные методом ранних расчетов или взятые из соответствующих таблиц согласно предполагаемому диаметру трубы. Коэффициент же смачивания внутренней поверхности коллектора высчитывают так:

С=(1/n)*R1/6.

Здесь n – это коэффициент шероховатости, варьирующийся в пределах от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала изготовления трубопровода.

Особенности проектирования канализации

Чтобы правильно создать исполнительный план-чертеж коллектора (проект канализации) и просчитать количество и диаметр комплектующих, необходимо досконально подойти к получению ответов на следующие вопросы:

• Куда по стояку будут отводиться стоки из дома от водопровода, унитаза и других точек потребления воды. Вариантов два — централизованная канализация (здесь необходимо получить исполнительный акт о врезке в систему от контролирующих органов) или отвод стоков в септик.
• Каков объем стоков за сутки будет перерабатывать коммуникация. Для этого необходимо подсчитать количество постоянно проживающих человек в доме и умножить это число на 200. Именно 200 литров принято за пример и норму водопотребления на одного человека в сутки согласно СНиП.
• Также стоит учесть особенности грунта на участке, его рельеф и глубину промерзания грунта для оптимальной укладки наружного трубопровода.

Проектирование гидросистемы

Гидропроект – это особый вид документации с указанием важной информации для строителей:

• расчетных показателей в соответствии с индивидуальными параметрами будущего стока;
• общей нагрузки на систему дренажа;
• диаметра трубопровода;
• гидравлического расчета;
• количества водостоков;
• площади поверхности;
• особенностей почвы;
• климата местности;
• рельефа территории;
• пропускной способности водостока.

В документе предусматриваются все возможные факторы влияния на продуктивность водоотводной конструкции. Разработка гидропроекта обязательна по регламенту строительных норм.

Важность ливневой канализации и основные элементы системы

Можно ли обойтись без ливневки?

Прежде давайте вспомним назначение ливневой канализации, а также то, из каких основных элементов она обычно строится. Без понимания структуры этой системы подходить даже к предварительным наброскам – совершенно бессмысленное занятие.

Итак, ливневая канализация должна рассматриваться как обязательный элемент всей инженерной инфраструктуры участка. В идеале она должна распространяться не только на области застройки или облагороженного двора, но даже на ту часть территории, что отведена под ландшафтный дизайн или под «сельхозугодья».

Задача этой системы – организованно и в кратчайшие сроки собрать с обслуживаемой территории основные объемы воды, выпавшей дождем или образовавшейся в ходе таяния снега, отвести их в безопасное место, при необходимости – подвергнуть очистке, и затем – сбросить или в природный водоем, или в коллектор или иное хранилище.

В идеале ливневая канализация должна «обслуживать» всю территорию загородного участка.

Очень глупо надеяться на то, что выпавшая дождём вода «рассосётся и разойдётся» сама собой. Практика частного домостроения изобилует историями, когда пренебрежение к проблемам ливневой канализации оборачивалось очень серьёзными последствиями. Последствия могут коснуться очень многих сфер: от «банальщины», вечной сырости и грязи во дворе — до надежности капитальных построек, от разрушения дорожек и площадок — до плохой приживаемости или даже гибели высаживаемых растений. И это только так – навскидку…

Мало пользы будет от такой канализации, если она создавалась «на глаз» — велика вероятность, что она не будет справляться со своими обязанностями при сильном или затяжном дожде. Получается, затраченные деньги – на ветер. Другая крайность, когда система строится с огромным, никому не нужным «запасом», что оборачивается совершенно неоправданным усложнением проекта, и значительным удорожанием и материалов, и выполняемых работ.

Это говорится в пользу того, что создание ливневки должно предваряться планированием.

Никогда не следует пытаться «примерить» готовый проект на свой участок. И не имеет никакого смысла искать какую-то универсальную модель ливневки. Все зависит от особенностей участка, его площади, от местных климатических условий, от состояния грунтов, от того, что же планируется возвести на рассматриваемой территории, и от того, как эти объекты будут в дальнейшем эксплуатироваться, от наличия возможности свободного сброса собранных ливневых стоков и от многого другого.

Но при всем этом ливневки строятся из сходных элементов. Каждый из этих элементов (участков) системы выполняет определённые функции.

Расчет параметров

Бояться того, что вода в трубах ливневки может замерзнуть, не стоит, но это только при условии того, что она не будет застаиваться.

Для этого при монтаже труб обеспечивается их уклон.

Итак, на какой же глубине нужно располагать ливневый трубопровод?

Несмотря на популярность вопроса, четких рекомендаций СНиП не дает.

Это объясняется тем, что в разных регионах страны преобладают несколько отличные климатические условия.

Глубина ливневки

Если отсутствуют данные о том, как эксплуатируются наружные сети в вашем регионе, то можно ориентироваться на диаметр труб.

Например, при использовании элементов с сечением менее 0,5 м, их закладывают как минимум на 30 см.

Если же речь идет о трубах значительно большего диаметра (>0.5 м), то уровня закладки до поверхности должно быть не меньше 70 см.

Существуют определенные технические и статистические расчеты, определяющие минимальную глубину закладки канализации.

При расчёте ливнёвки учитывают количество выпадающих осадков

Если просмотреть какой-либо пример расчета ливневой канализации, то можно обнаружить, что в нем имеется показатель талых вод.

Речь идет о среднестатистическом показателе количества выпавших осадков на определенной территории.

Для определения этого показателя используется упрощенная формула, в которой используются такие значения:

• Q —объем, подлежащий отведению с участка;
• q20 — количество выпадающих осадков в конкретном регионе (актуальную информацию можно получить в метеослужбе или взять в СНиПе 2.04.03-85);
• F — площадь обслуживаемых поверхностей;
• ¥ — коэффициент, учитывающий материал покрытия, которым оборудован участок или покрыт дом (для щебня и гравия это 0,4, для бетона 0,85, для асфальтного покрытия 0,95, для кровельных материалов коэффициент равен 1).

Q=q20 x F x ¥.

Виды уклона труб ливневой канализации

Не стоит также забывать о расчете необходимого уклона труб. Если он будет подобран правильно, то вода будет свободно протекать под воздействием законов физики.

Показатель уклона зависит напрямую от диаметра используемых труб.

Для тех, что имеют сечение 20 см, используется коэффициент 0,007 (это 7 мм/м), а для 15 см труб уклон составляет 8 см на погонный метр.

Если говорить об открытом типе ливневки, то для таких каналов используется коэффициент 0,003-0,005.

В местах соединения труб с ливневыми колодцами и дождеприемниками уклон составляет 2 см/м.

Классификация системы по методу сбора стоков

Отталкиваясь от принципа сбора ливневых стоков, можно выделить два вида ливневой канализации:

1. Точечная. Данный тип системы работает следующим образом: все установленные водостоки передают воду дождеприемникам, установленным внизу. Каждое из этих устройств подключено к общему, магистральному трубопроводу. Все дождеприемники оснащаются защитными решетками и пескоуловителями, в результате установки которых система сбора дождевой воды не засоряется, поскольку в нее не попадают различные отходы, вроде листьев, песка, земли и другого мусора. 
2. Линейная. Такая конструкция представляет собой разветвленную сеть водоотводов, установленных под землей или почти на одном уровне с ней в оборудованных траншеях. Сбор воды в данном случае выполняют лотки, установленные открытым методом. Их верхняя часть полностью накрывается решетками. Преимущество такой системы перед предыдущим типом заключается в возможности сбора жидкости не только с крыши, но и с других поверхностей, имеющихся на участке: дорожек, автомобильных площадок или отмостки. Такая конструкция способна работать практически в любых условиях и хорошо заменяет точечную ливневку там, где ее было бы невозможно установить. Линейная канализация является лучшим вариантом для удаления атмосферных осадков с больших территорий. 

Основные аспекты расчетов, пример

Первый этап сооружения канализации для оттока дождевых вод с территории предприятия, участков включает определение наибольшего объема вод, с которыми конструкции придется справляться.

Для облегчения расчетов, стоит воспользоваться приведенной таблицей, где указаны виды материалов и показатели водопоглощения:

• кровля – 1.0;
• асфальтобетон – 0,95;
• цементобетон – 0,85;
• щебень – 0,4;
• щебень с битумом – 0,6.

Прочие показатели интенсивности впитывания дождевых вод можно найти в СНиП, но стоит принимать во внимание значения для определенной местности. После того, как пример расчета покажет точные характеристики, обязательные для системы, предстоит просмотреть и выбрать сечение труб

Снова все зависит от объема потоков дождевых вод, однако, за пример можно взять следующие таблицы:

После того, как пример расчета покажет точные характеристики, обязательные для системы, предстоит просмотреть и выбрать сечение труб. Снова все зависит от объема потоков дождевых вод, однако, за пример можно взять следующие таблицы:

Уклон/диаметр мм	100	150	200
0-0,3	3,89	12,21	29,82
0,3-0,5	5,02	15,76	38,5
0,5-1,0	7,1	22,29	54,45
1,0-1,5	8,69	27,31	66,69
1,5-2,0	10,03	31,53	77,01

Расчет ливневых стоков требует внимания к расположению уклона. Если трубы берутся с сечением до 0,2 м, показатель примерно эквивалентен 0,007 м. Диаметр труб для системы отвода дождевых, талых вод с территории предприятия или загородного дома, показателем не более 0,15 м требует уклона не менее 0,008 м.

Как показывает пример формулы расчета, уклон не будет слишком неровным, а на коротких участках трубопровода можно не делать уклон, если рельеф местности не позволяет выполнить даже минимального снижения уровня.

Анализ данных требований подсказывает, что на уклон оказывает воздействие шероховатость, поэтому при серьезном уровне данного показателя, придется обустраивать достаточный угол. Также влияет размер сечения труб (их нужно выбирать по показателю объема выпадающих дождевых вод): чем больше сечение, тем меньший уклон нужно делать.

А чтобы все формулы были как можно более понятны, просмотрите пример расчетов. За параметры по умолчанию принимаются:

• участок в 15 соток (1500 м2);
• расположение на участке газонов и клумб, занимающих 300 м2.

Итак, газон и клумбы уже будут впитывать потоки дождевых вод, только если участок не имеет серьезного наклона

Расчеты водоотводящей конструкции берет во внимание коэффициент водопоглощения: кровля обладает более внушительным показателем чем земля, поэтому 300 м2 не включаются в расчеты

Определение объема воды, поступающей на 1200 м2 также будет по стандартным показателям – максимально 25л/1м2 час. Получается, что на 1200 м2 выпадает примерно 30м3. Цифра в примере определяет величину объема дождевых вод, которые придется отводить, поэтому труба с сечением 110 мм и уклоном в 10 мм на 100 см не совсем подходит. Пропускная способность трубы составит не более 6,19 л/сек или 22200 л/час, а вот труба диаметром в 160 мм при том же расчете уклона, будет идеальной.

Простой пример расчетов отвода дождевых потоков с территории, кровли показывает, что все можно сделать самостоятельно. Но не стоит забывать про некоторое количество лотков для ливневки. Также для обустройства дренажного трубопровода на ровных площадях иногда требуется гидравлический насос, обеспечивающий быстрое отведение потоков из лотков, а также транспортировку воды по трубопроводу.

https://youtube.com/watch?v=YGnNGMJSi5o

Обустройство дождевой канализации правила и рекомендации

Основная цель расчета канализации – определение диаметра и уклона трубы исходя из количества осадков, выпадающих на конкретном участке. При недостаточной пропускной способности трубопровода значительно снижается эффективность канализационной сети, что увеличивает вероятность затопления территории во время сильных дождей.

Водосточная система – важный элемент любой строительной площадки

Все работы по устройству канализации регламентируются СНиП. Помимо гидравлических расчетов, для правильной работы системы необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• Нельзя сбрасывать бытовые сточные воды и промышленные отходы в канализацию.
• Место сброса сточных вод в естественный бассейн необходимо согласовать с санитарно-эпидемиологической службой, а также с органами охраны водных объектов.
• Поверхностные воды с территории личных подсобных хозяйств можно без предварительной очистки направлять в центральную канализацию. Для промышленных предприятий сточные воды обязательно должны проходить дополнительные очистные сооружения.
• Возможность приема атмосферных осадков с территорий частных и промышленных сооружений из городской канализации определяется работоспособностью центральной сети и производительностью очистных сооружений.
• Отвод поверхностных вод по возможности следует организовать в гравитационном режиме.
• Для крупных населенных пунктов и производственных площадок необходимо предусматривать дренажные системы закрытого типа. Для малоэтажных дачных построек допускается использование системы канализации открытого типа.

В частных домах часто совмещают открытые и закрытые системы отвода дождевой воды

Источник – https://mr-build.ru/newsanteh/rascet-kanalizacii.html

Основные формулы применяемые по СНиП

Как правильно провести расчет регулирующей емкости для ливневой канализации, для этих целей рекомендуем использовать нормативный регламент, где приведена стандартная математическая формула расчёта. Для расчёта используем эту формулу:

Теперь подробно разберёмся со значением каждой позиции формулы для уклона ливневой канализации на 1 метр по СНИП.

• q20- параметр расчётный, определяющий интенсивность дождя в течение 20 минут появления природных осадков.
• Ψ- коэффициентная величина влияния влаги для определённой категории покрытия.
• F- фиксированная площадь поверхности. Измерение производится в квадратных метрах, или га.

В этом расчёте следует учитывать, что величина Ψ имеет непостоянный характер.

• Для любой кровли здания используется коэффициентный показатель К=1,0.
• Для асфальтного покрытия, применяем показатель К=0,95.
• Для материала бетона используем данные К=0,85.
• Для щебня и прочих сыпучих материалов, а также для грунта, используем коэффициент К=0,4.

Далее, в расчётной комбинации обязательно применяется поправка, которая указывает на определённые характеристики.

Коэффициентный параметр β определяется по специальной таблице, которая указана в действующем СНиП.

Данные для продолжительности дождя	n	0,7	0,6	0,5	0,4
Значение, фиксированное коэффициента	β	0,65	0,7	0,75	0,8

Далее в таблице имеется значение n- которое также имеет ряд характерностей. Ниже приведена таблица применения по регионам указанного коэффициента

Район	Коэффициент
Побережье Баренцево моря и прочих море	0,48
Центр и Запад Рф	0,48
Уральский регион (западный склон)	0,59
Для Верхней волги и Дона	0,57
Для нижней волги	0,66
Средняя Сибирь	0,47
Восточная Сибирь	0,52
Западная часть Сибири	0,58
Алтайский регион	0,48
Побережья Охотского моря	0,31

Для того чтобы провести расчет сечения лотка ливневой канализации, местности с уклоном в 1-3см на 1 погонный метр измеряемой длины, тогда коэффициент β, который используется в таблице потребуется незначительно увеличить на 15%. Если имеют все факты большого уклона местности, тогда данный параметр принимается по всем текущим расчётам равным 1.

Вариант расчёта

Попробуем привести конкретный пример расчёта ливневой канализации. Берём для примера, частный дом, который расположен где-нибудь в Московской области, при этом общая площадь кровли будет 100 м 2 (0,01 га). Мы высчитываем параметры водосточной трубы.

• Карта интенсивности осадков для конкретного региона указывает, что q20 составляет примерно 80 лс. Теперь берём для расчёта показатель поглощения влаги кровлей, который равен 1. Имея эти данные, получаем примерное вычисление первичного типа: Qr =80·0,01 = 0,8 л/с.
• Теперь берём расчет уклона кровли в данном доме. Он превышает значения 0,03 (3 см на 1 м), в данном случае общий параметр коэффициента заполнения составит 1, и в этом случае вычисление будет иметь данный вид: Q = Qr = 0,8 л/с
• Далее, мы знаем показатель расхода жидкости для конкретного объекта. Производим вычисление общего диаметра ливнёвки, а также можем произвести расчет требуемого уклона для всей ситочной системы. В данном случае нам потребуется один официальный справочник под авторством Я. Добромыслова «Таблицы для гидравлических расчётов трубопроводов из полимерных материалов. Безнапорные трубопроводы». Ищем в данном справочнике требуемый показатель значения 0,8 л/с.

В итоге мы можем смело утверждать, что нам подойдут следующие технологические элементы для ливнёвки:

• Ведомый диаметр 50мм, уклон составит 0,03.
• Известный диаметр 63мм, используем уклон 0,02.
• Берём диаметр от 75мм и выше — используем параметр уклона 0,01.

Оперируя данными, вы можете точно произвести требуемое вычисление для всей ливневой канализации. Помните, что для каждого региона используется свой показатель расчёта интенсивности осадков, и это важный момент при расчёте действенной ливневой канализационной системы.

Заключение

В процессе расчёта необходимо также учитывать дополнительные факторы, которые влияют на эксплуатационные характеристики всей системы водоотведения. В качестве таковых факторов учитывают — материал системы, глубина, используемая для прокладки системы, монтаж общих стояков, расположение охранной зоны. Все работы должны осуществляться в строгом соответствии с санитарными нормами и требованиями надзорных ведомств.