Instalatia interioara de canalizare a apelor uzate menajere

INSTALATIA INTERIOARA DE CANALIZARE A APELOR UZATE MENAJERE

1. Debite specifice, echivalenti de debit si debite de calcul pentru dimensionarea conductelor de canalizare a apelor uzate menajere.

Debitele specifice de ape uzate menajere, respectiv cantitatile de ape evacuate de la anumite puncte de utilizare variaza in functie de tipul obiectului sanitar si sunt date in tabelul 1.7.

Tabelul 1 Debitele specifice de scurgere pentru ape uzate menajere de la diferite obiecte sanitare sau puncte de consum, q_s, echivalentul lor de debit, E_s, diametrele nominaie si pantele de montaj ale conductelor de legatura de la obiectele sanitare la coloane     (STAS 1795-86)

Echivalentul de debit pentru scurgere E_S se defineste ca raportul intre debitul specific de scurgere q_S si un debit specific q_su =0,33 1/s ales conventional ca unitate de masura.

(1)

Debitul de calcul pentru conductele de legatura ale obiectelor sanitare sau punctelor de consum la coloane este egal cu debitul specific.

Pentru celelalte conducte de canalizare a apelor uzate menajere, debitul de calcul q_c se calculeaza cu relatia generala:

q_c=q_s+q_{s max} (2)

in care:

q_s -debitul corespunzator valorii sumei echivalentilor E_S ai obiectelor sanitare si ai punctelor de consum, debit ce se scurge in reteaua de canalizare considerata, l/s;

q_{s max} -debitul specific de scurgere cu valoarea cea mai mare care se scurge in reteaua de canalizare considerata, l/s;

Pentru spitale:

q_s=0,31 (3)

Calculul hidraulic al conductelor de canalizare a apelor uzate menajere

1. Conductele de legatura de la obiectele sanitare la conducta. Diametrele conductelor de legatura a obiectelor sanitare la coloane rezulta din conditii functionale si constructive

Coloane.

Diametrele coloanelor se determina din conditii constructive si hidraulice.

Conditia constructiva permite alegerea preliminara a diametrului coloanei care trebuie sa fie cel putin egal cu cel mai mare dintre diametrele conductelor de legatura la obiectele sanitare sau grupuri de obiecte sanitare.

Conditia hidraulica este ca debitul de calcul al coloanei sa fie mai mic, cel mult egal cu debitul maxim 8. Daca aceasta conditie nu este indeplinita, diametrul preliminar al coloanei se alege cu o dimensiune mai mare astfel incat conditia hidraulica sa fie indeplinita.

Tabelul Debitele maxime de ape uzate menajere si tehnologice cu suspensii care pot fi evacuate prin coloane (STAS 1795-86)

3.Conducte orizontale colectoare.

Diametrele conductelor orizontale colectoare de canalizare se dimensioneaza din conditii constructive si hidraulice.

Conditiile constructive permit alegerea preliminara a diametrelor conductelor orizontale colectoare si anume aceste diametre sa fie cel putin egale cu cel mai mare dintre diametrele conductelor de legatura la obiectele sanitare si cu diametrul coloanei care se leaga in conducta orizontala respectiva de canalizare.

Conditia hidraulica consta in verificarea vitezei reale v_r de scurgere a apei cu nivel liber prin conducta orizontala de diametru preliminar ales, care trebuie sa fie mai mare sau cel putin egala cu viteza minima _Vmin de autocuratire a conductei si mai mica sau cel putin egala cu viteza maxima admisa.

Viteza minima admisa a apei in conducte orizontale de canalizare este de 0,7 m/s pentru conducte inchise si de 0,5 m/s pentru canale deschise si rigole.

Viteza maxima a apei in conducte orizontale de canalizare este de 4,0 m/s pentru conducte metalice, din PVC, ceramice si din beton armat si de 3,0 m/s pentru conducte din beton simplu si azbociment.

Calculul hidraulic de verificare a vitezei reale _Vr se efectueaza cunoscand debitul de calcul q_c, gradul de umplere u si panta de montaj a conductei.

Gradul de umplere u reprezinta raportul dintre inaltimea stratului de apa h din conducta si diametrul d al sectiunii acesteia (fig. 1):

    u=

Figura 1. Gradul de umplere a conductelor circulare de canalizare

Gradul de umplere maxim admis in functie de diametrul conductei orizontale de canalizare si de natura apei uzate este indicat in tabelul 3.

Tabelul 3. Gradul de umplere, u, maxim admis functie de natura apei uzate si de

diametrul conductei (STAS 1795-86)

Pantele de montaj ale conductelor sunt necesare pentru asigurarea regimului de scurgere cu nivel liber.

Pentru realizarea vitezelor minime de autocuratire este necesara montarea conductelor de canalizare cu o panta minima, iar din motive de siguranta in functionare se recomanda prevederea, ori de cate ori este posibil, a unor pante mai mari decat pantele minime, numite pante normale la care se realizeaza viteze de curgere mai mari decat vitezele minime de autocuratire si mai mici decat vitezele maxime admise. Pantele normale si minime de montaj in functie de natura apei uzate si de diametrul conductei sunt indicate in tabelul 4.

Tabelul 4. Pantele normale si minime de montaj functie de natura apei uzate si diametrul conductei (STAS 1795-86)

Dimensionarea unei conducte orizontale de canalizare este corect facuta atunci cand prevazand o panta de montaj indicata in tabelul 2 se asigura un grad de umplere mai mic decat gradul de umplere maxim admis si se realizeaza o viteza reala de curgere in limitele admise.

Pentru calculul hidraulic al conductelor orizontale de canalizare se aplica relatiile:

q=Av (4)

v=C (5)

in care:

q = q_c    -debitul de ape uzate menajere egal cu debitul de calcul;

A -aria sectiunii transversale a curentului de apa;

v -viteza de curgere a apei;

-raza hidraulica egala cu raportul intre aria sectiunii curentului de apa A si perimetrul udat p; Pentru conducte cu sectiunea circulara de diametrul d la curgerea cu sectiune plina a conductei:

; (6)

iar la curgerea cu sectiune partial umpluta:

(7)

unde:

-unghiul la centru (fig.1)

i    -panta hidraulica, numeric egala cu panta geometrica de montaj a conductei;

sau - coeficientul de rezistenta hidraulica Chezy);

m - coeficientul de rugozitate: pentru tuburi din fonta, PVC tip U, azbociment m=0.10, iar pentru tuburi din beton m=0.1

Pentru cazul curgerii cu sectiune partial umpluta s-au introdus rapoartele:

(8)

in care q si v reprezinta debitul, respectiv viteza medie de calcul a apei la curgerea cu sectiune partial umpluta, iar q_sp si v_sp debitul si respectiv viteza medie a apei la curgerea cu sectiune plina a conductei.

Pentru calculul grafic al conductelor orizontale colectoare de canalizare de sectiune circulara a fost utilizata nomograma din fig.

Metodologia de dimensionare a conductelor orizontale de canalizare a apelor uzate menajere este urmatoarea:

se intocmeste schema de calcul a retelei de canalizare pe baza reprezentarilor din planul cladirii si schema coloanelor. Pe schema de calcul s-au notat tipurile obiectelor sanitare si s-au numerotat coloanele si tronsoanele de conducta care se dimensioneaza incepand de la punctele de colectare spre punctul de evacuare a apelor uzate din retea;

se alege preliminar, din conditia constructiva diametrul primului tronson al conductei orizontale de canalizare;

se alege panta de montaj in functie de diametrul preliminar ales si tinand seama de conditiile constructive ale cladirii;

se determina debitele de calcul pentru fiecare tronson de conducta orizontala care se dimensioneaza;

in functie de natura materialului conductei, de diametru preliminar si de panta aleasa se determina debitul q_sp si viteza v_sp la curgerea cu sectiune plina;

se calculeaza raportul x si se determina gradul de umplere efectiv u si se compara cu gradul de umplere maxim admis; Daca gradul de umplere u efectiv este mai mare decat gradul de umplere maxim admis, se alege un diametru preliminar mai mare cu o dimensiune decat cel ales initial din conditia constructiva, se recalculeaza x si se verifica din nou conditia ca gradul de umplere u sa fie mai mic decat gradul de umplere maxim admis;

in functie de raportul x rezulta valoarea raportului z si se calculeaza viteza reala de evacuare a apei prin conducta orizontala de canalizare: v = zv_sp

se verifica conditia ; daca aceasta conditie nu este indeplinita se alege un nou diametru preliminar cu o dimensiune mai mare decat cel ales initial si calculul se repeta ca mai sus pana la indeplinirea conditiei de mai sus.

4. Conducte de ventilare.

Coloana de ventilare principala (prelungirea coloanei de canalizare de la punctul de consum cel mai de sus plasat pana deasupra acoperisului) va avea diametrul cu o dimensiune mai mica decat diametrul coloanei de canalizare, dar nu sub 50 mm.

Conducta de ventilare secundara a conductelor orizontale de canalizare (prelungirea acestei conducte in sensul opus curgerii) va avea diametrul cu o dimensiune mai mica decat diametrul conductei pe care o ventileaza, dar minim 50 mm.

Rezultatele calculului hidraulic al conductelor instalatiei interioare de canalizare a apelor uzate menajere dupa metodologia de mai sus sunt redate in tabelul 5.

Figura 2 Diagrama pentru determinarea gradului de umplere si a vitezei reale de cugere la conductele circulare orizontale de canalizare

Tabel 5. Calculul conductelor de canalizare menajera