Как написать диплом по водоснабжению и водоотведению – пошаговая инструкция с примерами расчетов

Как правильно начать работу над дипломным проектом

Дипломный проект по водоснабжению и водоотведению (ВиВ) — это не монолитная глыба, а комплексная работа, состоящая из двух ключевых, взаимосвязанных частей: пояснительной записки и графической части. Понимание этой структуры — первый шаг к тому, чтобы снять стресс и превратить пугающую задачу в последовательность управляемых этапов.

Пояснительная записка является текстовым и расчетным ядром вашего проекта. Ее стандартная структура логически проводит читателя от постановки задачи до финальных выводов:

• Введение и общие данные об объекте;
• Расчетно-конструктивная часть (гидравлические расчеты систем);
• Подбор основного оборудования, изделий и материалов;
• Описание монтажных работ и проект их производства;
• Экономическая часть (сметы);
• Разделы по охране труда и окружающей среды;
• Заключение.

Всей вашей работой, от первой формулы до последнего чертежа, будет руководить один главный нормативный документ. Вашей настольной книгой на все время проектирования должен стать СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий». Опора на его требования и методики — это не просто рекомендация, а залог корректности всех ваших расчетов и, в конечном счете, успешной защиты.

Когда общая структура ясна, первый практический шаг — это сбор и систематизация всех исходных данных, которые станут фундаментом для дальнейших расчетов.

Что входит в техническое задание и как собрать исходные данные

Любое проектирование начинается с отправной точки — документа, который называется «Технические условия на проектирование». Это, по сути, ваше официальное техническое задание, которое определяет рамки и ключевые параметры будущего проекта. Основой для него служат исходные данные, которые необходимо тщательно собрать и проанализировать.

Для дипломной работы по ВиВ вам потребуется следующий чек-лист исходных данных:

• Генеральный план участка: на нем показано расположение здания, существующих наружных сетей водопровода и канализации, а также высотные отметки местности.
• Поэтажные планы здания: архитектурные чертежи всех этажей (подвал, типовой этаж, чердак), на которых вы будете размещать свои системы.
• Характеристики объекта: назначение здания (жилое, общественное), этажность, количество квартир или потребителей, перечень санитарных приборов.

Рассмотрим на конкретном примере. Допустим, ваш объект — это 80-квартирный 10-этажный жилой дом. В каждой квартире установлено 4 стандартных водоразборных прибора: умывальник, унитаз, кухонная мойка и ванна. Эта информация напрямую повлияет на расчеты водопотребления.

Особое внимание уделите цифрам, которые на первый взгляд кажутся второстепенными, — отметкам высот. Например, в задании указаны: отметка лотка колодца городской канализации — 80,0 м, а отметка лотков уличных сетей — 83,3 м. Эти данные критически важны. От них зависит, будет ли система водоотведения работать самотеком, и какой напор потребуется на вводе в здание, чтобы вода гарантированно дошла до потребителей на последнем, десятом этаже. Собрав и проанализировав все исходные данные, мы можем перейти к первому большому этапу проектирования — разработке системы внутреннего водоснабжения.

Проектируем систему внутреннего водоснабжения с нуля

На основе исходных данных первым шагом является выбор принципиальной схемы системы водоснабжения. Для типового многоэтажного жилого здания чаще всего выбирают централизованную тупиковую систему холодного водоснабжения (В1) с нижней разводкой магистральных трубопроводов в подвале. Это решение является надежным и экономически оправданным.

Далее начинается процесс трассировки — нанесения элементов системы на чертежи. Это methodical работа, которая выполняется в несколько шагов:

1. Размещение стояков. На поэтажных планах выбираются оптимальные места для прокладки вертикальных трубопроводов (стояков). Их располагают вблизи санитарных узлов, чтобы минимизировать длину горизонтальных подводок.
2. Прокладка подводок. От стояков к каждому санитарному прибору (умывальнику, унитазу, ванне) прорисовываются подводящие трубопроводы.
3. Трассировка магистралей. На плане подвала наносятся магистральные трубы, которые соединяют ввод водопровода в здание со всеми стояками.

Когда системы нанесены на плоские планы, составляется аксонометрическая схема. Это не просто формальное требование, а важнейший рабочий инструмент. В отличие от планов, она наглядно в объеме показывает всю сеть и, что самое главное, позволяет выделить диктующую расчетную ветку — путь воды от ввода в здание до самого удаленного и высокорасположенного водоразборного прибора. Именно по этой ветке будет выполняться гидравлический расчет.

При трассировке всегда руководствуйтесь простыми принципами: минимизация общей длины трубопроводов для экономии материалов и уменьшения потерь напора, а также обеспечение удобства последующего монтажа и обслуживания системы. Когда схема водопровода нанесена на чертежи, наступает самый ответственный момент — гидравлический расчет, который определит диаметры труб и работоспособность всей системы.

Выполняем гидравлический расчет водопроводной сети по нормам СНиП

Гидравлический расчет — это сердцевина вашего проекта, доказывающая работоспособность предложенной схемы. Он начинается с определения расчетных расходов воды. Норму водопотребления на одного жителя (л/сутки) вы найдете в приложениях к СНиП 2.04.01-85, и она будет зависеть от степени благоустройства здания.

На основе этой нормы и количества жителей определяется максимальный суточный расход воды по формуле, где учитываются все потребители и коэффициент суточной неравномерности. Однако ключевым для подбора диаметров является не суточный, а максимальный секундный расход воды (q). Он отражает пиковую нагрузку на сеть в момент, когда одновременно открыто множество кранов.

Расчет сети ведется последовательно по участкам, начиная от диктующего прибора и двигаясь к вводу в здание. Алгоритм для каждого участка выглядит так:

1. Определяется расчетный секундный расход воды на данном участке.
2. По таблицам в СНиП предварительно подбирается диаметр трубы, способный пропустить этот расход.
3. Вычисляются гидравлические потери напора на этом участке (от трения и в местных сопротивлениях).

Важный проверочный критерий — скорость движения воды в трубах. Согласно нормам, она не должна превышать 3 м/с, чтобы избежать избыточного шума и эрозии трубопроводов. Если скорость выше, диаметр трубы необходимо увеличить и повторить расчет.

После суммирования потерь напора на всех участках диктующей ветки и учета высоты подъема воды, вычисляется финальный показатель — требуемый напор на вводе в здание. Эта величина показывает, какое давление должно быть в городской сети, чтобы ваша спроектированная система функционировала надежно и подавала воду до самого верхнего этажа. Рассчитав систему водоснабжения, мы по той же логике приступаем к проектированию системы, отвечающей за отвод стоков — канализации.

Как грамотно спроектировать внутреннюю и дворовую канализацию

Проектирование системы водоотведения (К1) подчиняется одному главному физическому закону — гравитации. В отличие от водопровода, где вода движется под давлением, здесь стоки должны отводиться самотеком. Этот принцип определяет всю логику проектирования.

Ключевая задача инженера — минимизировать риск засоров. Для этого при трассировке сети придерживаются двух правил:

• Минимизация длины труб: чем короче путь стоков, тем меньше вероятность возникновения препятствий.
• Минимизация количества поворотов: каждый поворот, особенно под углом 90 градусов, является потенциальным местом образования засора.

Процесс трассировки внутренней канализации на планах включает в себя размещение канализационных стояков (обычно рядом с водопроводными) и подключение к ним отводных линий от всех санитарных приборов: унитазов, ванн, моек. При этом унитаз подключается к стояку напрямую трубой диаметром 100 мм, а остальные приборы — через отводные трубы меньшего диаметра (обычно 50 мм).

Отдельно проектируется дворовая канализация — сеть, которая собирает стоки от выпусков из здания и транспортирует их до колодца городской канализационной сети. При ее проектировании крайне важно учитывать геологию: характеристики грунтов, их несущую способность и уровень грунтовых вод, чтобы обеспечить надежность и долговечность подземных трубопроводов.

В целом, к системе канализации многоквартирного дома предъявляются строгие требования: надежность, чтобы исключить протечки и аварии; низкий уровень шума, чтобы не создавать дискомфорт для жителей; и удобство обслуживания, включая наличие ревизий и прочисток. Аналогично водопроводу, графическая схема канализации должна быть подкреплена точными гидравлическими расчетами.

Производим гидравлический расчет системы водоотведения

Если цель расчета водопровода — гарантировать напор, то цель гидравлического расчета канализации — обеспечить стабильный и бесперебойный самотечный отвод стоков. Расчет также начинается с определения расчетного расхода сточных вод, который напрямую связан с ранее определенным расходом на водопотребление.

Основная задача расчета — подобрать такие диаметры и уклоны горизонтальных трубопроводов, которые создадут оптимальный режим течения жидкости. Здесь необходимо соблюсти баланс:

Скорость потока должна быть достаточной для самоочищения труб (чтобы твердые частицы не оседали), но при этом не должна быть чрезмерной, чтобы не происходил срыв гидравлических затворов (сифонов) у санитарных приборов.

Методика гидравлического расчета канализационных трубопроводов подробно изложена в СНиП. Расчет выполняется для всех участков, начиная от самых удаленных от выпуска. Особенно важен расчет для участков дворовой канализации, так как они имеют наибольшую протяженность и собирают стоки со всего здания.

По результатам расчетов для каждого участка сети определяются: диаметр трубы, уклон, скорость течения и наполнение (уровень жидкости в трубе). Эти данные позволяют окончательно определить высотные отметки лотков труб на выпусках из здания и в смотровых колодцах, обеспечивая плавный и непрерывный сток до точки подключения к городскому коллектору. Когда все расчеты выполнены и диаметры всех труб определены, можно переходить к следующему логическому этапу — подбору конкретного оборудования.

Как подобрать основное оборудование, изделия и материалы

Этот раздел дипломной работы служит мостом между теоретическими расчетами и реальным строительством. Здесь вы должны на основе полученных данных (диаметров, напоров, расходов) подобрать конкретное оборудование и составить полную спецификацию.

Структурировать подбор удобно по категориям:

• Насосное оборудование: Требуется, если напора в городской сети недостаточно для водоснабжения верхних этажей. Подбирается по расчетному напору и расходу.
• Запорная и регулирующая арматура: Вентили, задвижки, шаровые краны, регуляторы давления. Устанавливаются на вводе, у основания стояков и на подводках к приборам.
• Водомерный узел: Комплекс оборудования для учета расхода воды, включая счетчик воды, фильтры и запорную арматуру.
• Санитарные приборы: Унитазы, раковины, ванны, мойки, смесители. Их тип и количество берутся из исходного технического задания.
• Трубы и фитинги: Самая объемная часть спецификации. На основе гидравлических расчетов и аксонометрических схем вы определяете необходимую длину труб каждого диаметра.

Особое внимание уделите выбору материала труб. Если в старых проектах (например, в домах постройки 1960-70-х годов) повсеместно использовались чугунные и стальные трубы, то сегодня это устаревшее решение. В современной практике для внутренних сетей применяют полипропиленовые (PPR) или металлопластиковые трубы, которые не подвержены коррозии, проще в монтаже и имеют более долгий срок службы.

Финальным документом этого раздела является Спецификация оборудования, изделий и материалов. Она составляется в табличной форме и является основой для дальнейшего составления сметы проекта. Теперь, когда пояснительная записка с расчетами и спецификациями готова, необходимо оформить графическую часть проекта.

Оформляем графическую часть проекта: планы, схемы и чертежи

Графическая часть — это визуальное представление всех ваших инженерных решений. Она должна быть выполнена аккуратно, информативно и в строгом соответствии с требованиями ГОСТ на оформление проектной документации.

Полный комплект чертежей для дипломного проекта по ВиВ обычно включает:

• Планы подвала и типового этажа. На этих чертежах наносятся системы водопровода (В1) и канализации (К1) с указанием диаметров труб и привязки к строительным конструкциям.
• Аксонометрические схемы. Это ключевые чертежи для понимания работы систем. Они должны быть максимально детализированы и содержать всю необходимую информацию: расчетные расходы, длины участков, диаметры труб, высотные отметки. Именно аксонометрическая схема является основой для гидравлических расчетов.
• Деталировочные чертежи узлов. Чертежи наиболее сложных узлов системы в крупном масштабе (например, узел ввода водопровода, подключение насосной установки).
• Генплан с наружными сетями. На генеральном плане участка показывают трассировку дворовых сетей водопровода и канализации от здания до точек подключения к городским коммуникациям.

Особое внимание уделите именно аксонометрическим схемам. Они не просто показывают систему в 3D, а служат расчетным документом. Любой проверяющий, взглянув на вашу аксонометрию, должен сразу понять логику расчета и проверить ее корректность.

Важным элементом оформления является привязка санитарно-технических систем к строительным конструкциям здания на планах. Это означает, что для каждого стояка и горизонтального трубопровода должны быть указаны точные расстояния от стен или колонн, что необходимо для проведения монтажных работ. Когда и текстовая, и графическая части готовы, остается объединить их в единый проект и подготовить к сдаче, рассмотрев экономические аспекты и вопросы безопасности.

Финальные штрихи. Собираем пояснительную записку и готовимся к защите

Когда основные расчетные и графические задачи решены, наступает этап сборки и оформления финальных разделов пояснительной записки. Они придают вашему проекту завершенность и демонстрируют комплексный подход.

Кратко о сути этих разделов:

• Экономическая часть: Здесь вы показываете стоимость реализации ваших решений. На основе спецификации составляется локальная смета, которая затем ложится в основу расчета договорной цены. Этот раздел отвечает на вопрос: «Сколько стоит построить то, что вы спроектировали?».
• Охрана труда и Охрана окружающей среды: В этих разделах необходимо описать конкретные мероприятия по обеспечению безопасности при монтаже (например, работа на высоте, сварка) и дальнейшей эксплуатации систем. Также указываются меры по предотвращению загрязнения окружающей среды.

Завершает всю работу «Заключение». Это не формальность, а возможность еще раз подчеркнуть сильные стороны вашего проекта. В заключении нужно кратко изложить выводы по всей проделанной работе, подтвердить, что поставленные в задании цели достигнуты, и, возможно, отметить преимущества примененных современных решений (например, энергоэффективных насосов или долговечных полимерных труб).

Перед тем как сдать работу, обязательно пройдитесь по финальному чек-листу для самопроверки:

• Все разделы пояснительной записки на месте и сшиты по порядку.
• Нумерация страниц, таблиц и рисунков сквозная и правильная.
• Оформление соответствует методическим указаниям кафедры и требованиям ГОСТ.
• Все чертежи в графической части подписаны и сложены в правильном порядке.
• Нет расхождений в данных между пояснительной запиской, спецификациями и чертежами.

Тщательная финальная проверка придаст вам уверенности и поможет произвести благоприятное впечатление на защите.

Список источников информации

1. Едличка С.Ю. Справочно- методическое пособие по разработке генпланов. М., ПКТИ Промстрой, 2002
2. Ершов Е.Ю. Организация строительного производства. М., Стройиздат, 1991
3. Гринько Е.А., Непогодин А.М. Методические указания и задания на курсовую работу по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение». Ижевск, Издательство ИжГТУ, 2007
4. Калицун В.И., Кедров В.С., Ласков Ю.М. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации. М., Стройиздат, 2001
5. Калицун В. И., Кедров В. С., Ласков Ю. М., Сафонов П. В. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М., Стройиздат, 1980
6. Пальгунов П.П., Исаев В.И. Санитарно– технические устройства и газоснабжение зданий. М., Стройиздат, 1991
7. Потапова Т.А., Долженко Л.А., Водоснабжение канализация: Методические указания. М, Стройиздат, 1989
8. Соловей Ю. М. Основы строительного дела. М., Стройиздат, 1989
9. Староверова И. Г. Внутренние санитарно- технические устройства. Ч.2. Водопровод и канализация. Справочник проектировщика. М., Стройиздат, 1990
10. Чабашвили Н.Н. Безопасность в строительстве. Л., Наука и техника, 1988
11. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. М., Стройиздат, 1984
12. СНиП 2.04.01.-85 – Внутренний водопровод и канализация здания. М., Стройиздат, 1986
13. СНиП 2.04.02.-85 – Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1986
14. СНиП 2.04.03.-85 – Канализация. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1986
15. СНиП 3.01.01-85* Организация строительного производства. М., Стройиздат, 1986