Как сделать курсовую по водоснабжению и водоотведению – пошаговое руководство для студента

Получение задания на курсовую работу по водоснабжению и водоотведению (ВВ) часто вызывает у студентов стресс. Кажется, что это непреодолимая задача, полная сложных расчетов и непонятных чертежей. Но давайте посмотрим на это иначе — как на интересный инженерный квест. Ваша цель — спроектировать «кровеносную систему» для целого здания, обеспечив его жизненно важными ресурсами. Это руководство — не просто сборник формул, а подробная дорожная карта, которая проведет вас от чистого листа до готового проекта. При системном подходе и понимании логики задача абсолютно выполнима, тем более что типичные сроки ее выполнения варьируются от 2 недель до 2 месяцев, что лишь подчеркивает необходимость структурированного подхода. Мы пройдем этот путь вместе, шаг за шагом.

Итак, первый шаг любого успешного проекта — это не расчеты, а глубокое понимание исходных данных. Давайте расшифруем ваше задание.

Шаг 1. Декодируем техническое задание и готовим плацдарм

На этом этапе мы превращаем набор цифр и планов в осмысленную картину. Ваш объект — это 10-этажный 80-квартирный жилой дом. В каждой квартире установлено 4 водоразборных прибора (умывальник, унитаз, мойка, ванна). Эти данные — основа для определения общего водопотребления.

Ключевыми элементами задания являются генплан и отметки высот. Что означают эти цифры?

• Отметка лотков колодцев (83,3 м и 80,0 м): Это не просто цифры, а ваш главный инструмент для проектирования канализации. Разница в высоте между точкой подключения у здания и городским коллектором определяет уклон, по которому сточные воды будут уходить самотеком.
• Норма водопотребления (260 л/сут на человека): Это отправная точка для всех гидравлических расчетов. На ее основе мы определим, какой объем воды должен поступать в здание ежесекундно и ежечасно.

Изучите поэтажные планы и генплан. Вам нужно мысленно (а затем и на чертеже) проложить трассы будущих трубопроводов — где пройдут стояки, как трубы будут разведены в подвале и как они подключатся к внешним сетям. Именно из этих планов вы возьмете длины участков для гидравлических расчетов. Теперь, когда у нас есть полное понимание задачи и исходных данных, мы можем спроектировать скелет нашей работы — структуру пояснительной записки.

Шаг 2. Собираем скелет проекта, или структура пояснительной записки

Чтобы не утонуть в расчетах и не упустить ничего важного, нужна четкая структура. Пояснительная записка — это не формальность, а логичное изложение вашего инженерного решения. Порядок разделов следует строгой логике проектирования: от общих данных к частным расчетам и выводам. Типовая структура курсовой работы выглядит так:

1. Введение: Здесь вы формулируете цели и задачи вашего проекта. Например: «Цель — спроектировать системы внутреннего холодного водоснабжения (В1) и бытовой канализации (К1) для 10-этажного жилого дома».
2. Общая часть: Краткая характеристика вашего объекта: количество этажей, квартир, проживающих, описание принятых систем.
3. Расчет внутреннего водопровода (В1, Т3, Т4): Это сердце вашей работы. Раздел включает:
   • Определение расчетных расходов воды (секундных, часовых, суточных).
   • Гидравлический расчет сети: подбор диаметров труб для всех участков.
   • Подбор водомерного узла (счетчика воды).
   • Определение требуемого напора на вводе в здание.
4. Расчет хозяйственно-бытовой канализации (К1): Здесь вы проектируете систему водоотведения:
   • Определение расчетных расходов сточных вод.
   • Подбор диаметров стояков и отводных трубопроводов.
   • Проектирование внутриквартальной сети до точки сброса в городской коллектор.
5. Заключение: Краткие выводы по всей работе. Вы перечисляете ключевые результаты: какие диаметры подобраны, какой напор требуется, какие решения были приняты.

Такая структура гарантирует, что вы последовательно проработаете все аспекты проекта. Мы определили структуру. Самое время наполнить ее первым и самым важным расчетом, от которого зависят все последующие, — определением расходов воды.

Шаг 3. Рассчитываем основу основ — сколько воды потребуется зданию

Казалось бы, что может быть проще: умножить расход одного крана на их общее количество. Но так система не работает. Вероятность того, что все 320 приборов (80 квартир * 4 прибора) в доме откроются одновременно, практически равна нулю. Поэтому расчет ведется на основе теории вероятностей, и этот метод закреплен в нормативном документе СП 30.13330 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Методика расчета выглядит так:

1. Определяем общее количество водопотребителей и приборов. Это мы уже сделали на первом шаге.
2. Находим нормативный расход воды одним прибором (q₀). Это справочное значение, которое зависит от типа прибора (например, для смесителя в ванной он один, для смывного бачка — другой).
3. Определяем вероятность действия приборов (P). Эта величина зависит от общего числа приборов (N) и количества потребителей (U) и рассчитывается по формулам из СП 30.13330.
4. Рассчитываем максимальный секундный расход воды (q_sec). Это ключевой параметр, который показывает, какой максимальный объем воды должен проходить через трубу в любую секунду. Он вычисляется по формуле, учитывающей q₀ и вероятность P.

Этот расчет выполняется отдельно для холодной (система В1) и горячей (система Т3) воды, так как их расходы будут различаться. Полученное значение секундного расхода — это главная цифра, на основе которой мы будем подбирать диаметры всех труб в здании. Мы знаем, сколько воды нужно. Теперь главная задача — спроектировать сеть, которая сможет доставить этот объем на каждый этаж с нужным давлением.

Шаг 4. Проектируем артерии здания — гидравлический расчет сети В1

Гидравлический расчет — это процесс подбора таких диаметров труб, которые обеспечат подачу нужного расхода воды на самый верхний этаж при допустимой скорости потока. Слишком тонкие трубы — будут большие потери давления и шум; слишком толстые — неоправданно дорого. Процесс выполняется пошагово в соответствии с СП 31.13330 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

Вот как это делается:

1. Трассировка сети и определение расчетных участков. На аксонометрической схеме вы разбиваете всю сеть водопровода на участки. Расчетный участок — это отрезок трубы с постоянным диаметром и расходом воды.
2. Определение расхода на каждом участке. Расчет ведется от самого удаленного и высокорасположенного прибора (диктующей точки) вниз к вводу в здание. Расходы на участках суммируются.
3. Подбор диаметров труб. Зная расход на каждом участке, вы по таблицам или формулам подбираете диаметр так, чтобы скорость воды находилась в нормативных пределах (обычно до 1,5 м/с).
4. Расчет потерь напора (давления). Вода, двигаясь по трубам, теряет давление из-за трения о стенки (потери по длине) и на местных сопротивлениях (тройники, отводы, вентили). Эти потери рассчитываются для каждого участка (часто по формуле Дарси-Вейсбаха) и затем суммируются по всей длине до диктующей точки.
5. Подбор водомера. На вводе в здание устанавливается счетчик воды. Его подбирают по расчетному расходу так, чтобы потери напора на нем были минимальными.
6. Определение требуемого напора на вводе. Это финальный результат расчета. Он равен сумме:
   

   Требуемый напор = Геометрическая высота подъема воды (на 10-й этаж) + Сумма всех потерь напора в трубах + Потери напора на водомере + Свободный напор у прибора (давление, необходимое для нормальной работы крана).

Для самопроверки сложных сетей можно использовать специализированное ПО, например, EPANET. С подачей воды разобрались. Не менее важная задача — эффективно и безопасно отвести использованную воду. Переходим к системе канализации.

Шаг 5. Организуем водоотведение — от раковины до городского коллектора

Проектирование канализации (система К1) кардинально отличается от водопровода. Это безнапорная система, работающая под действием силы тяжести. Главная задача здесь — обеспечить такой уклон труб, чтобы стоки текли с определенной скоростью.

Ключевое понятие здесь — самоочищающая скорость. Если скорость потока будет слишком маленькой, твердые частицы осядут на дне трубы, что приведет к засору. Если скорость слишком большая (что редкость в безнапорных системах), это может привести к срыву гидравлических затворов у приборов. Расчет ведется по нормам СП 30.13330.

Процесс проектирования выглядит следующим образом:

• Расчет расходов стоков. Расход сточных вод от приборов принимается равным расходу воды, который мы рассчитали ранее.
• Подбор диаметров стояков и отводных линий. На основе расчетных расходов и специальных таблиц из СП подбираются диаметры вертикальных стояков (обычно 110 мм, если к нему подключен унитаз) и горизонтальных отводных труб от приборов (обычно 50 мм).
• Проектирование внутриквартальной сети. Это самый ответственный этап. Вы должны проложить трубу от выпуска из здания до городского коллектора. Здесь и вступает в игру построение продольного профиля.

Продольный профиль — это чертеж, который в разрезе показывает вашу канализационную трубу, поверхность земли и все точки пересечения (колодцы). Используя отметки из задания — лоток колодца у здания (например, 83,3 м) и лоток городского коллектора (80,0 м) — и зная длину трассы по генплану, вы рассчитываете уклон трубы. Уклон должен быть таким, чтобы обеспечить ту самую самоочищающую скорость при максимальном расчетном расходе. На профиле также указываются диаметры труб, отметки земли и лотков труб в каждом колодце, длины участков и рассчитанные уклоны. Все расчеты выполнены. Теперь их нужно грамотно представить в графической части, которая является лицом вашего проекта.

Шаг 6. Визуализируем проект, или как правильно оформить чертежи

Графическая часть — это визуальное воплощение всех ваших расчетов. Не стоит ее бояться. При наличии четкой структуры это вполне выполнимая задача. Обычно курсовой проект включает два основных листа чертежей, выполненных в программе AutoCAD или вручную.

Состав графической части:

• Лист 1: Планы и схемы.
  • План типового этажа: На него наносятся стояки всех систем (В1, К1, Т3, Т4) и отводные линии от сантехприборов.
  • План подвала: Здесь показываются магистральные трубопроводы, ввод водопровода и выпуски канализации.
  • Генеральный план (Генплан): Схема вашего участка, где показано расположение здания и трассировка наружных сетей В1 и К1 до точек подключения к городским коммуникациям.
• Лист 2: Схемы и спецификации.
  • Аксонометрические схемы систем: Это объемное изображение систем В1, Т3, Т4 и К1, на котором указываются все расчетные участки, их длины, диаметры и расходы. Это главный чертеж для гидравлических расчетов.
  • Продольный профиль дворовой канализации К1: Тот самый разрез, который мы обсуждали на предыдущем шаге.
  • Спецификация оборудования, изделий и материалов: Таблица, в которой перечислено все, что нужно для монтажа систем: общая длина труб каждого диаметра, количество фитингов, арматуры и т.д.

Обратите особое внимание на условные обозначения (все они стандартизированы ГОСТами), правильные масштабы для каждого чертежа и аккуратное оформление рамки и штампа. Пояснительная записка написана, чертежи готовы. Остался последний рывок — собрать все воедино и подготовиться к защите.

Шаг 7. Финальная сборка и подготовка к сдаче

Последний этап — самый важный для получения хорошей оценки. Он требует внимательности и подготовки. Перед тем как сшивать проект, пройдитесь по этому чек-листу:

• Соответствие записки и чертежей: Проверьте, совпадают ли диаметры, расходы и длины участков в пояснительной записке и на аксонометрических схемах. Это самая частая ошибка.
• Оформление по ГОСТ: Убедитесь, что список литературы, ссылки, нумерация страниц, рамки и штампы на чертежах соответствуют требованиям.
• Ссылки на нормативы: В тексте записки должны быть ссылки на пункты нормативных документов (СП 31.13330 и СП 30.13330), на основании которых вы принимали решения.
• Полнота приложений: Все необходимые таблицы и справочные материалы должны быть включены в приложения.

Подготовка к защите:

Не просто читайте текст с листа. Подготовьте краткую речь на 5-7 минут. Выделите ключевые результаты вашего проекта: «Для данного здания требуемый напор на вводе составил X метров водного столба. Подобраны диаметры магистралей В1 — Y мм. Уклон дворовой канализации принят Z ‰, что обеспечивает самоочищающую скорость». Будьте готовы ответить на вопросы, почему вы выбрали именно такой диаметр или приняли именно такое решение. Лучший ответ всегда начинается со слов: «В соответствии с пунктом … СП …».

Проект полностью готов. Давайте подведем итоги проделанного пути.

Итак, вы прошли весь путь — от расшифровки задания, которое казалось набором случайных цифр, до готовой пояснительной записки и профессионально оформленных чертежей. Вы не просто выполнили учебное задание, а прошли полный цикл инженерного проектирования в миниатюре: проанализировали исходные данные, выполнили технические расчеты на основе государственных стандартов, подобрали оборудование и графически оформили свое решение. Этот системный подход превратил сложную задачу в последовательность понятных шагов. Теперь вы обладаете не только знаниями, но и практическим навыком. Этот опыт — ценный вклад в вашу будущую профессию инженера. Успешной защиты!

Список использованной литературы

1. СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».
2. СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»
3. СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».
4. СНиП 3.05.04-85 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации».
5. ГОСТ 25151-82 «Водоснабжение. Термины и определения».
6. Абрамов Н. Н Водоснабжение. 2-Издание, переработанное и дополненное. – М: Стройиздат, 1974 . — 480 с.
7. Внутренние системы водоснабжения и водоотведения. Проектирование: Справочник. Тугай А. М., Ивченко В. д., Кулик В. И. и др.,: под редакцией А.М.Тугая. – Киев, Будивельник, 1982.-256с.
8. Журавлев Б.А, Справочник мастера-Сантехника. – 5-е изд., перераб. и доп. — М.:Стройиздат, 1982. –432 С.
9. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н. Н Павловского. Лукиных Л. А., Лукиных Н. А. — М.: Стройиздат, 1974. 156 с.
10. Палыунов П. П., Исаев В. Н. «Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий». – М.: Высшая школа, 1982-397 с.
11. Шевелев Ф. А., Шевелев А.Ф. «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб». – изд. 6-е, доп. и перераб. – М.: Стройиздат, 1984. – 116 с.
12. Яковлев СВ., Карелин Я. А., Жуков А. И., Колобанов С. К. Канализация. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1975. – 632 с.
13. СНиП 3.05.01-85 «Внутренние санитарно-технические системы»
14. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»