На основании исходных данных жилого квартала в некоторых микрорайонах многоэтажных жилых домов установлены только газовые плиты, а в некоторых помимо газовых плит устанавливаются также водонагреватели.

В данном разделе рассмотрена методика расчета многоэтажного жилого дома с установкой только газовых плит, которые показывают на плане первого этажа (см. прил. 7).

Высоту кухни принимаем H = 2,7 м. Объем помещения кухни должен быть не менее:

15 м³ при установке 4–конфорочной газовой плиты;

12 м³ при установке 3–конфорочной газовой плиты;

7 м³ при установке 2–конфорочной газовой плиты.

Для выбора газовой плиты на основании заданной высоты кухни и других габаритных размеров кухонного помещения рассчитываем объём кухни.

Газопровод, проложенный от стены здания до места подключения газоиспользующего оборудования, называется внутренним (внутридомовым).

Газопровод прокладывают по фасаду на высоте3 м от уровня земли, далее осуществляют ввод на первый этаж, устанавливают общий кран на вводе, а также краны для отключения каждого стояка. Ввод газа осуществляется в помещение кухонь, вертикальная разводка (стояки) также осуществляется по кухонным помещениям (см. прил. 7).

В каждой кухне необходимо предусмотреть установку термозапорного клапана, который отключает подачу газа, при температурах от 100 ˚С. Расход газа учитывают с помощью бытового газового счетчика, устанавливаемого на высоте 1,5 м от уровня пола. Перед каждым газовым прибором следует предусмотреть установку запорной арматуры (кран). Также краны устанавливают перед счетчиком газа. Расстояние от стен до газопровода должно быть не менее половины диаметра трубы.

На наружном газопроводе, на вводе в подъезд могут быть установлены продувочные пробки на резьбе диаметром не более 25 мм.

Методика расчета:

В курсовом проекте допускается принять расход газа для 4–конфорочной газовой плиты – 1,2 м³/ч, для –3конфорочной газовой плиты – 1,1 м³/ч, для 2–конфорочной газовой плиты – 1,0 м³/ч.

Расчетные расходы газа во внутридомовых и внутридворовых сетях определяем по следующей формуле:

                                       ,                                            ( 6.1)

где  – расчетный расход газа на участке, м³/ч; – номинальный расход газа прибором, м³/ч; – число однотипных приборов;  – коэффициент одновременности действия приборов, принимаемый по табл. 6.1. Коэффициент одновременности действия приборов предполагает работу одного или нескольких газовых приборов (например, газовых плит), при этом максимальный расход газа (при работе на полную мощность всех газовых горелок) равен

1,2, м³/ч, но если работающих приборов будет больше, то вероятность максимального потребления газа уменьшается (чем больше работающих приборов, тем меньше ), именно этот процесс отражает введение коэффициента одновременности действия газовых приборов и учитывается при определении расчетного расхода газа.

Коэффициенты одновременности действия приборов          Таблица 6.1

Пользуясь рекомендуемыми преподавателем диаметрами и расчетным расходом газа, определяем удельные потери на каждом участке по номограмме                                 (см. прил. 1). На стояках рекомендуется принимать условный диаметр газопровода 20 мм (для 5-ти этажных жилых домов, для домов большей этажности необходимо проконсультироваться с преподавателем), на подводе к газовой плите – 15 мм.

Потери давления на местные сопротивления учитываются увеличением геометрической длины участков на величину:

- от ввода в здание до стояка – 25% линейных потерь ( =1,25);

- на стояках 20%  ( =1,2);

- на внутриквартирной разводке при длине:

1-2 м – 450%  ( =5,5);

3-4 м – 200%  ( =3);

5-7 м – 120%  ( =2,2).

Соответственно  (расчетная длина) определяется по формуле:

   .                          ( 6.2)

При расчете внутридомового газопровода необходимо учитывать гидростатическое давление.

На отдельных участках газопроводов, имеющих разные геометрические отметки по высоте, возникает дополнительное (избыточное) давление, значение которого прямо пропорционально произведению разности плотностей воздуха и газа, ускорению свободного падения и высоте. Дополнительное давление газа c увеличением высоты возникает вследствие того, что абсолютное давление в газопроводе падает в меньшей степени, чем барометрическое.

 Гидростатическое давление определяется по формуле:

                                                        (6.3)

где  – гидростатическое давление (дополнительное избыточное давление); Па;  – разность геометрических отметок конца и начала участка, считая  по ходу газа, м;  – плотность воздуха и газа, кг/м³, плотность воздуха принимаем равной 1,29 кг/м³, плотность газа приведена в исходных данных.

Знак «+» или «–» принимают в зависимости от подъема или опуска газа с плотностью газа меньшей плотности воздуха:

 – если газ поднимается вверх по трубопроводу, то необходимо принять знак «–»;

 – если газ опускается, то принимают знак «+»;

 – на горизонтальных участках .

Определяются потери давления на участках сети на основании рекомендуемых диаметров и расчетного расхода газа. С учетом гидростатического давления общие потери составят:

                              ,                                          (6.4)

где  – потери давления на одном из участков внутреннего газопровода, Па;  – потери давления на местные сопротивления.

Полученные результаты записываются в табл. 6.2. Высотные отметки, запорно-регулирующей арматуры и счетчика показывают на аксонометрической схеме внутридомового газопровода.

Расчет производят для невыгодного кольца, начиная с точки, максимально удаленной от точки присоединения к внутридворовому газопроводу.

Так внутренний газопровод является тупиковым, то рекомендуется гидравлический расчет начинать с точки подключения к самому удаленному газовому прибору от точки подключения к внутридворовому газопроводу (пример см. прил. 6). Давление в точке подключения к удаленному газовому прибору равно 1800, Па.

Суммарные потери давления внутреннего газопровода –  см. последнюю строку 9 колонки из табл. 6.2.

Гидравлический расчет домового газопровода Таблица 6.2

Пример аксонометрической схемы внутридомового газопровода см.в прил. 7

6.2. Проектирование и расчет дворового газопровода

Для расчета внутридворового газопровода вычерчиваем схему одного из кварталов с этажностью, аналогичной этажности дома, выбранного для проектирования внутридомового газопровода. Количество домов в квартале выбирают произвольным образом (минимум три жилых дома), предполагая, что в квартале могут располагаться спортивные и детские площадки, автомобильные стоянки и т.д.

Подъезды в домах принимаются аналогично рассчитанному внутридомовому газопроводу. Схема газопровода – тупиковая.

Разбиваем сеть на участки, учитывая вводы на каждый стояк жилого дома. Выбираем невыгодную ветвь. Определяем длину каждого участка невыгодной ветви. Для учета потерь на местные сопротивления геометрическая длина участков увеличивается на 10%. Расчетные расходы определяются так же, как в предыдущем разделе. Диаметры газопроводов определяют по номограмме низкого давления (см. прил. 1), в зависимости от расхода и удельных потерь давления.

Гидравлический расчет дворового газопровода выполняют следующим образом (на примере из прил. 8 и рис. 3.1):

1. Определяем давление на самом удаленном участке от ввода в уличный газопровод в точке 1 – невыгодной ветви:

                     ,                   (6.5)

где  – давление перед горелкой газового прибора, принимаемые по паспорту прибора. В курсовом проекте давление перед горелкой прибора принимается  1800, Па.;  – внутреннее сопротивление прибора, принимаемое по паспорту прибора, в курсовом проекте принимаем равным 100, Па;  – потери давления в газовом счетчике, принимаем равными 50, Па;  – потери давления в термозапорном клапане, принимаем равными 50, Па;  – потери давления внутридомовой сети, определяемые гидравлическим расчетом.

2.Далее определяется давление на вводе в квартал в точке  в прил. [8] на схеме внутридворового газопровода это точка – «5», так же как и определялось давление в расчете кольцевого газопровода, при условии привязки к давлениям и потерям давлений уличного газопровода, выбранного квартала.

Например:

а) выбираем квартал №5 (см. рис.3.1), участок газопровода кольцевой сети – «13–12», делим его пополам – точка середины участка является точкой подключения внутридворового газопровода;

б) определив точку подключения – «5» (см. прил [8]), можно расчитать давление в этой точке следующим образом:

       ,                    (6.6)

3.Самой невыгодной ветвью согласно прил. [8], является:

«1 – 2 – 3 – 4 – 5», ответвления: «2 –8», «7 – 3» и «4 – 6». Участки невыгодной ветви и ответвления фиксируем в табл. 6.3.

4.Исходя из полученных результатов рассчитываем допустимые потери давления как на невыгодной ветви, так и на ответвлениях – :

                  ,                                         (6.7)

5. Затем определяют суммарную расчетную длину невыгодной ветви:

                           .                       (6.8)

6.Далее определяют средние удельные потери давления на 1 м по всей длине самого удаленного участка от точки врезки в уличный газопровод:

                          .                                    (6.9)

Расходы газа на каждый участок определяют по формуле, приведенной в расчете внутридомового газопровода.

В дальнейшем расчет производится аналогично расчету газопровода низкого давления кольцевой сети.

На основании известного расхода и удельных потерь на невыгодной ветви по номограмме (см. прил. [1]) определяют:

1) диаметр участка и потери давления на один метр на нём;

2) потери давления на участке: ;

3) результаты записываются в табл. 6.3;

4) полученные в ходе расчета суммарные потери давления увязывают с допустимыми потерями давления:

                .                    (6.10)

Примеры расчета потерь давлений ответвлений на основании примера (см. прил [8]):

1. ,              , .

2. ,                 , .

3. ,                , .

Гидравлический расчет внутридворового газопровода              Таблица 6.3

Пример расчетной схемы внутридворового газопровода см. в прил. 8.