- •Городского хозяйства
- •060800 – Экономика и управление на предприятии городского хозяйства Санкт-Петербург
- •Isbn сПбГиэу, 2005
- •Часть I. Технологии санитарного благоустройства городов 9
- •Глава 1. Основы благоустройства городов 9
- •Глава 2. Городские улицы и дороги 25
- •Глава 3. Строительство и ремонт улиц и дорог 43
- •Глава 4. Санитарная очистка и уборка населенных мест 48
- •Глава 6. Система теплоснабжения города 242
- •Глава 7. Система электроснабжения городов 261
- •Введение
- •Часть I. Технологии санитарного благоустройства городов Глава 1. Основы благоустройства городов
- •1.1. Рост городов и развитие систем жизнеобеспечения
- •1.2. Характеристика систем жизнеобеспечения
- •1.3. Планировочная структура и функциональное зонирование городов
- •1.4. Здания и сооружения как элементы городской среды
- •1.4.1. Требования, предъявляемые к зданиям и сооружениям
- •1.4.2. Классификация зданий и сооружений
- •1.4.3. Конструктивные элементы и схемы зданий
- •1.4.4. Основы архитектурно-строительного проектирования
- •1.4.5. Архитектурная выразительность зданий и сооружений
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2. Городские улицы и дороги
- •2.1. Классификация улиц и дорог
- •2.2. Схемы улично-дорожной сети городов
- •2.3. Конструкция улиц и дорог
- •2.4. Расчет и выбор конструкции дорожных одежд
- •2.5. Основы проектирования улиц и дорог
- •2.6. Инженерные сети на городских улицах
- •2.7. Освещение городских улиц
- •2.8. Озеленение улиц и дорог
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3. Строительство и ремонт улиц и дорог
- •3.1. Основы технологии строительства городских дорог
- •3.2. Дорожно-строительные машины и механизмы
- •3.3. Технология укладки асфальтобетонных покрытий
- •3.4. Эксплуатация улиц и дорог
- •Вопросы к главе 3
- •Глава 4. Санитарная очистка и уборка населенных мест
- •4.1. Основные задачи санитарного благоустройства городов
- •4.2. Характеристика твердых бытовых отходов
- •4.2.1. Состав тбо
- •4.2.2. Физические свойства тбо
- •4.3. Нормы накопления тбо
- •4.4. Сбор и удаление тбо
- •4.4.1.Организация работ по сбору и удалению тбо
- •4.4.2. Технические средства для сбора и удаления тбо
- •4.4.3. Характеристика двухэтапной схемы сбора и удаления тбо
- •4.5. Обезвреживание тбо
- •4.5.1. Классификация методов обезвреживания тбо
- •4.5.2. Региональные схемы санитарной очистки городов
- •4.5.3. Полигоны тбо
- •4.5.4. Мусороперерабатывающие заводы
- •4.5.5. Мусоросжигательные заводы
- •Вопросы к главе 4
- •Глава 5. Уборка городских улиц и площадей
- •5.1. Организация уборки улиц
- •5.2. Летняя уборка городских территорий
- •5.3. Зимняя уборка городских территорий
- •Вопросы к главе 5
- •Список литературы
- •Часть II. Техника и технология водоснабжения и канализации Глава 1. Системы и схемы водоснабжения
- •1.1. Классификация систем водоснабжения
- •1.2. Схемы и основные элементы систем водоснабжения
- •1.3. Зоны санитарной охраны водоисточников
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2. Расчетные расходы воды
- •2.1. Нормы водопотребления
- •2.2. Режимы водопотребления
- •2.3. Суточные и часовые расходы воды
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3. Источники водоснабжения и водозаборные сооружения
- •3.1. Оценка источника водоснабжения
- •3.2. Водозаборные сооружения из поверхностных источников
- •3.3. Водозаборные сооружения для подземных вод
- •Вопросы к главе 3
- •Глава 4. Насосы и насосные станции
- •4.1. Свободные напоры
- •4.2. Классификация водоподъемных устройств. Устройство и принцип действия центробежных насосов
- •4.3. Основные характеристики насосов
- •4.4. Подбор и совместная работа насосов на сеть
- •4.5. Насосные станции
- •Вопросы к главе 4
- •Глава 5. Улучшение качества питьевой воды
- •5.1. Свойства и качества природных вод
- •5.2. Технологические схемы водоочистных станций
- •5.3. Устройства для приготовления и дозирования реагентов
- •5.4. Смесители
- •5.5. Камеры хлопьеобразования
- •5.6. Отстойники
- •5.7. Фильтры
- •5.8. Установки для обеззараживания воды
- •Вопросы к главе 5
- •Глава 6. Запасные и регулирующие емкости
- •6.1. Классификация и назначение
- •6.2. Водонапорные башни
- •6.3. Подземные резервуары
- •Вопросы к главе 6
- •Глава 7. Водопроводы и водопроводные сети
- •7.1. Классификация и назначение водопроводных линий
- •7.2. Проектирование водопроводных линий
- •7.3. Трассировка водопроводных линий
- •7.4. Выбор схемы питания и подготовка водопроводной сети к расчету
- •7.5. Гидравлический расчет водопроводной сети
- •7.6. Устройство сетей и сооружений на них
- •Вопросы к главе 7
- •Глава 8. Канализация
- •8.1. Общие понятия. Классификация сточных вод
- •8.2. Системы и схемы канализации
- •8.3. Нормы водоотведения
- •8.4. Основы гидравлического расчета канализационной сети
- •8.5. Канализационные насосные станции
- •8.6. Очистка сточных вод
- •Вопросы к главе 8
- •Cписок литературы
- •Часть IV. Городские системы энергобеспечения Глава. 1. Характеристика систем энергобеспечения
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Рост городов и развитие систем энергоснабжения
- •1.3. Характеристика схем энергоснабжения
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2. Топливно-энергетические ресурсы
- •2.1. Общая характеристика системы топливоснабжения
- •2.2. Техническая и энергетическая характеристика топлива
- •2.3. Характеристика процесса горения топлива
- •2.4. Состав и объем продуктов сгорания
- •2.5. Энтальпия воздуха и продуктов горения
- •2.6. Способы сжигания топлива
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3. Потребление энергии в городском хозяйстве
- •3.1. Потребление электроэнергии на нужды города
- •3.1.1. Характеристика городских потребителей электроэнергии
- •3.1.2. Расчетный уровень электропотребления
- •3.2. Потребление теплоты на нужды города
- •3.2.1. Характеристика городских потребителей теплоты
- •3.2.2 Расчетные тепловые нагрузки городских потребителей
- •3.2.3. Годовые расходы теплоты
- •Вопросы к главе 3
- •Глава 4. Котельные установки
- •4.1. Назначение и классификация
- •4.2 Технологический комплекс котельной установки
- •4.3. Характеристика тепловых схем котельных установок
- •4.4. Классификация и устройство котлоагрегатов
- •4.5. Тепловой баланс и энергетическая характеристика котлоагрегата
- •4.6. Выбор типа и мощности котлоагрегатов
- •4.7. Технико-экономическая оценка котельных установок
- •Вопросы к главе 4
- •Глава 5. Электрические станции
- •5.1. Назначение и классификация
- •5.2. Характеристика рабочего процесса тэс
- •5.3. Устройство и принцип действия паровых турбин
- •5.4. Основные характеристики турбогенераторов
- •5.5. 0Бщая технологическая и тепловая схемы электростанции
- •10 И 11 основной и пиковый подогреватели сетевой воды;
- •5.6. Электрическая часть электростанций
- •5.7. Расчет и выбор основного оборудования тэс
- •5.8. Технико-экономические показатели работы тэс
- •Вопросы к главе 5
- •Глава 6. Система теплоснабжения города
- •6.1. Основы теплоснабжения городов
- •6.2. Классификация систем теплоснабжения
- •6.3. Тепловые пункты и схемы присоединения потребителей
- •6.4. Режимы и способы регулирования отпуска теплоты
- •6.5. Гидравлический и тепловой расчет сети
- •6.6. Способы прокладки и строительные конструкции тепловых сетей
- •6.7. Технико-экономические показатели транспорта теплоты
- •Вопросы к главе 6
- •Глава 7. Система электроснабжения городов
- •7.1. Основы построения систем электроснабжения
- •7.1.1.Общая характеристика систем электроснабжения
- •7.1.2. Основы проектирования систем электроснабжения
- •7.2. Схемы и устройства систем электроснабжения
- •7.2.1. Категория электроприемников по надежности электроснабжения
- •7.2.2. Схемы городских электрических сетей
- •7.2.3. Линии электропередачи
- •7.2.4. Подстанции и распределительные устройства
- •7.3. Расчет и выбор параметров электрических сетей
- •7.3.1. Выбор напряжения питания сетей
- •7.3.2. Составление электрических схем
- •7.3.3. Выбор сечения проводов и кабелей
- •7.4. Режимы работы электрических сетей
- •7.4.1. Качество электроэнергии
- •7.4.2. Компенсация реактивной мощности и снижение потерь электроэнергии
- •Вопросы к главе 7
- •Список литературы
- •Часть III. Городская транспортная система Глава 1. Схемы и элементы транспортной сети
- •1.1. Транспортная классификация городов
- •1.2. Принципы формирования городской транспортной системы
- •1.3. Схемы транспортных сетей
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2. Пропускная способность уличной сети города
- •2.1. Пропускная способность полосы движения городской магистрали
- •2.2. Пропускная способность многополосной проезжей части
- •2.3. Пропускная способность нерегулируемых пересечений в одном уровне
- •2.4. Пропускная способность регулируемых пересечений в одном уровне
- •2.5. Пропускная способность остановочного пункта
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3. Передвижения населения в городе
- •3.1. Цели передвижений населения в городе
- •3.2. Подвижность населения
- •3.3. Характер расселения жителей города
- •3.4. Затраты времени на передвижения
- •3.5. Основные закономерности изменения пассажиропотоков
- •3.6. Мощность пассажирского потока
- •Вопросы к главе 3
- •Глава 4. Городской пассажирский транспорт
- •4.1. Назначение и классификация городского транспорта
- •4.2. Требования, предъявляемые к городскому пассажирскому транспорту
- •4.3. Характеристика подвижного состава гпт
- •4.4. Устройство подвижного состава городского транспорта
- •Вопросы к главе 4
- •Глава 5. Основы проектирования городской транспортной системы
- •5.1. Состав и содержание проекта
- •5.2. Транспортно-планировочное районирование города
- •5.3. Расчет межрайонных корреспонденций населения
- •5.4. Построение картограмм пассажиропотоков
- •5.5. Выбор вида транспорта и определение потребности в подвижном составе
- •5.6. Обследования пассажирских потоков
- •Вопросы к главе 5
- •Глава 6. Формирование городской маршрутной сети
- •6.1. Особенности маршрутного обслуживания населения
- •6.2. Классификация маршрутов гпт
- •6.3. Требования, предъявляемые к маршрутной системе
- •6.4. Принципы формирования рациональной маршрутной системы
- •6.5. Проектирование и согласование маршрутов
- •6.6. Корректировка маршрутов
- •6.7. Обустройство маршрутов и парков
- •Вопросы к главе 6
- •Глава 7. Организация работы городского пассажирского транспорта
- •7.1. Основы организации управления городскими пассажирскими перевозками
- •7.2. Разработка маршрутного расписания
- •7.3. Организационно-технические мероприятия по улучшению функционирования транспортной системы города
- •7.4. Организация работы диспетчерской службы
- •7.5. Оценка качества обслуживания пассажиров
- •7.6. Технико-экономические показатели гпт
- •Вопросы к главе 7
- •Список литературы
2.2. Режимы водопотребления
Изменение потребления воды в течение суток, недели, месяца, года называют режимом водопотребления. Динамику происходящих изменений в потреблении воды можно представить в виде индивидуальных и групповых графиков. Процесс водопотребления по времени отражается суточными, недельными и годовыми графиками (рис. 2.1).
Конфигурация графиков водопотребления определяется особенностями хозяйственно-питьевых и производственно-технологических потребителей. В формировании графиков большую роль играют случайные факторы. Поэтому режим водопотребления отдельных потребителей следует рассматривать как случайную функцию многих переменных, а для определения расчетного водопотребления используют систему нормативных коэффициентов, получаемых в результате статистической обработки большого количества экспериментальных данных, характеризующих режим водопотребления.
Рис. 2.1. Суточный график потребления воды:
1 - линия потребления воды; 2 - среднесуточное потребление воды;
3 - подача воды насосами
Для характеристики режима водопотребления используют следующие показатели:
коэффициенты суточной неравномерности водопотребления, учитывающие уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели:
Ксут.max = Qсут.max/Qср.сут.; (2.2)
Ксут.min = Qсут.min/Qср.сут.; (2.3)
коэффициенты часовой неравномерности водопотребления, учитывающие степень благоустройства, режим работы предприятий, число жителей и другие местные условия:
Кчас.max = 24Qчас.max/Qсут.max; (2.4)
Кчас.min = 24Qчас.min/Qсут.min, (2.5)
где Qсут.max, Qсут.min - расчетные расходы воды в сутки максимального и минимального водопотребления, м3/сут.;
Qср.сут. - средний за год суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, м3/сут.;
Qчас.max, Qчас.min - максимальный и минимальный часовой расходы воды, м3/час;
коэффициенты общей неравномерности водопотребления:
К общ.max = К сут.max K час.max, (2.6)
К общ.min = К сут.minК час.min. (2.7)
2.3. Суточные и часовые расходы воды
Производительность системы водоснабжения города должна быть достаточной для обеспечения:
хозяйственно-питьевого водопотребления в жилых и общественных зданиях, включая бани, прачечные, больницы, столовые, гостиницы и другие объекты (Qхпп);
поливки и мойки территорий населенных мест, включая улицы, площади, зеленые насаждения, работу фонтанов и других объектов (Qпм);
хозяйственно-бытовых нужд промышленных предприятий (Qхбн); производственно-технологических нужд тех предприятий, для которых требуется вода питьевого качества или экологически нецелесообразно сооружение отдельного водопровода (Qпт);
расхода воды на пожаротушение (Qпж);
собственных нужд водопроводных станций и прочие нужды (Qсн):
. (2.8)
Основным расчетным расходом, на подачу которого должен быть рассчитан проектируемый водопровод, является максимальный секундный расход воды в сутки максимального водопотребления. Расчетные расходы воды для населения определяется по нормам водопотребления и по расчетному количеству жителей. Средний за год суточный расход воды Q м3/сут., на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте следует определять по формуле:
, (2.9)
где qжi - среднесуточная норма водопотребления на 1 жителя, л/сут., принимаемая по табл. 2.1;
Чжi - расчетное число жителей i-го района жилой застройки, чел.
Расчетные расходы воды населением в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления, надлежит определять так:
; (2.10)
, (2.11)
где Ксут.max, Ксут.min - коэффициенты суточной неравномерности водопотребления, учитывающие уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства, изменение водопотребления по временам года и дням недели, надлежит принимать равным Kсут.max = 1,1‑1,3; Kсут.min = 0,7‑0,9. Чем выше степень благоустройства, тем меньше Kсут.max и больше Kсут.min.
Расчетные расходы воды должны определяться по формулам:
; (2.12)
, (2.13)
где Kчас.max, Kчас.min - коэффициенты часовой неравномерности водопотребления, рассчитанные как выражение:
Кчас.max = max max, (2.14)
Кчас.min = min min, (2.15)
где - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимается max = 1,2-1,4; min = 0,4-0,6; - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по табл. 2.2.
Для определения расчетного расхода воды в общественных зданиях (банях, прачечных, больницах и т.п.) используют следующее выражение:
, (2.16)
где qi - норма хозяйственно-питьевого водопотребления в i-м здании; л/сут. на измеритель;
Ni - количество единиц учета, измеритель (табл. 2.3).
Таблица 2.2
Зависимость коэффициента от числа жителей
Коэф-фици-ент |
Число жителей, тыс.чел |
||||||||
1 |
4 |
6 |
10 |
20 |
50 |
100 |
300 |
1000 |
|
max |
2 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,15 |
1,1 |
1,05 |
1 |
min |
0,1 |
0,2 |
0,25 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,85 |
1 |
Таблица 2.3
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в отдельных зданиях
Назначение здания |
Измеритель |
Расход воды, л/сут. |
Больницы общего типа |
1 койка |
250 |
Бани |
1 посетитель |
180 |
Прачечные механизированные |
1 кг белья |
75 |
Общежития с душевыми |
1 житель |
100 |
Детские ясли-сады |
1 ребенок |
75 |
Столовые, рестораны |
1 блюдо |
12 |
Школы |
1 учащийся |
20 |
Расход воды на мойку и поливку городских территорий определяется по формуле:
, (2.17)
где Fi - поливаемая площадь, га;
qпмi - норма расхода воды на i-ю операцию, л/м2 (табл. 2.4);
ni - количество (повторяемость) i-х поливок в сутки.
Таблица 2.4
Нормы расхода воды на поливку и мойку
Назначение воды |
Расход воды, л/м2 |
Механизированная мойка |
1,2-1,5 |
Механизированная поливка |
0,3-0,4 |
Поливка зеленых насаждений |
3-4 |
Поливка газонов |
4-6 |
При отсутствии данных о поливаемых площадях, расход воды на поливку принимается равным 50-90 л/сут. на 1 жителя.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды промышленных предприятий определяют в зависимости от количества смен, числа работающих в горячих и прочих цехах:
, (2.18)
где qгц и qxц - соответственно нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в горячих и прочих цехах, принимаемые qгц = 45 л/чел. в смену, qxц = 25 л/чел. в смену;
Чгцi и Чxцi - число рабочих горячих и прочих цехов в i-ю смену, человек.
Расчетные часовые расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды промышленных предприятий определяют по наиболее загруженной смене с учетом коэффициентов часовой неравномерности водопотребления:
в горячих цехах
, (2.19)
в прочих цехах
, (2.20)
где Кчас.maxгц, Кчас.maxхц - коэффициент часовой неравномерности водопотребления в горячих и холодных цехах;
Чгцсм, Чxцсм - количество работников в максимально загруженную смену в горячих и холодных цехах, чел.;
tсм - продолжительность смены.
Часовой расход воды на 1 душевую сетку принимают 500 л, продолжительность пользования душем - 45 мин после окончания каждой смены. Расчетное количество душевых сеток принимают для смены с максимальным числом работающих в зависимости от группы производства по санитарной характеристике (табл. 2.5).
Таблица 2.5
Расчетные показатели душевых сеток
Группа производства по санитарной характеристике |
Характеристика производства |
Количество человек на одну душевую сетку |
Iа |
Отсутствие загрязнения одежды и рук |
15 |
Iб |
Вызывающие загрязнения одежды и рук |
7 |
IIв |
С использованием воды |
5 |
IIг |
С выделением больших количеств пыли и других веществ |
3 |
В данном случае расчетный расход воды определяют следующим образом:
, (2.21)
где qдi - расход воды на душевую сетку, л/час, qдi = 500 л/час.;
Чi - общая численность работающих в i-ю смену, чел;
tд - время пользования душем, час, t = 0,75 ч;
Чд - количество человек, обслуживаемых одним душем, час, принимается по табл. 2.5;
Кдi - доля людей, пользующихся душем в i-ю смену;
n - число смен.
Расходы воды на производственные нужды промышленных и сельскохозяйственных предприятий должны определяться на основании технологических данных о выпуске продукции и удельных расходах воды:
, (2.22)
где qi - удельный расход воды на выпуск i-го вида продукции, м3/ед. прод.;
Пi - объем выпуска i-го вида продукции, ед./сутки.
Противопожарный водопровод в населенных пунктах объединяется с хозяйственно-питьевым. Расчетный расход воды на пожаротушение включает расходы воды: 1) на наружное пожаротушение, которое в жилых районах зависит от количества жителей и характера жилой застройки, а на промышленных предприятиях - от степени огнестойкости зданий, категории производства по пожарной опасности и объема зданий. Для объединенного водопровода расчетный расход воды определяют по количеству одновременных пожаров для населенного пункта и предприятия. При этом расход воды определяют как сумму потребного наибольшего расхода:
, (2.23)
где qнпж - расход воды на 1 пожар, принимается по наибольшему значению для города и предприятия, л/с;
nнпж - количество одновременных пожаров в населенном месте, в число которых следует включать и пожары на промышленных предприятиях, расположенных в пределах населенного пункта;
tпж - расчетная длительность тушения пожара.
Дополнительно учитывают расход воды на внутреннее пожаротушение в зданиях, оборудованных внутренними пожарными кранами, который зависит от числа струй (nст) и расхода воды на одну струю (qст, л/с) и расчетной длительности тушения пожара:
Qвпж = qст nст t. (2.24)
Расчетная продолжительность тушения пожаров в населенном пункте или на промышленном предприятии принимают равной 3 часа, а для зданий I и II степени огнестойкости с производствами Г и Д - 2 часа.
По результатам расчетов суточных и часовых расходов воды строятся совмещенные графики водопотребления. Потребители расходуют воду в течение суток неравномерно. Поэтому крайне важно планировать режим работы предприятий и уборку территорий города таким образом, чтобы не увеличивать пиковые нагрузки водопотребления, по которым производится расчет и выбор всех сооружений системы водоснабжения.
Распределение максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды по часам суток производятся по типовым, нормативным графикам в зависимости от коэффициента часовой неравномерности (Кч max):
, (2.25)
где Кр - коэффициент распределения максимального суточного расходы по типовому графику водопотребления.
Распределение расхода воды по часам суток на хозяйственно-питьевые нужды на промышленных предприятиях зависит от характера производства, продолжительности смены, типа цеха и других факторов. Это распределение выполняется по типовым графикам. Режим водопотребления на производственные нужды промышленных предприятий зависят от технологии производства, типа установленного оборудования, количества смен и других факторов. При отсутствии данных суточный расход воды на производственные нужды ориентировочно можно распределить равномерно в течении времени работы предприятия или брать по аналогии с действующими предприятиями.
Из типовых графиков видно, что часы максимального водопотребления приходятся на утренние и вечерние часы. Поэтому для смягчения пиковых нагрузок на эти часы не рекомендуется планировать поливочный расход воды.
После определения часовых расходов воды каждым потребителем находят их сумму и строят суточный график водопотребления. По результатам вычисления часовых расходов воды находят максимально часовой ( ) и секундный ( ) расходы воды:
. (2.26)
Для удобства пользования полученными данными в последующих расчетах суммарный расход воды целесообразно разбить на две части:
сосредоточенный расход крупными потребителями воды (промышленными и коммунально-бытовыми предприятиями), отбор которого будет осуществляться в узлах присоединения этих потребителей к сети;
равномерно распределенный или путевой расход всех остальных потребителей, который принимается равномерно распределенным по территории города и длине магистрали водопроводной сети.