Откосы из гипсокартона своими руками: на окна и дверные

Смена окон или дверей сопряжена с образованием большого количества мусора и значительными материальными затратами. После установки переходы к стенам имеют не сильно привлекательный внешний вид и требуют соответствующей обработки. Откосы из гипсокартона своими руками являются лучшим вариантом отделки, поскольку дают возможность получить ровную и красивую плоскость с минимальными усилиями.

Пример отделки оконных откосов листами гипсокартона

Вернуться к оглавлению

Полное содержание материала

• 1 Гипсокартонные откосы: назначение и основные этапы их возведения
• 2 Список необходимого инструмента и перечень материалов
• 3 Структура подготовительных работ: основные этапы и их характеристика
• 4 Каркасная методика крепежа откосов: структура работ и их детальное описание
• 5 Клеевой метод монтажа откосов: пошаговая инструкция
• 6 Заключение
• 7 Фото подборка откосов отделанных гипсокартоном

Гипсокартонные откосы: назначение и основные этапы их возведения

Для достижения большей энергоэффективности многие люди стараются заменить обветшалые от времени деревянные окна и старые двери на новые пластиковые. Результатом монтажных работ служит не только существенная экономия тепла, но и необходимость заделывания переходных участков. Отделка откосов гипсокартоном является отличным решением, позволяющим с минимальными материальными затратами получить идеально ровную поверхность, подходящую под нанесение любого вида декоративного покрытия.

Монтаж откосов из гипсокартона является самым экономичным способом отделки переходных участков. Процесс их установки имеет четкую структуру, основанную на проведении двух основных этапов:

Схема устройства откоса с названиями элементов для монтажа

• подготовительных работ;
• монтажа гипсокартонных листов (ГКЛ).

Каждый из этих этапов состоит из 2-3 частей, выполнение которых является необходимостью. Некоторые люди считают, что подготовка не является обязательной и ее можно пропустить. Однако нарушение технологии строительства и пренебрежение нормами ведет не только к потере внешнего вида откосов для пластиковых окон или дверей, но и последующей их деформации.

Вернуться к оглавлению

Список необходимого инструмента и перечень материалов

Сделать откосы из гипсокартона своими руками несложно. Оптимизировать рабочий процесс поможет сбор необходимого инструмента для гипсокартона и подготовка материалов. Список выглядит следующим образом:

Чертеж с размерами оконного откоса

• нож для резки гипсокартона;
• набор шпателей;
• карандаш;
• рулетка;
• строительный уровень;
• шуруповерт;
• ножницы по металлу;
• емкость для замешивания раствора;
• поролоновый валик;
• набор отверток;
• молоток.

Приведенный выше список инструментов является оптимальным и не зависит от способа крепежа гипсокартона к начальной поверхности, в отличие от перечня материалов. Клеевой метод фиксации листов требует наличия одних смесей, а возведение каркаса для гипсокартона, совершенно других. Исходя из этого, общий список необходимых материалов приобретает следующий вид:

• шпаклевка (стартовая и финишная);
• клеевая смесь;
• армирующая сетка;
• металлопрофиль и скобы;
• саморезы;
• грунтовка для гипсокартона.

Этапы монтажа оконного откоса из гипсокартона

Шпаклевка и грунтовка относится к материалам, которые необходимы вне зависимости от способа монтажа ГКЛ. Оставшиеся элементы являются узкопрофильными и используются под конкретный вид установки.

Вернуться к оглавлению

Структура подготовительных работ: основные этапы и их характеристика

Как сделать откосы на окнах из гипсокартона? Первым и обязательным этапом отделки переходных участков входных дверей или окон является подготовка. Состоит она из трех основных этапов:

1. Нанесение разметки предшествует непосредственному монтажу откосов из гипсокартона. Готовая поверхность должна полностью перекрывать проблемный участок и быть продолжением стены. Сначала берем рулетку и вымеряем необходимые соотношения сторон, а также их геометрические пропорции. Проделываем эту манипуляцию в 3-х местах: сверху, в центре и внизу. Полученные данные отображаем на гипсокартоне с помощью карандаша и вырезаем заготовку согласно полученному шаблону.
2. Подготовка поверхности под установку дверных или оконных откосов заключается в устранении строительного мусора и выявлении скрытых дефектов. Как правило, после монтажа мансардного окна или новых дверей переходные места представляют унылое зрелище. Бугры монтажной пены, обрывки обоев, куски старой штукатурки и обломки бетона представляют лишь малую часть того, с чем можно столкнуться после проведения монтажных работ. Для формирования откоса подобные дефекты должны быть устранены. Все выпирающие части пены или шатающиеся кирпичи полностью убираются, а места трещин тщательно вычищаются.
3. Заделка проблемных участков и выравнивание начальной поверхности (необходимо исключительно при клеевом методе фиксации ГКЛ). Бытует мнение, что дыры и трещины можно не отделывать, поскольку они все равно закроются откосами.Пример крепления откоса на клеевую основу

   На самом деле наличие дефектов снижает энергоэффективность помещения, поскольку является хорошей основой для образования мостиков холода. Замешиваем стартовую шпаклевку и хорошо обрабатываем все проблемные участки. При необходимости процедура повторяется несколько раз полной нейтрализации дыр и трещин. При клеевом методе крепления поверхность дополнительно выравнивается с помощью шпателя и строительного уровня.

После высыхания шпаклевочного слоя, основание будет полностью подготовлено под установку откосов входной двери или уличного окна. Их монтаж может производиться двумя основными способами, которые более детально будут рассмотрены далее.

Вернуться к оглавлению

Каркасная методика крепежа откосов: структура работ и их детальное описание

Сделать откосы из гипсокартона можно при помощи составления каркасной конструкции. Подобная методика обладает серьезным преимуществом, перед клеевым способом фиксации ГКЛ. Заключается оно в возможности дополнительного утепления поверхности, которое проводится путем закладки термоизоляционного материала в межкаркасное пространство. Единственным недостатком подобного способа служит использование пространства комнаты, необходимое для возведения обрешетки. В целом устройство откосов из гипсокартона с помощью каркасных конструкций выглядит следующим образом:

• Монтаж обрешетки. В основе каркасных систем могут использоваться два вида материалов: металлический профиль и деревянный брус. Они с успехом применяются для создания обрешетки, работа с металлопрофилем является более простой.Крепление обрешетки каркаса для установки оконного откоса

  Используя саморезы для гипсокартона и шуруповерт, прикрепляем скобы к начальной поверхности. Для создания крепкой поверхности достаточно закрепления двух профилей, соединенных между собой поперечинами. Расстояние между скобами не должно быть более 50-60 см. Внутрь скоб вставляем профиль, выставляем его согласно уровню и прикручиваем саморезами. После закрепления обеих стоек фиксируем их между собой 2-3 поперечинами, сделанными из того же профиля. По завершении монтажа ушки скоб загибаются внутрь;

• Крепление гипсокартона к каркасу проводится путем его прикручивания к металлическим стойкам при помощи саморезов. Плотно прикладываем заготовку к обрешетке и прикручиваем ее в 4-5 местах, слегка утапливая шляпки саморезов на 2-3 мм. Начинать обшивку необходимо с верхнего листа, а боковые монтировать уже после его закрепления.Смонтированный к металлическому каркасу лист гипсокартона

  При правильности сборки каркаса, после обшивки гипсокартоном, плоскость должна быть полностью ровной и максимально перекрывать все пустоты;

• Готовый арочный или дверной откос подлежит обязательной финишной отделке. Заключается она в заделывании всех швов, стыков и мест креплений, а также в подготовке поверхности под нанесение декоративного покрытия. Для этого разводим финишную шпаклевку до пастообразного состояния. Внутренние части швов и переходов перекрываем армирующей сеткой и покрываем ее слоем шпаклевки. После высыхания начального слоя наносим следующий слой и разравниваем всю плоскость широким шпателем, а также проверяем полученный результат при помощи уровня. После полного высыхания готовые оконные или арочные откосы должны быть полностью ровными.

  Схема устройства дверного откоса

Каркасный метод создания откосов на окна из гипсокартона своими руками является довольно простым и не требует наличия каких-либо специфических навыков. Полученная поверхность будет отличаться равномерностью и станет полноценным продолжением стены. Видеоинструкция по изготовлению откоса из гипсокартона.

Вернуться к оглавлению

Клеевой метод монтажа откосов: пошаговая инструкция

Оконные или дверные откосы из гипсокартона можно сделать и без использования каркасных конструкций, просто приклеив ГКЛ к начальной плоскости. При этом установка подобной поверхности имеет свои особенности и проводится в соответствии со следующим планом:

1. Выбор клеящего состава. На сегодняшний день существует большое количество разнообразных сухих смесей и готовых растворов, позволяющих закрепить гипсокартон на поверхности стены или потолка. При проведении полного цикла подготовки начальная поверхность будет представлять ровное гипсовое основание. Для работы с подобным покрытием оптимальным решение служит использование армирующей клеевой смеси для гипсокартона, которая обеспечивает надежную фиксацию листа. Продается она в виде сухой смеси, которая разводится водой.

   Процесс крепления дверного откоса на клей

2. Процедура приклеивания гипсокартона начинается с подготовки клеящего состава. Разводим сухую смесь небольшим количеством воды и оставляет ее настаиваться на 5-10 минут. После этого наносим ее на заготовку в 4-5 местах и хорошо прижимаем к поверхности стены. Для лучшего закрепления листа продолжаем придавливание в течение 3-5 минут, держа его неподвижно и не делая никаких резких движений. Начинать отделку окна или дверей мансарды необходимо с верхней точки, а после этого переходить к установке боковых панелей.
3. Финишная отделка откоса из гипсокартона заключается в заделывании всех швов и переходов. Проводится она аналогичным способом с каркасным методом. Сначала сеткой перекрываются проблемные участки, а потом откос полностью покрывается 2-3 слоями шпаклевки. После высыхания плоскость будет полностью готова под поклейку обоев или покраске.

   Вариант финишной отделки откоса из гипсокартона

Готовые дверные или оконные откосы из гипсокартона являются идеальной основой для нанесения любого вида декоративного покрытия. Однако сперва ее необходимо обработать шпателем и хорошенько прогрунтовать, дабы убрать всю пыль и скопления грязи.

Грунтовка откосов в доме может проводиться при помощи специальных готовых смесей, которые можно купить в любом строительном супермаркете или же путем нанесения самодельных растворов. Ярким примером эффективной бюджетной грунтовки служит обыкновенный обойный клей, разведенный в необходимой пропорции.

Наносим грунтовочный раствор валиком на гипсокартон, равномерно распределяя его по всей площади плоскости. Направление движения сверху вниз. По окончании обработки, поверхность должна полностью просохнуть и может использоваться для нанесения декоративных материалов.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Финишная отделка оконного откоса гипсокартоном

Отделка откосов окон гипсокартоном является хорошим вариантом, позволяющим создать оптимальную основу для нанесения любого вида декора. Наклеивание обоев, нанесение декоративной штукатурки на откос или покраска откосов — все эти решения могут быть успешно реализованы на гипсокартонной поверхности. Сделать откосы своими руками не составит большого труда. В зависимости от их устройства изменяется и структура работ. Возведение каркасной конструкции проводится по одной процедуре, а приклеивание гипсокартона подразумевает совершенно иную последовательность действий.

Вернуться к оглавлению

Фото подборка откосов отделанных гипсокартоном

Установка откосов из гипсокартона

Установка откосов из гипсокартона на окна или двери не является
сверх трудной или не выполнимой задачей, однако большинство
обладателей новых окон видят в этом большую сложность и
трудоемкость процесса и перекладывают эту задачу на плечи
«высочайших» мастеров гипсокартонного искусства, ну а те в свою
очередь не прочь хорошо «нагреть» руки. Насколько же эта задача так
сложна и трудоемка попытаемся разобраться в нашей статье. Проделав
подобную работу один — два раза, вы будете знать не только
материалы и инструменты, необходимые для этого, но и проникнитесь
тонкостями установки откосов из ГКЛ.

Изучив представленный материал, вы будете знать обязательный
набор материалов и инструментов для проведения работ, сможете
производить монтаж откосов из гипсокартона своими руками.

Преимущества откосов из гипсокартона:

Необходимые материалы и инструмент

В процессе выполнения откосов нам понадобятся следующие
материалы: гипсокартон обычный или влагостойкий ,
утеплитель (минеральная вата), монтажная пена, клей для ГКЛ,
грунтовка, шпаклевка, краска, элементы крепления, специальные
профили для установки, дюбели, саморезы.

Необходимый инструмент: дрель или перфоратор,
шуруповерт, строительный венчик, набор шпателей, терка для ГКЛ,
валик, строительный нож, ветошь, емкость, уровень, отвес, рулетка и
карандаш.

Подготовка оконного проема

Подготовка оконного проема ничего сверхъестественного не
представляет, однако считается важным подготовительным этапом для
установки откосов. На этом этапе удаляются излишки монтажной пены
(при помощи ножа) как изнутри помещения, так и снаружи. Проем, с
которым мы будем работать, необходимо тщательно обработать
антигрибковой грунтовкой, после чего заделать цементным раствором
монтажную пену. Это предотвратит дальнейшее разрушение пены, и
поможет ликвидировать мельчайшие сквозные отверстия, которые
остаются в местах прилегания пены к проему или оконному блоку.

Особое внимание стоит уделить наружной стороне
окна. Необходимо учесть, что для уличной отделки
гипсокартон не подойдет – только штукатурка или листовой
полистирол. Также следует заметить, что утепленные снаружи откосы
не так промерзают и переносят точку росы на наружную часть
стены.

Установка откосов из гипсокартона

Установка гипсокартонных откосов начинается с разметки оконного
проема, разметки и нарезки гипсокартонных листов. Далее необходимо
освободить доступ к окну, где будет происходить устройство откосов
и расположить все необходимые материалы и инструменты.

L-образный стартовый профиль. Это L-образная
полоска ПВХ, которая фиксирует один край ГКЛ, выравнивает его и
придает жесткости конструкции.

L-образный профиль можно найти в любом строительном
супермаркете. Профиль устанавливается на верхнюю часть рамы,
заподлицо с кромкой. Далее, устанавливаются такие же полосы на
боковые части рамы.

Разметка листов из гипсокартона.

Стоит упомянуть о разметке листа из ГКЛ и нарезке необходимых
плит. Лист размечается по снятым размерам с проема окна или дверей,
где происходит отделка. Размеры снимаются по высоте проема и ширине
части, которая будет зашиваться, от самой рамы и до края проема, то
есть, угла стены.

На гипсокартонном листе отчерчиваем трапецию по полученным
размерам, плюс в основе добавляем 1 см высоты для захода заготовки
в паз, то есть если реальная ширина проема в плоскости 1 – 35 см,
то заготовка будет шириной 36 см. Верхний откос необходимо
установить в первую очередь, так как размеры двух остальных будут
приниматься от установленного верхнего откоса. Измерение заготовок
на боковые откосы проводят по той же схеме, только одна сторона
трапеции будет прямой, как видно с рисунка развертки. Замеры нужно
проводить на каждый откос отдельно.

О приготовлении клеящего раствора

Далее необходимо приготовить клеящий состав для приклеивания ГКЛ
плит. Готовится он по инструкции производителя, в чистой таре и с
применением венчика и электродрели. Таким образом, на выходе должен
получиться равномерно смешанный клеевой состав без крупинок и
комочков, консистенции очень густой сметаны.

Утепление внутренних откосов. Производится оно
с использованием минеральной ваты, строго после примерки откосов из
ГКЛ на окно, но перед нанесением клея на откосы. Минвата клеится к
поверхности, и далее прижимается панелями ГКЛ.

Монтаж гипсокартонных откосов можно производить 2-мя
способами:

а) без закладки за профиль оконной рамы

По краю оконной рамы должен быть установлен профиль (4), о нем
мы рассказывали выше. Внутрь профиля заливаем герметик (лучше всего
акриловый).

В проем стартового профиля устанавливается лист гипсокартона
(1), пространство между листом и оконным проемом на 2/3 заполняется
утеплителем (3) на основе минеральной ваты. Оставшуюся 1/3
пространства заполняем клеем для гипсокартона (2) и плотно
прижимаем лист гипсокартона к стене, используя для этого длинный
уровень.

Клей наносится небольшими ляпухами или цельной полосой, в 1-1,5
см высотой от самого листа и шириной в несколько сантиметров.

Внимание: Все работы по монтажу откосов обязательно
производить с использованием уровня и отвесов.

б) с закладкой за профиль оконной рамы

При таком способе монтажа необходимо по всему периметру оконного
проема прорезать ножом канавку толщиной, равной толщине листа
гипсокартона. Заводим лист гипсокартона (1) в прорезь, а чтобы
прижать лист к оконной раме, в глубину канавки наносим монтажную
пену.

Как и в предыдущем способе, пространство между листом
гипсокартона и оконным проемом на 2/3 заполняем утеплителем (3).
После того, как горизонтальный и вертикальные листы гипсокартона
будут установлены в нужном положении, фиксируем их, приклеивая
малярным скотчем к стене. Оставшуюся 1/3 пространства заполняем
монтажной пеной (5).

Все работы по обустройству откосов желательно производить
вдвоем, так как все панели из гипсокартона желательно установить
одновременно, чтобы быстро и качественно выровнять все стороны.

Окончательная отделка откосов

Отделка оконных откосов гипсокартоном сопровождается
неровностями, небольшими сколами и срезами, прочими дефектами,
которые требуется обязательно убрать и привести в нормальный вид,
делается это при помощи гипсовой шпаклевки.

Также при финишной отделке желательно использовать перфоуглы,
которые и сделают углы откосов идеально ровными. То есть, после
установки откосов на поверхность проема, необходимо загрунтовать
панели, заклеить стыки, прошпаклевать их, установить перфоуглы на
скобы степлера и произвести финишную отделку. Мы рекомендуем
использовать 2 слоя грунта и 2 слоя шпаклевки.

После подобной отделки, производится затирка и покраска откосов.
Таким же способом устанавливаются и откосы ГКЛ на двери и балконные
рамы.

Возобновление обслуживания HL 12 сентября

Пресс-релизы CTDOT

09.09.2022

Поезд линии Хартфорд возобновляет движение по полному расписанию в понедельник, 12 сентября, после завершения проектов по безопасности и улучшению путей

Департамент транспорта Коннектикута (CTDOT) сегодня объявил о возобновлении движения на полной линии Хартфорд (HL) движение поездов начнется в понедельник, 12 сентября 2022 г. Перед возобновлением полноценного движения все поезда HL будут заменены автобусным сообщением в субботу, 10 сентября 2022 г. , и в воскресенье, 11 сентября 2022 г.

18 июля 2022 года началось автобусное сообщение, заменяющее большинство поездов, курсирующих по будням, для реализации проекта по замене навеса крыши на станции Хартфорд Юнион и проекта стабилизации склона компании Amtrak в Лонгмидоу, штат Массачусетс.

Проекты Хартфорд и Лонгмидоу завершены повысить безопасность и эффективность железнодорожного сообщения и инфраструктуры на HL. Замена крыши на историческом навесе платформы на станции Hartford Union Station заключалась в обновлении кровли навеса и освещения над посадочной платформой для пассажиров. Кроме того, были заменены поврежденные желоба, чтобы улучшить дренаж и предотвратить затопление и стоячую воду.

Проект по стабилизации склона вдоль железнодорожной линии в Лонгмидоу, штат Массачусетс, включал работы по улучшению качества движения и предусматривал необходимое техническое обслуживание системы связи и сигнализации для HL.

Расписание поездов HL доступно здесь. Обратите внимание, что из-за логистических ограничений с составами поездов Amtrak, поезда Amtrak 451 и 141 будут заменены экспрессами и местными заменяющими автобусами в понедельник, 12 сентября, между Спрингфилдом, Массачусетс, и Нью-Хейвеном, Коннектикут. Железнодорожная станция заменена автобусом. время отправления может быть раньше или позже запланированного времени отправления поезда.

В автобусах-заменителях будут действовать тарифы на поезда.

Пассажирам рекомендуется посетить сайт HartfordLine.com или Amtrak.com для получения последней информации об услугах. Пассажиры также могут подписаться на уведомления об обслуживании, которые будут отправляться непосредственно на их телефон или электронную почту на странице HartfordLine.com/service-alerts.

Требование носить маску в общественном транспорте было отменено и больше не будет применяться на линиях Hartford Line, Shore Line East и New Haven Line в Коннектикуте. В соответствии с текущими рекомендациями CDC настоятельно рекомендуется носить маску. Клиенты, которые чувствуют себя плохо, не должны пользоваться общественным транспортом.

для СМИ запросов:
Офис связи
860-594-3062
ctdotmedia@ct. gov

Twitter: @ctdotofficial
Facebook: Департамент транспорта Коннектикут

. Профили для ливневой канализации – Learn Stormwater Studio

Сколько раз вы рассчитывали класс энергоэффективности для системы ливневой канализации… вручную? Это то, о чем я думал. Я работаю в этом бизнесе уже более 30 лет и могу пересчитать по пальцам одной руки, сколько раз я это делал. Вы можете это сделать, но зачем? У нас есть настольные ПК на наших рабочих столах. Но на всякий случай, если вы из группы «Вот что я подумал» или вы полагались на электронную таблицу для этого, тогда пожалуйста прочитайте эту статью. Его цель:

1. Обучить вас, чтобы вы знали, о чем говорите, и рецензенты знали это.
2. Обучите рецензента, чтобы рецензенты знали, что вы знаете, о чем говорите.
3. Расширение возможностей. Знания – сила в области моделирования ливневых стоков.

Когда вы закончите читать это, вы опередите своих сверстников, лучше разбираясь в гидравлике ливневой канализации. Вы сможете узнать, правильно ли спроектирована ливневая канализация, просто взглянув на гидравлические профили.

Течет ли поток по этой трубе выше, ниже или ниже пропускной способности?

Мы начнем с обзора гидромеханики (извините, это обязательное условие) и закончим изучением правильного расчета профилей поверхности воды (HGL и EGL) для ливневой канализации. Не волнуйтесь, мы не собираемся делать это вручную. Но вы поймете это так, как если бы делали это своими руками. Приступим…

Три вещи, которые имеют значение

У меня есть совет для всех, кто работает в области гражданского строительства, особенно для тех, кто занимается застройкой или заканчивает колледж со степенью бакалавра. Если вы помните только три вещи из своего курса «Механика жидкости», пусть это будут они. Без них в вашем наборе инструментов для проектирования дренажа вы будете хромать.

1. Уравнение непрерывности

Где:

Q = расход (cfs)
V = скорость (фут/с)
A = площадь поперечного сечения потока (кв. фут)

никогда не подведет тебя. Вы найдете его наиболее удобным при проектировании или анализе ливневых коллекторов или открытых каналов. В первые годы моей работы в программном бизнесе редко проходил день без звонка в службу технической поддержки по поводу скорости в ливневой канализационной трубе. И, конечно же, мой стандартный ответ включал еще одно введение в уравнение непрерывности.

Скорость = Q/Площадь

Независимо от того, скорость всегда, всегда равна расходу, деленному на площадь поперечного сечения. Не полагайтесь на уравнение Мэннинга. Убери это. Если вы ищете скорость, смотрите не дальше фактической площади поперечного сечения трубы. Разделите Q на это и альт… правильная скорость гарантирована.

Как вы узнаете ниже, площадь поперечного сечения редко соответствует тому, что говорит ваш калькулятор Мэннинга. Чтобы знать Район, нужно знать гидравлическую линию уровня (HGL). Продолжайте читать…

2. Уравнение энергии

Это дедушка всех уравнений H&H. Вы можете так много сделать с уравнением энергии, что это ошеломляет. Объяснить его полностью выходит за рамки данного урока. Но пока давайте придерживаться H&H для инженеров-строителей. Уравнения отверстия, уравнения плотины, уравнение Бернулли и т. д. — все они выводятся из уравнения энергии.

И эта энергия состоит из двух частей: потенциальной и кинетической. В нашем мире потенциальная энергия равна высоте подъема (HGL) в футах (Y), а кинетическая энергия равна V 9.0095 2 /2g, он же Velocity Head. Красиво и просто.

Полная энергия, которую мы называем EGL, представляет собой сумму HGL и скорости напора.

3. Уравнение Мэннинга

Я знаю, я только что сказал тебе убрать эту штуку. Вы можете получить его обратно сейчас.

Каждый инженер-строитель видел это уравнение раз или два, и оно не нуждается в особом представлении, но требует объяснения. Удивительно, но в моем 650-страничном учебнике по гидромеханике его описанию посвящена всего полстраницы. Он был назван в честь ирландца Роберта Мэннинга, который никогда не посещал занятия по гидромеханике. Он не получил никакого образования или формальной подготовки в области гидромеханики или инженерии. У него было бухгалтерское образование.

Уравнение Мэннинга используется главным образом для определения потерь энергии из-за трения, подразумеваемых членом n, коэффициентом шероховатости. Термин А представляет собой фактическую площадь поперечного сечения потока. R представляет собой гидравлический радиус, который равен A, деленному на смоченный периметр этого A. Уравнение надежно до 6-процентного уклона. Это достаточно просто.

Что озадачивает многих инженеров, так это термин S. S — наклон. Но это не уклон русла или изгиб трубы. Всегда помните об этом… Это наклон линии энергетического класса (EGL). Период.

Выберите любые две точки, например, вдоль трубы или открытого канала. Сложите кинетическую энергию и потенциальную энергию (Y) в каждой точке. Эта сумма представляет собой полную энергию в этой точке или EGL. S — наклон линии между этими двумя точками. Разница между двумя EGL представляет собой потерю энергии из-за трения, HL. Для проектировщиков ливневой канализации разумно установить уклон трубы равным S. Таким образом, EGL проходит параллельно верхней части трубы. Возможно, но не всегда практично.

Уравнение Мэннинга определяет HL. Обратите внимание, что наклон Invert отличается от наклона EGL.

Понимание полной пропускной способности

Это один из самых неправильно понимаемых терминов в гидравлике ливневой канализации. Итак, давайте установим это прямо. Полная пропускная способность — это просто расход (Q), вычисленный по уравнению Мэннинга, при котором наклон S равен наклону обратной стороны трубы и площади поперечного сечения на полной глубине. Это не означает, что трубка не может передавать больше или меньше. Трубы могут проходить Q выше, чем «полная пропускная способность». Как показано на рисунке выше, по этой трубе проходит более высокий поток. Контрольным признаком является то, что наклон EGL больше обратного наклона. Опять же, S в уравнении Мэннинга — это наклон EGL.

Расчет профиля поверхности воды

Теперь, когда мы прошли базовую гидромеханику, пришло время применить эти знания для расчета профилей поверхности воды в типичной ливневой канализации. Нам нужно знать, не срывают ли наши системы крышки люков или пробивают входные отверстия, верно?

Ниже представлен профиль существующей трехлинейной ливневой канализации. Он уже спроектирован, установлены скорости потока и т. д., но для более сильного шторма требуется профиль водной поверхности. Мы будем использовать так называемый метод стандартных шагов.

Мы собираемся рассчитать профиль водной поверхности для этой системы.

По сути, процесс включает 4 шага в указанном порядке, начиная с нисходящего конца и работая вверх по течению, построчно. («Линия» — это отрезок трубы с соединением на ее переднем конце.)

1. Задайте начальную высоту энергии (EGL Dn).
2. Расчет энергетического профиля трубы (EGL Up).
3. Рассчитайте потери напора на стыке вверх по течению.
4. Добавьте потерю напора из шага 3 к EGL Up из шага 2. (Это становится начальной энергией (EGL Dn) для следующей восходящей линии.)

Повторяйте шаги 1–4 для каждой строки, пока не дойдете до конца. Звучит довольно просто. Давайте пройдемся по этим шагам один за другим.

Шаг 1 – Установите начальный EGL

Для начальной линии этот шаг довольно прост. Большую часть времени известна поверхность воды ниже по течению, HGL, обычно называемая нижним бьефом (Tw). Стартовый EGL — это просто HGL + Velocity Head (V ² /2g). Здесь вы разбиваете свое уравнение непрерывности, Q = VA, и вычисляете V на основе площади поперечного сечения A потока в трубе.

Если Tw неизвестно, можно с уверенностью предположить одно из следующих:

1. Нормальная глубина — это глубина, определяемая уравнением Мэннинга, где S и наклон обратной считаются равными. Уравнение Мэннинга можно представить в виде: Qn / 1,49S ^1/2 = AR ^2/3 , где левая часть уравнения представляет собой константу, которую можно вычислить по заданным значениям Q, n и S. На крутых склонах нормальная глубина может быть меньше критической. В этих случаях вместо этого используйте Критическая глубина.
2. Критическая глубина — на этой глубине Энергия (EGL) для вашего конкретного Q минимальна. Другими словами, для всех возможных комбинаций глубины и результирующего скоростного напора это представляет наименьший EGL. Вода не предпочитает находиться на такой глубине, так как она нестабильна и имеет тенденцию быстро перемещаться на большую или меньшую глубину. По этой причине критическая глубина в качестве начального Tw — не лучший выбор.
3. Полная глубина – Предположим, что глубина находится на вершине или вершине трубы. Всегда безопасный и консервативный выбор.

Выше показан начальный EGL в устье, основанный на известной высоте Tw. Для остальных труб определить не так просто. Мы вернемся к этому шагу позже… в конце шага 3.

Шаг 2. Расчет ЭГН для трубы

Здесь мы используем уравнение энергии, но с изюминкой. Мы собираемся добавить потерю головы (HL). То есть потери энергии из-за трения о стенки трубы. Из-за этого мы используем уникальную форму уравнения энергии, полученную из Бернулли, которая включает уравнение Мэннинга.

Где все термины слева от знака равенства относятся к восходящему концу (EGL Up), а справа относятся к нисходящему концу (EGL Dn). HL дается нам Мэннингом как наклон EGL (S) x длина трубы (L), где:

Мы уже знаем EGL Dn из шага 1. Теперь цель состоит в том, чтобы найти EGL Up, используя наше новое уравнение энергии. Здесь он в полной форме с S x L вместо HL.

Где:

n = коэффициент шероховатости Мэннинга n
A = площадь поперечного сечения потока 92/2г. Отсюда и EGL Up. Сравните с EGL Dn + HL. Если они не совпадают в пределах желаемого допуска, например, 0,01 фута, предположение было неверным. Повторите с новым предполагаемым значением Y.

Когда глубина потока меньше полной, используйте среднее значение S (наклон EGL), вычислив его для входного и нижнего концов и усреднив его, Sa = (S1 + S2)/2 .

Ваш ключевой вывод здесь заключается в том, что все дело в EGL, а не в HGL, и знать, что правильный профиль поверхности воды в трубе требует решения уравнения энергии Бернулли.

Должен быть баланс энергии между двумя концами трубы. EGL в точке 1 должен равняться EGL в точке 2 плюс HL из уравнения Мэннинга. Если наклон EGL больше обратного наклона, это говорит о том, что Q больше, чем «Пропускная способность при полном потоке». Если наклон EGL меньше, вы будете знать, что Q ниже допустимой. В последнем случае вам следует подумать об уменьшении размера трубы, если это новая конструкция.

Шаг 3. Расчет потерь в соединении

Расчет потерь напора в соединении выше по течению может быть более сложным, чем расчет потерь в трубе. Современный анализ предполагает рассмотрение множества компонентов потоков внутри конструкции. Они подробно описаны в HEC-22 и AASHTO и выходят за рамки данной статьи. Эти потери обычно являются функцией скорости. К ним относятся пошаговые вычисления в направлении вверх по течению:

1. Потери на входе – Определяет начальный уровень энергии на основе уравнений управления на входе (водослив и отверстие) или на выходе (частичный и полный поток).

2. Дополнительные потери – вносят коррективы в потери на входе и основаны на уступах (форма нижней части конструкции), углах входящих линий и падающих потоках (потоки, выпадающие из впускных отверстий и входящих труб, расположенных выше коронка отходящей трубы).

Эти корректировки могут быть положительными или отрицательными. Например, бенчмаркинг имеет тенденцию уменьшать потери энергии, и в этом случае вы можете увидеть уменьшение линии EGL на пересечении. Во всех случаях скорректированный уровень энергии не может быть ниже начального уровня энергии, рассчитанного на шаге 1. Извините!

3. Потери на выходе – Потери на выходе рассчитываются для каждой входной трубы и добавляются к скорректированному EGL на шаге 2. Этот вновь рассчитанный уровень энергии используется в качестве начальной энергии (EGL) для входной линии (линий). .

Вместо ручного подсчета потерь здесь более важно представить, что входит в определение потерь на стыках. Помните, что эти потери являются «энергетическими» потерями, а не прямыми изменениями поверхности воды (HGL).

Как вы видите на перекрестке выше, EGL увеличивается по всей конструкции по мере движения вверх по течению. На самом деле их два. Первый удар, с которым вы столкнетесь, связан с потерями на входе и дополнительными потерями (корректировками). Второй подъем — это потеря на выходе, которая, наконец, приводит вас к EGL в верхнем конце перекрестка.

Шаг 4. Установка EGL Dn для входящей линии

Только что вычисленный EGL становится начальным EGL для входящих линий. Все они будут использовать этот один EGL. Именно из этого EGL определяется HGL входящей трубы. А не наоборот! Вы можете наткнуться на некоторую онлайн-литературу, в которой описывается иное. Не поддавайтесь на это. Потому что, если вы это сделаете, вы, скорее всего, увидите падение EGL вверх по течению. Отрицательная потеря энергии наверняка вызовет недоумение у критического рецензента.

HGL является компонентом EGL. Помните, что полная энергия равна потенциальному напору плюс кинетический напор в любой заданной точке. HGL — это EGL минус скоростная головка.

Возвращаясь к изображению выше, вы замечаете, что EGL идет немного по другому пути вверх по течению, чем HGL. Взглянув на это, вы можете легко определить, что восходящая труба имеет более высокую скорость, чем исходящая труба. Это верно, потому что он имеет меньшую площадь поперечного сечения. Входная труба 15 дюймов. Исходящий — 18-дюймовый.

Резюме

Вот и все. Базовые навыки и знания о том, как рассчитать профиль зеркала воды для ливневой канализации. Это просто повторение 4-этапного процесса, который начинается на нисходящем конце вашей системы и движется к восходящему концу. Уравнение энергии Бернулли используется для расчета EGL в трубе, а отдельная процедура используется для расчета потерь в соединении.

Весь процесс регулируется линией энергетического уровня (EGL), а не поверхностью воды. Поверхность воды (HGL) является побочным продуктом EGL, т. е. EGL за вычетом скоростного напора.

Когда уравнение энергии не работает

Существуют исключения или особые случаи, когда описанная выше процедура вычисления EGL в трубе не работает. Будут времена, когда уравнение энергии не сможет сбалансироваться, независимо от того, сколько испытаний или итераций вы выполните. Это происходит с трубами с крутым уклоном, и глубина ниже по течению является докритической, а фактическая глубина потока вверх по течению является сверхкритической, как показано ниже. Другими словами, HL настолько велико, что уравнение Мэннинга не может все это учесть.

В этом случае HGL не может быть найден нашим традиционным решением, поэтому мы должны принять критическую глубину вверх по течению и возобновить нашу обычную процедуру. (Обратите внимание, что в соответствии с HEC-22 потери в соединении игнорируются, когда достигается критическая глубина. )

Мы не можем перепрыгнуть пространство, разделяющее A и A’. Мы должны пройти через точку B.

Для пояснения рассмотрим эту кривую зависимости энергии от Y, где Y — глубина потока в трубе, а Yc — критическая глубина. E представляет наш EGL. Точка A — это наша глубина вниз по течению, а точка A’ — это глубина вверх по течению, до которой мы пытаемся добраться, как в приведенном выше примере профиля.

Наша глубина потока  должна следовать вдоль кривой E vs. Y. Мы не можем перепрыгнуть пространство, разделяющее А и А’. Мы должны пройти через точку B. Но всякий раз, когда поверхность воды проходит через критическую глубину, уравнение энергии неприменимо. Он применим только к ситуациям с постепенно меняющимся потоком, а это быстро изменяющееся состояние потока. Таким образом, мы можем рассчитать EGL только в верхней части критической глубины или в нижней части. Но не то и другое одновременно. Их нужно выполнять отдельно.

Чтобы решить эту проблему, мы предполагаем критическую глубину на верхнем конце. Это касается профиля Subcritical выше Yc. Далее мы выполняем точную процедуру, как в шаге 2, но в обратном порядке. Расчеты продвигаются от восходящего потока к нисходящему, потому что наша известная Tw теперь находится на верхнем конце, критической глубине. Этот профиль находится ниже линии Yc и называется профилем сверхкритического .

Оставаясь по обе стороны от Yc, мы не нарушаем правило «постепенного изменения» потока. Но теперь у нас два профиля! Который правильный?

У нас действительно есть конфликт между восходящим и нисходящим элементами управления, оба из которых влияют на один и тот же канал.

Регулятор выше по потоку вызывает сверхкритический поток, тогда как регулятор ниже по потоку определяет докритический поток. Этот конфликт может быть разрешен только в том случае, если есть какие-то средства для перехода потока от одного режима к другому.

Знакомство с гидравлическим прыжком

Как вы уже узнали, уравнение Мэннинга может учитывать потери энергии из-за трения в трубах, то есть значение n. Но он не может учитывать потери, возникающие при переходе между режимами течения. Экспериментальные данные показывают, что есть способ пройти через этот переход с помощью явления, известного как гидравлический прыжок. Думайте о гидравлических прыжках как о звуковых ударах, когда реактивный самолет преодолевает звуковой барьер. Процесс, часто сопровождающийся сильной турбулентностью и большими потерями энергии. Как только мы пройдем через это, все вернется на круги своя.

Задача состоит в том, чтобы смоделировать эту большую потерю энергии. Поскольку уравнение Мэннинга сошло со сцены, нам нужно использовать другую концепцию объединения этих двух профилей… Импульс .

Ниже по течению и выше по течению
Принцип импульса идеально подходит для определения глубины и местоположения гидравлических прыжков. Думайте об этом как о соревновании между парнями вверх по течению и парнями вниз по течению. Каждая команда пытается вытолкнуть другую из трубы. Конкурс обычно заканчивается ничьей, где-то посередине.

Процедура вычисляет импульс (М) в определенных точках трубы, скажем, через каждые 5 футов. Один для докритического профиля (M1) и один для сверхкритического профиля (M2). Оба в одних и тех же местах охвата. По мере продвижения вниз по трубе эти импульсы сравниваются друг с другом. При М1 > = М2 установлено, что в этой точке должен произойти гидравлический скачок.

Импульс M1 докритического профиля должен быть больше или равен импульсу M2 сверхкритического профиля.

Где:

Q = расход
A = площадь поперечного сечения потока
Y = расстояние по вертикали от поверхности воды до центра тяжести A

Место скачка где-то по длине трубы, когда M1 = M2 .

Если M2 продолжает превышать M1, то сила, направленная вверх по течению, больше, чем сила, направленная вниз, и прыжок просто проходит через всю трубу.

Нет гидравлического прыжка. Побеждают те, кто выше по течению.

Узнайте больше о полном наборе программного обеспечения Hydrology Studio для проектирования ливневых стоков.