Виды наружных водопроводных сетей и оборудование для систем водоснабжения. Как выполняется монтаж наружных сетей водоснабжения Каким требованиям должна удовлетворять наружная водопроводная сеть

Водоводы

Водоводы предназначены только для транспортировки воды, потребители воды к ним не присоединяются. По водоводам первого подъема вода транспортируется от водозабора до водоочистного комплекса, по водоводам второго подъема питьевая вода транспортируется от водоочистного комплекса до водопроводной сети города. Для повышения надежности водоснабжения водоводы прокладывают в две и более нитки параллельно друг другу.

Для водоводов предусматриваются санитарно-защитные полосы .

Ширина санитарно-защитной полосы водоводов, проходящих по незастроенной территории, принимается от крайних водоводов:

при прокладке в сухих грунтах – не менее 10 м при диаметре до 1000 мм и не менее 20 м при больших диаметрах; в мокрых грунтах – не менее 50 м независимо от диаметра.

При прокладке водоводов по застроенной территории ширину полосы по согласованию с органами санитарно-эпидемиологического надзора допускается уменьшать.

Наружная водопроводная сеть города предназначена как для транспортирования воды, так и для её распределения по потребителям. Водопроводная сеть является наиболее затратным элементом системы водоснабжения, на её долю приходится более половины общих затрат на устройство водопровода города. Эффективность работы водопроводной сети определяется надежностью и бесперебойностью ее работы, степенью обеспеченности расчетных расходов и свободных напоров у потребителей, затратами энергии на транспортировку воды и сохранением её качества в процессе транспортировки.

По конфигурации в плане водопроводные сети делятся на разветвленные (тупиковые), кольцевые, и комбинированные.

Тупиковые сети, рис. 9, прокладываются к потребителям по кратчайшему расстоянию и требуют минимальных, по сравнению с кольцевыми и комбинированными сетями, затрат на устройство сетей. Принципиальным недостатком тупиковых сетей является низкая надежность водоснабжения, обусловленная тем, что при аварии на каком-либо участке трубопроводной системы прекращается подача воды всем потребителям, расположенным за местом аварии по ходу движения воды.

Рисунок 9. Тупиковые водопроводные сети

4 – кварталы застройки.

Кольцевые сети, рис. 10, выгодно отличаются от тупиковых большей надежностью водоснабжения, так как в них предусмотрена возможность подачи воды потребителям в обход аварийного участка, однако достигается это за счет увеличения общей протяженности водопроводных сетей их удорожания.

Рисунок 10. Кольцевые водопроводные сети

1 – водоводы; 2 – магистральные водопроводы; 3 – распределительные трубопроводы;

4 – кварталы.

Комбинированные сети, рис. 11, представляют собой сочетание кольцевых и тупиковых сетей в составе единой системы водоснабжения поселения.

Рисунок 11. Комбинированные водопроводные сети

1 – водоводы; 2 – магистральные водопроводы; 3 – распределительные трубопроводы;

4 – кварталы.

При выборе конфигурации водопроводных сетей необходимо учитывать, что они должны быть кольцевыми. Тупиковые линии водопроводов хозяйственно-питьевого назначения допускается применять только при диаметре труб не свыше 100 мм или при длине линий не более 200 м.

В водопроводной сети выделяют магистральные и распределительные линии.

Направление магистральных линий совпадает с общим направлением подачи воды. Их рекомендуется прокладывать по возвышенным участкам рельефа, так как при этом уменьшается гидростатический напор в трубопроводах. Диаметры магистральных линий определяются расчетом, основу которого составляют данные по максимальному водоразбору и рекомендуемым скоростям движения воды. Принимая во внимание зависимость

а также то, что потери напора жидкости при ее движении по трубе пропорциональны квадрату скорости, можно заключить, что при неизменности объемного расхода и уменьшении диаметра трубы, увеличивается скорость движения воды, а, следовательно, и потери напора. Это приводит к необходимости увеличения напора, создаваемого насосом, и, как следствие, к увеличению потребления электроэнергии насосом. Таким образом, сокращение затрат на устройство сети при уменьшении диаметров трубопроводов вызывает увеличение эксплуатационных расходов вследствие увеличенного потребления электроэнергии насосами второго подъема. Оптимальным вариантом выбора диаметров водопроводов считается такой, при котором значения скоростей движения воды в трубах находятся в пределах от 0,5 до 2 м/с, при этом, меньшие значения скоростей принимаются для труб диаметром от 100 до 300 мм, а большие – для диаметров более 600 мм.

Диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным, должен быть не менее 100 мм, в сельских населенных пунктах - не менее 75 мм.

Трассировка распределительных линий и затраты на их устройство во многом определяются градостроительным решением поселения. При ширине улиц в пределах красных линий 22 м и более рекомендуется прокладка сетей водопровода по обеим сторонам улиц.

Прокладка трубопроводов выполняется подземной для предотвращения замерзания воды зимой и нагревания летом. Минимальная глубина заложения труб, считая до низа, принимается на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры, и составляет примерно 1,0-1,5 м для южных районов России, 2,0-3,0 м для средней полосы и 3,0-3,5 м для северных районов. Минимальное расстояние от верха трубы до поверхности земли определяется из условий предотвращения нагревания воды летом, а также защиты от внешних нагрузок и составляет 0,5 м.

При теплотехническом и технико-экономическом обосновании допускаются наземная и надземная прокладки, прокладка в туннелях, а также прокладка водопроводных линий в туннелях совместно с другими подземными коммуникациями.

При определении трассировки и глубины заложения водопроводных сетей при подземной прокладке необходимо учитывать условия их пересечения с другими подземными сооружениями и коммуникациями.

С целью предохранения линий водопровода от внешних воздействий, а также для предотвращения негативного влияния аварий и протечек на водопроводных сетях, СНиП ограничивают минимальные расстояния от наружной поверхности водопроводных труб до зданий, сооружений и других наружных инженерных сетей.

Водопроводные трубы.

Водопроводные трубы должны отвечать ряду требований, главные из которых:

Безопасность в санитарном отношении;

Достаточная прочность, обеспечивающая сохранность трубопроводов при воздействии на них давления воды, грунта и транспортных нагрузок;

Долговечность и устойчивость к агрессивному воздействию грунта и грунтовых вод;

Гладкость внутренней поверхности труб, обеспечивающая их низкое гидравлическое сопротивление;

Герметичность труб и их соединений;

Умеренная стоимость.

Для водопроводных сетей целесообразно применять неметаллические трубы (железобетонные, асбестоцементные, пластмассовые и др.). В последнее время широкое распространение получили пластмассовые трубы, выгодно отличающиеся прочностью, долговечностью, низким гидравлическим сопротивлением и хорошими теплотехническими характеристиками. К достоинствам пластмассовых труб можно отнести также индустриальность и высокую степень механизации работ по их прокладке.

Чугунные трубы применяются при обосновании для сетей в пределах населенных пунктов и территорий промышленных, сельскохозяйственных предприятий.

Применение стальных труб допускается:

На участках с расчетным внутренним давлением более 1,5 МПа (15 атм .);

Для переходов под железными и автомобильными дорогами, через водные преграды и овраги;

В местах пересечения хозяйственно-питьевого водопровода с сетями канализации;

При прокладке трубопроводов по автодорожным и городским мостам, по опорам эстакад и в туннелях.

Трубопроводная арматура.

Для обеспечения эксплуатационной надежности водопроводных сетей на них предусматривают установку запорной, регулирующей и предохранительной трубопроводной арматуры:

Задвижек, шаровых кранов и другой запорной арматуры для отключения отдельных участков сети;

Клапанов для впуска и выпуска воздуха при опорожнении и заполнении трубопроводов;

Вантузов для выпуска воздуха в процессе работы трубопроводов;

Выпусков для сброса воды при опорожнении трубопроводов;

Обратных клапанов для предотвращения обратного движения воды;

Пожарных гидрантов.

При выборе местоположения водопроводной арматуры необходимо учитывать следующее.

Пожарные гидранты размещают вдоль автомобильных дорог на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части, но не ближе 5 м от стен зданий. Эти ограничения связаны с условиями забора воды пожарными машинами и предотвращением замачивания оснований зданий. Расстояние между гидрантами определяется расчетом и составляет ориентировочно 100 - 150 м.

Запорную арматуру устанавливают для обеспечения возможности отключения отдельных участков сети для проведения ремонтных работ и размещают ее на сети таким образом, чтобы при ремонте любого участка сети не прекращалось водоснабжение объектов, не допускающих перерывов в водоснабжении, и не отключалось более 5 гидрантов. Конструкция запорной арматуры должна обеспечивать плавность уменьшения расхода воды или полного прекращения ее движения. Это необходимо для предотвращения возникновения гидравлических ударов, сопровождающих резкое уменьшение скорости движения воды в трубопроводах.

Вантузы для выпуска воздуха устанавливают на возвышенных участках сети.

Обратные клапаны , предотвращающие обратное течение воды, устанавливают на тупиковых участках сети, на которых возможно обратное течение воды при отключении насосов, подающих воду в водопроводную сеть.

При подземной прокладке водопроводов трубопроводная арматура устанавливается в колодцах. При размещении колодцев на проезжей части крышки люков должны быть на одном уровне с поверхностью дорожного покрытия.

Зонирование водопроводной сети.

Важнейшей задачей проектирования водопроводной сети является обеспечение требуемого напора воды у потребителей, при этом, исходя из условий сохранности внутреннего водопровода, напор в водопроводной сети не должен превышать максимально допустимую величину, равную 60 м. В ряде случаев, например при сильно выраженном рельефе, выполнить это невозможно, поэтому устраиваются отдельные зоны водопроводной сети , отличающиеся друг от друга величиной напора воды в трубопроводах. Зонирование водопроводной сети возможно двумя способами.

Последовательное зонирование применяется при сильно выраженном рельефе застройки, рис. 12.

Рисунок 12. Схема последовательного зонирования. 1,2 – ниже и выше расположенные районы застройки; 3 – резервуар; 4 – насосная станция.

При последовательном зонировании напор в водопроводной сети, обслуживающей выше расположенную часть застройки, превышает напор в сети нижерасположенной части на величину напора, создаваемого насосом.

Параллельное зонирование применяется при наличии на территории поселения удаленных районов застройки, рис. 13.

Рисунок 13. Схема параллельного зонирования

1 – резервуар питьевой воды; 2 – насосная станция; 3 – район застройки, расположенный вблизи насосной станции; 4 –район застройки, удаленный от насосной станции.

При параллельном зонировании, воду в близко расположенный к насосной станции район застройки и удаленный от нее район подают разные насосы, входящие в состав насосной станции. При этом насосы, обслуживающие удаленный район, создают больший напор, необходимый для компенсации потерь напора в протяженных водоводах, подающих воду в удаленный район.

Как правило, зонирование сети удорожает водопроводную сеть за счет строительства дополнительных резервуаров и насосных станций, поэтому оно рассматривается как вынужденная мера, необходимая для обеспечения требуемых напоров на всех участках водопроводной сети.

Влияние планировочных решений поселений на технико-экономические характеристики водопроводных сетей.

Планировочные решения поселений оказывают существенное влияние на стоимостные характеристики водопроводных сетей. К увеличению протяженности сети, и, следовательно, к увеличению ее стоимости приводит:

Низкая плотность застройки и, как следствие, увеличение площади застройки поселения;

Территориальная разобщенность поселения (наличие отдаленных массивов застройки, поселков и др.);

Большое количество широких, более 22 м улиц, по каждой стороне которых необходимо прокладывать распределительные водопроводные сети;

Удаленность насосной станции второго подъема от городской застройки.

ЛЕКЦИЯ 6

Рис. 1. Схемы водопроводных сетей:
А - тупиковая;
Б - кольцевая;
В - комбинированная

Магистральные линии предназначены для транспортирования транзитной воды в пределах объекта водоснабжения.
Распределительные линии прокладываются в необходимых точках при транспортировании воды от магистралей к потребителю. Если водопроводная сеть питает один дом, то функции магистральных и распределительных линий совмещаются в одной нитке.

Схемы водопроводных сетей бывают тупиковые, кольцевые и комбинированные (рис. 1).

Тупиковая схема сетки состоит из магистральной линии и ответвлений, которые отходят в виде тупиковых участков. В тупиковой сети вода движется в одном направлении - до конца ответвления. Тупиковая схема - кратчайшая по длине, но менее надежная относительно бесперебойной подачи воды.

Во время аварии на одном участке магистрали все участки, которые расположены за ним, не будут обеспечены водоснабжением.

Кольцевая схема не имеет тупиковых участков и все ее ответвления соединены между собой и замкнуты.

Комбинированная схема состоит из закольцованных и тупиковых линий.

Кольцевая и комбинированная схемы сетей водоснабжения более надежные в эксплуатации. В закольцованной сети вода не застаивается, а постоянно циркулирует. Аварийные участки выключают без прекращения подачи воды другим потребителям.

Трассу водопроводных сетей увязывают с вертикальной и горизонтальной планировкой местности и с учетом других подземных инженерных сетей. Водопроводные сети на проездах, как правило, укладывают прямолинейно и параллельно линия застройки, строго по трассе.

Пересечения трубопроводов нужно выполнять под прямым углом между собой и к оси проездов. Размещение водопроводных линий по отношению к другим подземным коммуникациям должно обеспечить возможность монтажа сетей и не допускать подмывов фундаментов в случае повреждения водопровода.

Расстояние в плане от водопроводных сетей до параллельно расположенных зданий и сооружений нужно определять в зависимости от конструкций фундаментов зданий, глубины их заложения, диаметра и характеристики сетей, напора воды в них и т.п.

Наружная водопроводная сеть является одной из основных частей каждого водопровода. Стоимость водопроводной сети населенных мест составляет около 50-70% стоимости всего водопровода, поэтому ее трассировке, конструированию и сооружению должно уделяться большое внимание.

Советские ученые А. А. Сурин, Н. Н. Гениев, Л. Ф. Мошнин, В. П. Сироткин, М. М. Андрияшев, В. Г. Лобачев, Н. Н. Абрамов, М. В. Кирсанов, Ф. А. Шевелев и другие провели большую работу по развитию теории расчета, созданию методов и приемов расчета водопроводных сетей, улучшению их работы и снижению стоимости.

Благодаря высокому развитию теории расчета были созданы условия для эффективного использования тех возможностей, которые дают современные средства вычислительной техники. В настоящее время для расчета многокольцевых сетей применяют электронные цифровые вычислительные машины - ЭЦВМ.

Водопроводные сети разделяются на магистральные линии и распределительные.

Магистральные линии служат для транспортирования транзитных масс воды; распределительные линии - для транспортирования воды из магистралей к отдельным зданиям, в которых потребители получают воду непосредственно из наружных распределительных линий.

Магистральные и распределительные линии должны иметь достаточную пропускную способность и обеспечивать необходимый напор воды в местах потребления.

Требуемая пропускная способность и напоры обеспечиваются правильным подбором диаметров труб при проектировании.

Надежность работы водопроводных сетей обеспечивается доброкачественностью материала труб и арматуры, а также укладки и монтажа.

Наименьшая стоимость водопроводных сетей получается при прокладке их по кратчайшим путям от источников воды до мест потребления.

По очертанию в плане водопроводные сети бывают тупиковые, кольцевые.

Тупиковая сеть, схема которой показана на рис. 33 ,а, короче кольцевой (рис. 33 , б), но не может гарантировать бесперебойной

Рис. 33. Водопроводная сеть:

а -разветвленная; б - кольцевая; НС - насосная станция; "ВБ - водонапорная башня подачи воды, потому что в момент ликвидации аварии на одном участке магистрали все последующие за ним участки вместе с ответвлениями не будут снабжаться водой.

Рис. 34. Расположение трубопроводов на городской магистрали большой ширины

Кольцевые сети более надежны в эксплуатации, так как в случае аварии на одной из линий при ее выключении потребители будут снабжаться водой по другой линии.

Водопроводные сети, являющиеся противопожарными, должны быть кольцевыми. Как исключение, допускают тупиковые линии длиной не более 200 м, когда приняты меры против замерзания этих линий.

Расстояние водопроводных сетей до зданий, сооружений, дорог, а также других сетей следует назначать в зависимости от конструкций фундаментов зданий, типа дорог, глубины заложения, диаметра и характера сетей, напора в них и размеров колодцев.

Примерное расположение водопроводных и других труб на улице большого города показано на рис. 34.

Водопроводом называют комплекс инженерных сооружений и оборудования, предназначенных для забора воды из природных источников и подачи ее к местам потребления, а также в случае надобности очистки и хранения ее.

Обычно водопроводы состоят из следующих сооружений:

1) водоприемных для забора воды из природных источников;

2) насосных станций для подъема воды;

3) сооружений для очистки воды;

4) водоводов и водопроводных сетей для подачи воды потребителям;

5) водонапорных башен и напорных резервуаров для поддержания напоров и регулирования расхода воды;

6) резервуаров для хранения воды.

Взаимное расположение отдельных водопроводных сооружений при необходимости подъема, хранения и очистки воды показано на рис. 1. Здесь приведена общая схема водоснабжения города из поверхностного источника (реки) с устройством очистных сооружений.

Вода при помощи водоприемника 1 забирается из реки и по самотечным трубам 2 поступает в береговой колодец 3, а из него насосами первого подъема 4 подается в отстойники 5 и далее на фильтры 6 для очистки и обеззараживания.

Из очистной станции очищенная вода поступает в запасные резервуары чистой воды 7, из которых она насосами второго подъема 8 подается по водоводам 9 в напорно-регулирующее сооружение 10 (надземный или подземный резервуар, размещенный на естественном возвышении, - водонапорную башню или пневматическую установку), а также в магистральные трубы 11 водопроводной сети города, по которым вода транспортируется в различные районы города и по сети распределительных труб 12 и домовым вводам 13- к отдельным потребителям 14.

По назначению водопроводы подразделяют на следующие:

хозяйственно-питьевые - для удовлетворения питьевых и хозяйственных нужд населения;

производственные - для снабжения промышленных предприятий водой;

противопожарные - подающие воду для тушения пожара;

объединенные - предназначенные для одновременного удовлетворения различных нужд, при этом в ряде случаев хозяйственно-питьевые водопроводы могут совмещаться с противопожарными или производственными. Таковы хозяйственно-противопожарная, производственно-противопожарная и другие системы.

По способу подачи воды различают напорные и самотечные водопроводы.

Напорными водопроводами называют такие, в которых вода из источника н потребителю подается насосами; самотечными - в которых вода из высоко расположенного источника к потребителю поступает самотеком. Такие водопроводы иногда устраивают в горных районах страны.

В зависимости от качества воды в источнике и требований, предъявляемых к воде потребителями, водопроводы строят с сооружениями для очистки и обработки воды и без них, К первым относят хозяйственно-питьевые водопроводы, получающие воду из поверхностных источников - рек, озер, водохранилищ. К водопроводам без очистных сооружений относят хозяйственно-питьевые, питающиеся водой из артезианских скважин. Для технологических нужд промышленных предприятий вода из поверхностных источников часто бывает пригодна без очистки.

По способу использования воды промышленными предприятиями производственные водопроводы устраивают прямоточные, оборотные или с последовательным использованием воды.

В случае прямоточного водоснабжения вода, использованная в производстве, сбрасывается в водоем без очистки, если она не загрязнена, или после очистки при загрязнении (от газоочистки, прокатных станов, разливки чугуна и пр.).

При оборотном водоснабжении воду, нагретую в производстве, не сбрасывают в водоем, а вновь подают на производство после охлаждения ее в прудах, на градирнях или брызгальных бассейнах. Для пополнения потерь воды (в охладительных сооружениях, при утечке и др.) в оборотный цикл добавляют свежую воду из источника.

Схема с поворотным использованием воды дана на рис. 2,6. Насосами 1 вода после охлаждения на сооружении 2 подается по трубам 3 к производственным агрегатам 4. Нагретая вода поступает в трубопроводы 5 (на чертеже она показана пунктиром) и отводится на охлаждающие сооружения 2 (градирни, брызгальные бассейны, охладительные пруды). Добавление свежей воды из источника через водоприемник 6 производится насосами 7 по водоводам 8.

Оборотное (повторное) водоснабжение обычно устраивают при ограниченном дебите природного источника; однако и при достаточном дебите оно может быть экономичнее прямоточного водоснабжения.

Водопроводы с последовательным использованием воды применяют в случае возможности ее использования после одного потребителя другими. Такие водопроводы рекомендуется применять возможно шире.

Водопроводы разделяют на наружные и внутренние. К наружному водопроводу относят все сооружения для забора, очистки воды и распределения ее водопроводной сетью. Внутренние водопроводы забирают воду от наружной сети и подают ее потребителям в здания.

Рис. 1 Схема водопровода города; а - план; б - разрез

При наличии источника воды, по качеству удовлетворяющей требованиям потребителей, необходимость в постройке очистных сооружений отпадает. Иногда не требуется также насосная станция второго подъема. В этих случаях вода из источника подается погруженными насосами непосредственно по водоводам и магистральные сети, а по ним к потребителям. Примером такого водоснабжения может служить водозабор из артезианских скважин (рис. 2 ,а).

Рис. 2 а. Общая схема артезианского водопровода: 1 - скважина; 2 - сеть водоснабжения; 3 - резервуары; 4 - насосная станция П подъема; ЗСО - зона санитарной охраны

Рис. 2 б.Схема водопровода с повторным использованием воды

Напорно-регулирующие сооружении предназначены для накопления избытка подаваемой насосами воды, образующегося в том случае, когда подача воды насосами превышает ее отбор из сети, а также для хранения запаса воды на тушение пожара и для подачи воды в водопроводную сеть в тех случаях, когда отбор воды потребителям превышает подачу ее насосами. Кроме того на рис. 2 а имеются два узла сооружений. В водопроводах со сравнительно равномерным потреблением воды напорно-регулирующих сооружений может и не быть. В этом случае воду подают насосами непосредственно в трубы распределительной сети, а для хранения противопожарного запаса воды устраивают резервуары, из которых для тушения пожара вода забирается насосами.

§ 4. Определение расчетного расхода воды - (Все иображения)

Расчетным расходом воды является максимальный расход ее, получаемый умножением среднего расхода на коэффициент неравномерности.

Расчетный расход воды для населенных пунктов определяют по следующим формулам:

Здесь q - норма водопотребления в л на человека в сутки (см. табл. 1); N - расчетная численность населения; Ксут - коэффициент суточной неравномерности потребления воды; Ксут - общий коэффициент неравномерности потребления воды, равный

Расчетный расход хозяйственно-питьевой воды в производственных и вспомогательных зданиях определяют по следующим формулам.

Суточное потребление воды

где q"n - норма потребления воды на одного человека в смену (см. табл. 2); Ni- количество работающих в сутки (раздельно в холодных и горячих цехах). Потребление воды в смену равно

где N2-количество работающих в смену.

Максимальное секундное потребление воды в л в данную смену

где Кчас - коэффициент часовой неравномерности потребления воды (см. табл. 2); Т - продолжительность работы смены в часах. Расчетный расход на пользование душем в бытовых помещениях промышленных предприятий определяют, пользуясь формулами (7), (8) и (9).

Суточное потребление воды на пользование душем равно

где 9д - норма потребления воды на одну процедуру (раздельно по производствам); N3- количество пользующихся душем в сутки (раздельно по

производствам). Потребление воды душем в смену равно

где Nt - количество пользующихся душем в смену.

Секундное водопотребление (душ. Сек в данной смены

так как продолжительность действия душей после смен должна быть не более 45 мин.

Расчетный расход воды для полива территории с поливаемой площадью F га определяется по формуле

где q пол - поливочная норма л/сут на 1 м2. Секундный расход воды для полива равен

Среднесуточное за год количество воды Qcp.mx Для полива можно приблизительно определить по формуле

(12)

где Тпол - число суток в году, в которое ведут полив, определяемое с учетом климатических и других местных условий. Расход воды в столовых промышленных предприятий учитывается особо. Суточный расход воды в столовых равен

(13)

где дст - норма расхода воды в столовой на одного обедающего принимается от 18 до 25 л с коэффициентом часовой неравномерности потребления воды 1,5.

Максимальное секундное водопотребление в столовых равно

где Т„ - число часов работы столовых.

Расход воды на производственные нужды как суточный, так и секундный принимают по данным технологов для каждого производственного агрегата или группы агрегатов.

На увлажнение, обеспыливание и кондиционирование воздуха расход воды принимают по данным проектов вентиляции производственных зданий.

Режим водопотребления зависит от величины населенного пункта, климатических и других условий. Колебания часового водопотребления обычно изображают в виде таблиц или графиков, которые составляют на основе наблюдения за режимом водопотребления на действующих водопроводах.

Рис. 3. График суточного потребления воды в городе

На рис. 3 изображен в качестве примера график колебания расхода воды в городе в течение суток. Здесь на оси абсцисс нанесены часы суток, а на оси ординат - часовой расход воды, выраженный в процентах от суточного ее расхода.

Колебания потребления воды для производственных нужд в каждом отдельном случае задаются технологами на основании изучения технологического процесса данного производства.

Подача воды насосом, работающим в течение 24 ч в сутки, т. е. в каждый час подающим 4,17% суточного расхода, обозначена на графике пунктирной линией.

Отсюда следует, что избыток воды, подаваемой насосами в часы меньшего расхода ее из сети, накапливается в баке водонапорной башни. Это накопление может происходить также в подземном резервуаре или в резервуаре пневматической установки.

Регулирующий запас воды предназначается для покрытия разности между отбором воды из сети и подачей ее насосом в часы максимального расхода. Объем регулирующего запаса при одноступенчатой работе насосов в населенных пунктах с числом жителей до 200 тыс. составляет 10-15% от суточного расхода, при двухступенчатой работе насосов он может быть снижен до 1,5-3%.

В резервуарах систем водоснабжения должен содержаться неприкосновенный запас воды на противопожарные нужды.

Колебания расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды и пели и в течение суток с максимальным расходом воды отображены в табл. 5.

Максимальный часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в табл. 5 соответствует заданному коэффициенту часовой неравномерности Кчас = 1,25.

График расхода воды на полив составлен с учетом утренней, генеральной уборки улиц; к тому же требуется, чтобы полив не совпадал с наибольшим расходом воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Принимаем, что в запасных резервуарах должен храниться неприкосновенный запас на тушение пожара 500 м3. После пожара он должен пополняться за 24 н. Поэтому расход воды при пополнении пожарного запаса воды возрастает до 3910 + 500 = 4410 м3/сут.

На подачу этого количества воды и должен быть рассчитан водопровод.

Городская водопроводная сеть состоит из магистральных и рас­пределительных трубопроводов. Магистрали служат для подачи во­ды транзитом в отдельные районы города и для снабжения водой примыкающих к ним территорий. Распределительные сети подают воду непосредственно потребителям и к пожарным гидрантам. Рас­пределительные сети прокладывают по всем улицам вдоль зданий или между ними.

При сплошной застройке улиц и проспектов внутренние водо­проводы зданий присоединяют непосредственно к уличной сети водопровода при помощи домовых ответвлений. Если здания раз­мещены внутри квартала, непосредственное присоединение домовых ответвлений к уличным сетям невозможно, поэтому прокладывают дворовую сеть водопровода, от которой и устраивают вводы в зда­ния.

При современном массовом строительстве за­стройка городов и населенных мест осуществляется путем создания крупных кварталов и микрорайонов, включающих в себя жилые здания, культурно-бытовые учреждения, спортивные площадки и зеленые насаждения.

Возникает новое понятие - микрорайонная (внутриквартальная) водопроводная сеть, состоящая из магистраль­ных и распределительных трубопроводов.

Рис. 1.3.1. Схема внутриквартальной водопроводной сети: / -уличная водопроводная сеть; 2 - внутриквартальная сеть с ввода­ми в каждое здание; 3 - частичная прокладка трубопроводов через здания транзитом; 4 - колодцы на наружной сети; 5 - наружные поли­вочные краны на внутренней сети; 6 - колодцы на внутриквартальной сети.

Для снабжения водой микрорайонов предусма­тривается микрорайонная сеть (рис.1.3.2.а), состоящая из ввода, соединяющего наружную водопроводную сеть со зданием центрального теплового пункта (ЦТП), и квартальной сети, транспортирующей воду от ЦТП к группам зданий или от­дельным домам. При значительных размерах кварталов микрорайонная сеть обеспечивает и пожарные нужды, поэтому на ней размещаются пожарные гидранты на расстоянии не более 150 м друг от друга в местах, удобных для подъезда пожарных машин.

Микрорайонные сети прокладывают по внутриквартальным проездам параллельно зданиям на расстоянии не менее 5-10 м в зависимости от материала труб. Сети водопровода размещают на расстоянии не менее 1,5 м от тепловой сети, канализационных трубопроводов при диаметре водопроводной сети до 200 мм и не менее 3 м при большем диаметре: на рассто­янии 1 м от газопроводов низкого, среднего давления (до 0,3 МПа) и силовых кабелей; 0,5 м - от кабелей связи. При параллельной прокладке трубопроводов диаметром 300 мм рас­стояние между наружной поверхностью труб должно быть не менее 0,7 м, что обеспечит возможность монтажа и ремонта труб при аварии на одной из них. Для уменьшения стро­ительной стоимости желательно прокладывать водопровод в одной траншее с тепловыми сетями и горячим водоснабже­нием (рис. 1.3.2 в), используя подвалы и технические подполья зданий для транзитной прокладки трубопроводов.

В больших микрорайонах со значительным количеством коммуникаций целесообразно использовать проходные или по­лупроходные каналы.Это позволяет также уменьшить затраты на ремонт и обслуживание инженерных коммуникаций. При прокладке труб в туннелях расстояние от стенки трубы до внутренних поверхностей туннеля и других трубопроводов принимается не менее 200 мм.

В настоящее время широко используют непроходные ка­налы и проходные туннели (рис. 1.3.2 г). Каналы прокладывают от центрального теплового пунк­та к зданиям так, чтобы минимальное расстояние между стен­ками канала и зданием было не менее 5,0 м; до стволов деревь­ев - не менее 2,0 м.

Рис. 1.3.2. Микрорайонное водоснабжение: а - питание зданий через центральный тепловой пункт; б - индивидуальное подключение зданий; в - прокладка трубопроводов в одной траншее; г - проходной туннель: 1 - квартальная сеть; 2 - центральный тепловой пункт; 3 - распределительная наружная сеть; 4 - колодец с гидрантом; 5 - индивидуальный ввод; б - улич­ная водопроводная сеть; 7 - обсыпка песком; 8 - циркуляционный трубо­провод горячего водоснабжения; 9 - подающий трубопровод горячего водо­снабжения; 10 - трубопровод холодного водоснабжения; 11 - трубопроводы отопления; 12 - трубофильтр; 13 - кабели связи; 14 - силовые электрические кабели; 15 - газопровод

Глубина заложения труб (до низа трубы) принимается на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания, при этом учи­тывают внешние нагрузки от транспорта и условия пересечения с другими подземными коммуникациями. Для предупреждения нагревания воды в летнее время глубина заложения принимает­ся не менее 0,5 м от верха труб. При пересечении с другими трубопроводами это расстояние должно быть не менее 0,2 м, при пересечении кабелей - 0,5 м.

Наружные сети водопровода, про­кладываемые на территории промышленных предприятий, обычно подают воду и для наружного пожаротушения, поэто­му на них через 150 м устанавливают гидранты.

Водоснабжение и канализация строительных объектов – наиболее необходимое изобретение человека.

Человек устроен так, что он не может обходиться без воды. Во все времена люди заселяли места возле рек, выкапывали колодцы, чтобы получить доступ к этой жизненно необходимой жидкости. В последующем стали проектироваться системы подачи воды, которая нужна для жизни, отдыха и работы человека. Эти системы должны обеспечивать качественное бесперебойное обеспечение водой в необходимых количествах и в любое время, и соответствовать СП Водоснабжение наружные сети и сооружения .

Одновременно с системами снабжения водой прогрессировали и системы водоотведения для приема, и переработки воды и отходов жизнедеятельности людей.

Правила прокладки коммуникаций

Чтобы люди могли комфортно проживать, бытовые удобства должны находиться в помещении, где они находятся. Поэтому кроме разводки труб внутри здания объект должен подключаться в внешним сетям коммуникаций. Как в любом населенном пункте, где проходит строительство объекта, обязательным условием для обеспечения водой и канализации являются СНиП Водоснабжение наружные сети и сооружения :

• разрешение и проект на этот вид строительных работ с прокладкой внешних коммуникаций и мест ввода водопровода в дом для подключения к внутренней сантехнической сети, а также точки вывода канализации, подключаемой к системе очистки;
• соблюдение требований к земляным работам, контроль над скрытыми работами и оформление актов технадзора;
• соблюдение требований к материалам сетей, их качеству; сети должны гарантировать безаварийную работу водопровода и водоотведения, исправление неисправностей приведет к дополнительным расходам для застройщика.

Такие серьезные требования обуславливаются:

• соблюдением качественной установки сетей и последующей безопасной работы;
• экономией финансов и безотказной работой внешней сети водоснабжения и водоотведения;
• защитой от повреждения других коммуникаций, проложенных в грунте, где проводятся работы по укладке сетей;
• условиями экологических законов, которые направлены на защиту грунтовых вод;
• соблюдением санитарных норм, не дающих возможность загрязнить участки, где расположен объект строительства;
• условия строительных правил.

Основные стадии работ

К общим стадиям установки внешних инженерных сетей подведения воды и отвода отработанной воды после оформления проектной документации и разрешительных документов относятся:

1. Грунтовые работы для укладки труб.
2. Устройство основания для прокладки труб, засыпка дна песком.
3. Установка трубопроводов в траншеях.
4. Монтаж труб путем прокола грунта и горизонтального бурения при невозможности копки траншеи (под дорогой).
5. Установка железобетонных, кирпичных колодцев, камер.
6. Монтаж регулирующей и запорной арматуры, пожарных гидрантов и колонок.
7. Засыпка сети безопасным материалом, песком с уплотнением.
8. Восстановление территории в районе строительных работ, благоустройство.
9. Оформление актов работ по всем этапам.
10. Подготовка и подключение в центральную сеть коммуникаций или к внутренней сантехнической разводки в дом при индивидуальном водоснабжении и водоотведении.
11. Подготовка пакета технической документации и сдача строительного объекта.

Внешние сети водоснабжения

Системы снабжения водой бывают централизованными в виде разветвленной городской сети, и автономными, если нет центральной сети подвода воды к домам. Они должны удовлетворять требованиям СНиП Наружные сети водоснабжения .

Центральные сети состоят из следующих элементов:

• водозабора (водоем, озеро, река, скважина);
• стационарный комплекс;
• насосная станция перекачки для обеспечения необходимого давления;
• колодцев, мест подключения объектов и запорной арматуры.

Виды автономного водоснабжения

Если рядом нет центральной сети снабжения водой, и нет подключения к ней, то водоснабжение можно обеспечить следующим образом. Питьевая вода может доставляться в емкостях для приготовления пищи и питья. Это временный вариант для переходного периода, пока не будет организовано постоянное надежное водоснабжение здания.

Необходимо знать, что в земле везде имеется вода. Это не зависит от расположения вашего места. Вопрос только в глубине нахождения слоев воды и ее качества. Чтобы достать воду и поднять ее на поверхность, необходимо построить колодец или глубокую скважину.

Наружные системы — водоснабжение и канализация

Существует много видов сетей канализации, используемой для отведения сточных вод из сооружений и зданий. При разработке проекта строительного объекта необходимо учитывать СНиП Водоснабжение и канализация наружные сети :

• предназначение объекта: хозяйственный объект или жилой дом;
• сезонное, эпизодическое, непрерывное время эксплуатации дома и сетей канализации;
• нагрузка системы, объем стоков, число сантехнических устройств, смонтированных в доме, число проживающих людей;
• рельеф местности, где находится здание;
• стоимость системы;
• конструкция системы вместе с выводящим трубопроводом;
• система переработки, приема и утилизации стоков;
• соотношение производительности, качества и цены;
• оборудование, составные части и материалы;
• качество очистки сточных вод;
• сервисное обслуживание и гарантия надежной работы.

Типы приемного оборудования канализации

Для эпизодического или сезонного нахождения в доме часто достаточно смонтировать биотуалет. Но эта система не способна обеспечить удаление стоков от прачечной, душевой и кухни. Для этого монтируют разные емкости для сбора стоков. К преимуществам таких приемников можно отнести мобильность, компактность и дешевое обслуживание.

Для продолжительного пребывания в здании монтируют системы внешней канализации – выгребную яму, резервуар для отходов, септик, систему глубокой очистки.

Выгребная яма для стоков и отходов

Используемый ранее тип внешней канализации в виде выгребной ямы был хорошим устройством, где осуществлялось строительство зданий, и не было центральной канализации. Сегодня трудно добиться разрешения для подключения нового дома в имеющуюся систему канализации в населенном пункте. Поэтому такое устройство, как выгребная яма, работала длительное время ввиду простой конструкции, дешевого обслуживания и длительной работы.

В современный период выгребную яму иногда строят за городом, возле домов, где люди живут по сезону. С возникновением большого числа сантехнических устройств в домах и значительным потреблением воды на различные нужды, выгребная яма уже не справляется и нуждается в частой очистке.

Альтернатива ямам – септики

Это автономные очистные установки и сооружения, как промышленного изготовления, так и самодельные.

Наиболее популярными стали септики следующих видов:

1. Очищающего вида. Они дают возможность собирать и перерабатывать сточные воды, отстаивая их в камерах, с помощью бактерий.
2. Накопительные. Они выполнены в виде обычных больших емкостей разного объема, накапливающие и хранящие сточные воды до момента удаления специальными машинами.

Самодельные септики являются системой нескольких камер, в которых твердые отходы отстаиваются. По числу камер они бывают двух или трехкамерные. Емкости делают из бетонных колец, кирпича или монолитные. Обязательным требованием для септиков является герметичность для недопущения попадания микроорганизмов в грунт и во внешнюю среду.

Обустройство септиков

Для самостоятельного обустройства септика требуется учитывать следующие факторы:

• тип грунта на территории;
• наименьшее расстояние от забора воды на глинистых почвах, а также тяжелых грунтах – не меньше 30 метров;
• на супесчаных и песчаных почвах удаление от забора воды – не меньше 60 метров.

Работы производятся в следующем порядке:

• 1. Копка котлована необходимого размера.
  2. Просыпка дна слоями щебнем и песком.
  3. Укладка арматурной сетки, заливка бетоном.
  4. Обустройство приемных камер, опалубка, заливка стенки с армированием, монтаж бетонных колец.
  5. Герметизация швов и стыков.
  6. Подключение труб в септик от внешней канализации.
  7. Обустройство запорного устройства камер.

Часто септик снабжают устройством очистки стоков, в отстойниках происходит только частичная очистка. Устанавливается система фильтрации, состоящая из дренажных трубопроводов под уклоном. Вода по этим трубам из септика распределяется по фильтру, и проникая через почву, очищается.

Промышленная очистка

Такие системы изготавливаются такими, что их легко установить, они надежны в работе и не создают опасности для внешней среды. Промышленность производит большое количество разных конструкций, по степени очистки, стоимости и другим характеристикам. Обычно свои изделия фирмы сами монтируют и настраивают, а также дают гарантийные обязательства на оборудование.

На территориях, где грунтовые воды находятся на небольшой глубине, невозможно установить обычные септики. Иначе придется часто откачивать стоки специальной машиной. В такой ситуации оптимальным вариантом будет монтаж системы глубокой очистки.

Такие станции обладают большой эффективностью, по сравнению с септиком, и служат для больших зданий. Это оборудование предполагает непрерывное снабжение их электрической энергией для нормального функционирования по качественной очистке. Станции дают возможность очистить стоки на 98%, применяют надежные мембраны и соответствуют СНиП Водоснабжение и канализация .

Хорошим показателем оборудования для очистки стоков является то, что система находится небольшое время без стоков. При новом поступлении восстанавливается процесс биохимических реакций для глубокой очистки стоков, приходящих из общей канализации.

Перечень труб и дополнительных элементов

Заключение

В нормативных документах можно найти все необходимые положения о наружных и внутренних коммуникациях и трубопроводах. Этот документ дает возможность предотвратить различные ошибки при строительстве важных объектов.

Вода - один из основных элементов, необходимых для поддержки жизнедеятельности человечества и всего живого на нашей планете. Параллельно с природным круговоротом воды в этом процессе активно участвуют искусственные системы водоснабжения, спроектированные и сооруженные людьми. Системы водного снабжения бывают внутренние и наружные.

Функция наружных систем водоснабжения

Наружные сети водоснабжения являются важным элементом систем водоснабжения, обеспечивающим бесперебойную подачу воды населению и предприятиям. Подача ресурсов по этим системам, как правило, производится из природных источников. Используются как подземные воды (грунтовые, артезианские и родники), так и поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища).

Подземные воды обычно пресные. Потому, они используются преимущественно в потребительных целях. Поверхностные воды могут быть как пресные, так и соленные. Такие ресурсы используются в технических целях: на предприятиях, в сельском хозяйстве и т. д.

Системы наружного водоснабжения обеспечивают подачу холодной и горячей воды.

Виды сетей водоснабжения

Наружные системы водоснабжения по своему назначению делятся на два вида:

1. Центральное водоснабжение.
2. Индивидуальное водоснабжение.

Центральная система водоснабжения обеспечивает одновременную подачу воды большому количеству потребителей. Используется в городах и поселках городского типа. Давление в таких системах образуется при использовании водонапорных башен. За бесперебойную подачу воды (как холодной, так и горячей) в централизованных системах отвечают специальные коммунальные службы.

Индивидуальное водоснабжение рассчитано на небольшое количество потребителей. Может так предусматривать исключительно частное использование. В индивидуальном водоснабжении распространено использование накопительных емкостей.

По виду конструкции системы водоснабжения бывают:

1. Разветвленные (тупиковые).
2. Кольцевые.
3. Комбинированные (одновременно включают первый и второй варианты).

Проектирование и расположение наружных сетей

Проектирование наружной сети водоснабжения - это очень важный и обязательный процесс, без которого невозможно практическое выполнение предстоящих работ по строительству.

Три основных этапа проектирования:

• техническое задание;
• проектная документация;
• рабочая документация.

Техническое задание (ТЗ) - это исходный документ. В нем осуществляется перечень всех условий по организации работ, определяющих количество стадий проектирования. В ТЗ определяются границы работ, перечень оборудования и материалов, учитываемых при составе последующей проектной документации.

Проектная документация разрабатывается проектной организацией в достаточном для прохождения экспертизы объеме. Выполняется проектная документация в соответствии с постановлением № 87 правительства Российской Федерации.

Рабочая документация разрабатывается проектной организацией в достаточном для строительства объеме.

При проектировании наружных сетей водоснабжения стоит учитывать наличие других присутствующих подземных инженерных сетей. Расположение водопровода по отношению к иным возможным инженерным сетям должно обеспечивать возможность свободного доступа к ним, в случае возникновения необходимости выполнения ремонтных работ. В случае повреждения водопровода, важно исключить возможность подмывов фундаментов близлежащих построек.

На проездах трубопроводы укладывают строго по трассе, прямолинейно и параллельно линии застройки. Все пересечения водопроводных сетей следует выполнять под углом 90°. Допустимое минимальное расстояние между водопроводом и сооружениями зависит как от характеристик самих сетей водоснабжения (диаметр трубы, рабочее давление и т. п.), так и от вида конструкции и глубины фундамента постройки.

Основные факторы, имеющие влияние на расположение сетей наружного водоснабжения:

1. Особенности рельефа местности.
2. Наличие препятствий (железная дорога, река и т. п.).
3. Планировка объекта.
4. Расположение и планировка жилых кварталов, их размеры.
5. Наличие растительности.

Не менее важна составляющая проекта - деталировка, то есть схема сети. На ней условными обозначениями нанесены оборудование, фасонные детали, арматура. При ее составлении, в первую очередь определяют расположение трубопроводной арматуры и гидрантов. Задвижки должны быть расположены способом, позволяющим перекрывать подачу воды на отдельные участки, не прекращая при этом ее впуск на объекты, требующие непрерывное обеспечение водными ресурсами. Деталировка выполняется схематично, без соблюдения масштабов. При необходимости, отдельные узлы чертятся отдельно в более крупном масштабе.

Требования СНиП к наружным сетям водоснабжения

Строительные нормы и правила (СНиП) имеют ряд требований, обязательных для выполнения при проектировке и строительстве наружных сетей водоснабжения. Ниже перечислены основные из этих правил:

В силу стремительно развивающейся цивилизации и новых технологий, не исключено, что в будущем появятся новые виды сетей водного снабжения, новые технологии по их строительству. Соответственно, появится необходимость вносить определенные поправки в строительные нормы и правила, касающиеся водопроводных систем. Но, корректироваться будут только некоторые цифры. А главная задача - обеспечение человечества промышленной и питьевой водой в условиях полной безопасности, - останется неизменной.