Выбор системы водоснабжения микрорайона Журавлики Губкинского городского округа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА ГУБКИНА

ГЛАВА III. ПРОБЛЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ В МИКРОРАЙОНЕ ЖУРАВЛИКИ

ГЛАВА IV. ВЫБОР СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНА ЖУРАВЛИКИ

4.1 Характеристика отдельных систем водоснабжения

4.2 Схемы сетей внутренних водопроводов

4.3 Выбор материалов и арматуры для водопроводной сети

4.4 Вводы водопровода, водомерные узлы и устройства для измерения количества расходуемой воды

4.5 Трассировка водопроводных сетей внутри здания

4.6 Повысительные насосные установки

4.7 Противопожарные водопроводы, спринклерные и дренчерные установки

4.8 Расчет внутреннего водопровода

4.9 Особенности устройства систем горячего водоснабжения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Система водоснабжения городского микрорайона является частью водного хозяйства городской территории. От качества её функционирования зависит работа всех водных магистралей города. Микрорайон Журавлики Губкинского городского округа - самый крупный по территории и самый населенный. Его системы водоснабжения очень неоднородны по своему составу и техническим характеристикам. В микрорайоне есть дома многоэтажной застройки, где вода подается на высоту 9 этажа; новые районы коттежной застройки, где необходимо прокладывать новые коммуникации; старые районы частного сектора, где устаревшие и ветхие модели трубопроводов. Все это необходимо соединить в работоспособную и технологичную систему. Поэтому тема данного исследования актуальна и практически значима.

Объект исследования - система водоснабжения городского микрорайона.

Предмет исследования - выбор системы водоснабжения микрорайона Журавлики Губкинского городского округа.

Цель исследования - изучение инновационных технологий водоснабжения городского микрорайона и выбор оптимального варианта для данной территории.

Задачи исследования: дать определение системе водоснабжения; охарактеризовать систему водоснабжения Губкинского городского округа; выявить проблемы в системе водоснабжения микрорайона Журавлики; сделать выбор системы водоснабжения микрорайона Журавлики.

Методы исследования: определение, сравнение, обобщение.

Работа базировалась на трудах: А.Г. Первова, А.П. Андрианова, Д.В. Спицова, Ю.В. Козловой, Р.В. Ефремова, Н.Б. Мотовиловой и других.

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

выбор система водоснабжение

Система водоснабжения определенной территории - это часть водной системы государственного субъекта. Системы бывают разные по протяженности коммуникаций, устройствам управления, направлениям магистралей и технологическим цепочкам. Так, системой водоснабжения жилого массива называют совокупность устройств, обеспечивающих получение воды из водозабора и подачу ее под напором к водоразборным устройствам, расположенным внутри жилого массива. Системой водоснабжения здания или отдельного объекта называют совокупность устройств, обеспечивающих получение воды из наружного водопровода и подачу ее под напором к водоразборным устройствам, расположенным внутри здания или объекта.

Система холодного водоснабжения, называемая обычно внутренним водопроводом, состоит из следующих устройств: ввода (одного или нескольких), водомерного узла (одного или нескольких), сети магистралей, распределительных трубопроводов и подводок к водоразборным устройствам, арматуры. В отдельных случаях в систему включают установки для повышения напора, а также установки для дополнительной обработки воды (умягчения, обесцвечивания, обезжелезивания и др.). Система водоснабжения здания может быть присоединена к централизованной системе водоснабжения населенного пункта или оборудована устройствами для получения воды из местных источников водоснабжения (подземных или поверхностных).

По назначению системы водоснабжения зданий подразделяют на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения предназначены для подачи воды, удовлетворяющей требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» для питья, приготовления пищи и обеспечения санитарно-гигиенических процедур.

Производственные системы водоснабжения обеспечивают подачу воды различного качества на технологические нужды различных потребителей.

Противопожарные системы водоснабжения предназначены для тушения огня или для предотвращения его распространения. Вода в противопожарных водопроводах может быть и непитьевого качества. По сфере обслуживания системы могут быть объединенными (хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные, хозяйственно-производственные) или раздельными. Внутренний водопровод, обеспечивающий подачу воды одновременно на хозяйственно питьевые, производственные и противопожарные нужды, называют единым. Соединение водопроводов, подающих воду непитьевого качества, с хозяйственно-питьевыми не допускается.

По способу использования воды системы бывают с прямоточным водоснабжением, с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды. Применение систем с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды находит все большее распространение на промышленных предприятиях. При выборе системы водоснабжения в зависимости от назначения объекта следует учитывать технологические, противопожарные и санитарно-гигиенические требования, а также технико-экономические соображения. Например, жилые и общественные здания могут быть оборудованы объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом с подачей воды питьевого качества. Объединение в одну систему всех водопроводов, подводящих воду одного качества и под одинаковым напором, приводит к уменьшению строительных и эксплуатационных расходов.

Для нормальной работы внутреннего водопровода на вводе в здание должен быть создан такой напор (требуемый), который обеспечивал бы подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и наиболее удаленному от ввода (диктующему) водоразборному устройству и покрывал бы потери напора на преодоление сопротивлений по пути движения воды. Напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода может быть больше, равен или меньше напора, который требуется для внутреннего водопровода. Ориентировочно требуемый напор для жилых зданий может быть найден по формуле: Нтр = 10 + 4(n-1),м, где 10 - потери напора на 1 этаже, м; 4 - потери напора на каждом последующем этаже, м; n - число этажей.

Минимальный напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода (у трубы или на поверхности земли) называют гарантийным. Гарантийный напор не должен быть менее 10 м вод. ст. При периодическом или постоянном недостатке напора в наружном водопроводе до требуемого для здания применяют установки для повышения напора: насосы (постоянно или периодически действующие), водонапорные баки, пневматические установки.

ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА ГУБКИНА

Система водоснабжения включает в себя: водозаборные насосные станции (3 шт.) общей производительностью более 900 тыс. м3 в сутки; сооружения водоподготовки (две насосно-фильтровальные станции) общей мощностью 629 тыс. м3 в сутки; протяженность сетей водопровода (Д=50-1400 мм) - 1545,8 км.; насосные станции подкачки (районные) - 11 шт.; повысительные насосные станции в микрорайонах города - 82 шт.; Водоразборные колонки - 853 шт.; пожарные гидранты - 3285 шт.

Система подготовки питьевой воды включает в себя сложные технологические процессы. Забор воды осуществляется водозаборами руслового и ковшового типов. На каждом из водозаборов установлена система автоматического дозирования флокулянта ВПК-402.

Целенаправленное внедрение на ЛГВС прогрессивных технологических разработок обеспечивает полное соответствие качества воды санитарно-гигиеническим нормативам. Ежегодно на водопроводных сетях проводятся работы с целью поддержания бесперебойного и качественного водоснабжения города: осуществляется текущий и капитальный ремонт, промывка трубопроводов, ремонт уличных водоразборов, пожарных гидрантов, камер и колодцев, замена изношенных трубопроводов на новые.

В течение 2008 г. для обеспечения нормальной эксплуатации водопроводных сетей выполнены следующие работы: капитальный ремонт, замена колодцев - 234 шт.; текущий ремонт колодцев - 612 шт.; промывка гидравлическим методом - 52,13 км.; ремонт уличных водоразборов (колонок) - 852 шт.; перекладка дефектных участков - 37,03 км. В том числе: собственными силами - 22,883 км; сторонними организациями - 14,147 км.

Одним из важнейших достижений предприятия стало внедрение на сетях водопровода отечественной технологии замены стальных трубопроводов на полиэтиленовые. Полиэтиленовые трубы имеют целый ряд преимуществ, а именно: срок службы (до 100 лет); низкий уровень аварийности; отсутствие коррозии, обрастания труб, развитие бактерий, ржавчины. В связи с этим питьевая вода сохраняет высокое качество на всем пути от очистных сооружений до потребителя.

Для надежного обеспечения водой населения, проживающего в высотных домах, в городе работает 82 насосных станций подкачки различной производительности и назначения: от обеспечения водой целых микрорайонов до подачи воды в отдельный дом. Крупным достижением предприятия стало внедрение на насосных станциях устройств частотного регулирования скорости вращения электродвигателей насосов (УЧР), позволяющим самостоятельно устанавливать режим работы насосных агрегатов, поддерживая постоянное давление у потребителя при любых объемах водопотребления. Внедрение УЧР позволило снизить затраты электроэнергии на 30%, увеличить межремонтный срок эксплуатации насосных агрегатов, а затраты на установку оправдались уже за первый год эксплуатации.

В 1999 г. с участием МУП «Водоканал» в г. Губкине разработано и начато производство моноблочных высокоэкономичных насосов ПНАЗ, обладающих высокой степенью надежности. Сегодня все межрайонные насосные станции уже оборудованы насосами ПНАЗ-1,4.

В 1998 г. на баланс предприятия были переданы 5 городских действующих фонтанов. Цехом ВНС произведены масштабные работы по ремонту, наладке насосного оборудования, что обеспечивает их успешную работу в течение летнего сезона.

В основе деятельности ОАО «Водоканал» лежат принципы высокой социальной ответственности, бережного отношения к водным ресурсам, экологической безопасности, профессионализма, применения прогрессивных производственных и управленческих технологий. Предприятие выстраивает партнерские отношения с потребителями, деловыми партнерами, органами власти и общественными организациями на основе баланса интересов.

ОАО «Губкинводоканал»: гарантирует бесперебойное оказание потребителям услуг по водоснабжению и водоотведению требуемого качества и в необходимом объеме; формирует культуру бережного потребления водных ресурсов; обеспечивает экологическую безопасность, использует передовые технологии очистки воды и стоков.

Система управления предприятия обеспечивает: поиск внутренних резервов и внешних ресурсов для повышения эффективности деятельности и увеличения доходов; реализацию принятого стратегического плана развития; оперативность реагирования и четкость взаимодействия между службами; создание условий для адаптации к изменениям внешней и внутренней среды; оптимизацию распределения ответственности и полномочий.

Эффективность управленческих процессов в ОАО «Губкинводоканал» обеспечивается внедрением автоматизированной системы управления и применением международных стандартов управления. В целях оказания качественных услуг, повышения производительности труда и снижения операционных затрат внедряются современные управленческие и производственные технологии, осуществляется модернизация и развитие сетей и оборудования, оптимизация существующих производственных процессов и систем водоснабжения и водоотведения.

Предприятие: выстраивает партнерские отношения с клиентами на основе качественного исполнения своих обязательств, демонстрируя высокий уровень сервисного обслуживания, оперативно реагируя на запросы клиентов и информируя о своей деятельности; расширяет клиентскую базу и выходит на новые рынки, разрабатывая и предлагая новые продукты и услуги; внедряет современные и эффективные системы расчетов за оказанные услуги с использованием повсеместного учета объемов потребления воды и принятых стоков.

Кадровая политика направлена на развитие персонала, улучшение условий труда и повышение социальной эффективности. Система мотивации персонала ориентирована на формирование коллектива профессионалов, достижение сотрудниками поставленных целей и получение запланированных результатов, а также на разработку и внедрение инноваций.

Система управления финансами обеспечивает комплексное развитие существующих направлений деятельности и организацию новых направлений, как за счет собственных средств, так и за счет привлечения внешних источников финансирования.

Стремление предприятия к повышению прозрачности финансовых потоков, переход на международные стандарты финансовой отчетности (МСФО) способствует эффективному привлечению средств с финансового рынка. Сохранение имеющихся клиентов и привлечение новых, а также расширение ассортимента услуг обеспечивает стабильный рост прибыли.

Коллектив предприятия работает над формированием корпоративной культуры, ориентированной на максимально полное удовлетворение потребностей клиентов, работу в команде, инициативность и творческое решение задач, гибкость и адаптируемость к изменениям, постоянный поиск путей улучшения результатов деятельности.

ГЛАВА III. ПРОБЛЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ В МИКРОРАЙОНЕ ЖУРАВЛИКИ

Микрорайон Журавлики самый крупный в городе и по площади, и по численности населения. Здесь проживают более 20 тыс. человек. Это спальный микрорайон, где отсутствуют промышленные предприятия, но достаточно развита социально-культурная сфера. Эти факторы свидетельствуют о том, что микрорайону требуется в большом количестве чистая питьевая вода. Техническая вода может потребоваться только для полива зеленых зон и для обеспечения противопожарных гидрантов.

Планируемые к освоению новые площадки под жилые дома также потребуют дополнительной нагрузки на системы водоснабжения. В связи с расширением застройки и вводом в эксплуатацию новых домов микрорайона Журавлики, необходимо увеличение производительности и надежности работы насосной станции № 36.

Необходимо современное оснащение диспетчерской службы. Диспетчеризация позволит предотвращать аварийные ситуации на сетях водоснабжения, повысить оперативность оценки возникшей ситуации, достоверность и полноту информации.

Результаты многолетнего контроля показали, что из-за коррозии и отложений в трубопроводах качество воды ежегодно ухудшается в связи со старением трубопроводных сетей. Растет процент утечек особенно в сетях со стальными трубопроводами при том, что их срок службы достаточно низкий и составляет 5 лет (для сравнения срок службы чугунных трубопроводов 35-40 лет, полиэтиленовых более 50 лет).

Согласно статистике наибольшее количество повреждений наблюдается на сетях водоснабжения микрорайона на водоводе Д 400 мм II-й зоны водоснабжения от баков на отм. +370,0 м по улице Севастопольской - улице 2-я Заречная до ТЭЦ длиной 2508,0 м.

Для реализации программы совершенствования системы водоснабжения микрорайона Журавлики предполагается до 2010 года выполнение следующих мероприятий: 1). Замена старых сетей водоснабжения. 2). Модернизация водозаборных и водоочистных сооружений (Перевод на централизованное теплоснабжение зданий водоподготовки (ЦПОВ). Строительство цеха очистки промывных вод. 3). Модернизация насосной станции № 36 МКР-15. 4). Диспетчеризация объектов МУП «Водоканал».

Таким образом, инфраструктура микрорайона Журавлики очень многообразна, что создает сложности в выборе систем водоснабжения.

ГЛАВА IV. ВЫБОР СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНА ЖУРАВЛИКИ

4.1 Характеристика отдельных систем водоснабжения

Микрорайон Журавлики, как уже было отмечено, отличается неоднородностью архитектурного ансамбля. Здесь в равной мере используется как частная одноэтажная застройка, так и многоэтажные жилые массивы. Поэтому выбор систем водоснабжения будет исходить из этих особенностей.

В зависимости от обеспеченности напором и установленного оборудования различают следующие системы водоснабжения:

система, действующая под напором в наружном водопроводе. Ее применяют, когда гарантийный напор в наружном водопровода у места присоединения ввода постоянно больше напора, необходимого для нормальной работы всех водоразборных устройств, или равен ему. Такая система является самой простой и наиболее распространенной и характерна для зданий высотой до 5-6 этажей;

система с водонапорным баком без повысительной насосной установки. Ее применяют, когда гарантийный напор в наружном водопроводе в часы с наибольшим водопотреблением ниже требуемого для здания, а в другие часы суток выше требуемого. В часы недостаточного напора потребители обеспечиваются водой из водонапорного бака, накапливающего ее в часы избыточного напора. Недостаток такой системы заключается в необходимости строительства технического этажа, расположенного выше последнего эксплуатируемого этажа;

система с повысительной насосной установкой без водонапорного бака. Ее применяют, когда режим водопотребления в здании равномерен, а напор в наружном водопроводе постоянно или периодически ниже требуемого для здания. Повысительные насосы располагают в подвале зданий или в центральном тепловом пункте при застройке города целыми микрорайонами;

система с водонапорным баком и повысительной насосной установкой. Ее применяют при недостаточности гарантийного напора и при отсутствии достаточного количества воды в наружном водопроводе и при неравномерном потреблении воды в здании в течение суток. Водонапорный бак, принимающий избыток воды или восполняющий ее недостаток при работе сети, включают в систему как регулирующую емкость для повышения экономичности работы повысительной насосной установки. При наличии бака повысительные насосы обычно автоматизируют.

В отдельных случаях вместо водонапорного бака применяют пневматическую установку, состоящую из водяного и воздушного баков или одного водовоздушного бака, оснащенных специальным оборудованием (компрессорами, клапанами, манометрами и др.). Такая система водоснабжения называется системой с повысительными насосами и пневматической установкой.

Наиболее совершенными являются системы, имеющие повысительные насосы и гидропневмобаки, не требующие постоянной работы компрессора. Наличие гидропневмобака в составе автоматических насосных установок позволяет значительно уменьшить энергопотребление за счет сокращения числа включений насоса (насосов) и обеспечивать некоторый запас воды. Такие системы характерны для коттеджей и отдельных жилых зданий в городе.

Таким образом, все указанные типы систем водоснабжения имеют место быть в микрорайоне Журавлики, как локальные системы водоснабжения отдельных кварталов и домов.

4.2 Схемы сетей внутренних водопроводов

Сети внутренних водопроводов состоят из магистральных трубопроводов, стояков, и подводок к водоразборным устройствам. В зависимости от режима водопотребления и назначения здания, а также от технологических и противопожарных требований сети бывают тупиковыми, кольцевыми, комбинированными, зонными, а по расположению магистральных трубопроводов с нижней и верхней разводкой.

Тупиковые сети применяют главным образом в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды в случае выхода из строя части или всей сети водопровода. Это могут быть жилые, административные, а иногда и производственные здания. На территории микрорайона функционируют: котельная теплоцентрали, два дворца спорта, два гипермаркета, три супермаркета, две школы и другие социально-культурные объекты, которые будут обеспечены автономными зонными магистралями водоснабжения.

Кольцевые сети применяют в зданиях при необходимости обеспечения бесперебойного снабжения водой потребителей в многоэтажных зданиях, в зданиях с противопожарным водопроводом, в производственных зданиях и т.п. Кольцевые сети присоединяют к наружному водопроводу несколькими вводами, так что в случае отключения одного из них подача воды в здание не прекращается.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения предназначены для подачи воды, удовлетворяющей требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» для питья, приготовления пищи и обеспечения санитарно-гигиенических процедур.

Комбинированные сети, состоящие из кольцевых и тупиковых магистральных трубопроводов, применим в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.

Зонные сети представляют собой несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или раздельных. Сети отдельных зон могут иметь самостоятельные вводы и установки для повышения напора. Нижняя зона может работать под напором наружного водопровода, а верхняя от повысительных насосов. Высота зоны определяется максимально допустимым гидростатическим напором в самой нижней точке сети. В нижней точке сети (у арматуры) каждой зоны в целях обеспечения ее прочности гидростатический напор не должен превышать 45 м.

При нижней разводке магистральные трубопроводы размещают в нижней части здания, а при верхней разводке на чердаке или под потолком верхнего этажа. Сети с нижней и верхней разводкой имеют свои достоинства и недостатки. Устройство сети с верхней разводкой может быть дешевле, чем с нижней. В то же время при прокладке магистралей на неотапливаемом чердаке требуются дополнительные расходы на утепление трубопроводов. В производственных зданиях, где имеется возможность прокладки магистральных трубопроводов по стенам под потолком верхнего этажа, а не на чердаке, верхняя разводка удобнее нижней в эксплуатационном отношении.

Схема сети внутреннего водопровода выбираем с учетом размещения водоразборных устройств, режимов подачи и потребления воды, надежности снабжения потребителей водой, а также технико-экономической целесообразности. Особое внимание при проектировании уделяем рациональному размещению санитарно-технических устройств в здании. Так, санитарные узлы и водоразборную арматуру группируем поэтажно, располагая их друг над другом, трубопроводы прокладываем по кратчайшему расстоянию.

4.3 Выбор материалов и арматуры для водопроводной сети

Наибольшее применение для устройства водопроводной сети получили стальные трубы, выпускаемые промышленностью для резьбовых и безрезьбовых соединений, бесшовные (цельнотянутые) и со швом (сварные). Стальные водогазопроводные трубы изготовляют по ГОСТ 3262-75 условным проходом от 10 до 150 мм. Трубы выпускают оцинкованные и неоцинкованные (черные). Слой цинка на поверхности оцинкованных труб предохраняет их от коррозии при химическом или электрохимическом воздействии. Для соединения стальных труб, имеющих трубную (газовую) резьбу, применяют прямые или переходные соединительные части (фитинги) из ковкого чугуна и стали. Для устройства разъемного соединения стальных труб используют муфту или сгон, состоящий из муфты и контргайки, навернутой со стороны длинной резьбы. К недостаткам стальных труб относятся высокие материалоемкость и трудоемкость монтажа.

Чугунные водопроводные раструбные трубы применяют для устройства вводов (на давление до 1 МПа) и участков сети, прокладываемых в земле. Длина чугунных труб может составлять от 2 до 6 м. Кольцевые раструбные щели в стыковых соединениях чугунных труб диаметром до 300 мм заделывают с помощью резиновых манжет.

Для внутренних сетей водопровода используем пластмассовые напорные трубы из полиэтилена низкой и высокой плотности (ГОСТ 18599-2001), диаметром от 12 до 160 мм на рабочее давление до 1 МПа в бухтах, на катушках или в отрезках длиной до 12 м, а также трубы напорные из непластифицированного поливинилхлорида (ГОСТ Р 51613-20000) диаметром от 10 до 160 мм с номинальным давлением 1,6 МПа с раструбом под клеевое соединение, под эластичное уплотнительное кольцо и без раструба, в отрезках до 6 м (12 м) и полипропилена (ТУ 38-102-100-89). Срок службы труб при температуре 20°C - 50 лет.

Максимальная рабочая температура постоянная до 60°C, кратковременная до 80°C. Наряду с положительными свойствами: коррозионной стойкостью, относительной гладкостью внутренней поверхности пластмассовые трубы имеют ряд недостатков: сравнительно большую хрупкость и значительный коэффициент температурного линейного расширения.

Соединение полиэтиленовых и полипропиленовых труб между собой и с фасонными частями выполним методом контактной сварки в стык, или с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями (электрофузионными фитингами). Возможно механическое соединение с помощью компрессионных фитингов. Раструбные трубы из поливинилхлорида соединим при помощи зазорозаполняющего клея на основе тетрагидрофурана (типа «Tangit») или с помощью эластичных уплотнительных колец.

Пластмассовые трубы легко обрабатываются и монтируются, но ввиду своей гибкости они требуют большего числа креплений на единицу длины и больше подходят для скрытого монтажа. Полипропиленовые трубы на морозе становятся хрупкими, поэтому их монтаж необходимо вести при температуре выше 5°C. Наряду с пластмассовыми трубами все чаще используют металлополимерные трубы, которые обладают теми же достоинствами и недостатками, что и пластмассовые. Это позволило перейти от последовательной схемы присоединения приборов к стояку к параллельной с использованием поэтажных коллекторов. При этой схеме значительно снижается влияние одновременного включения водоразборной арматуры у расположенных рядом приборов на расход воды каждого прибора.

Медные трубы применим в индивидуальном коттеджном строительстве. Эти трубы объединяют все достоинства металлических и пластмассовых труб, но обладают большим сроком эксплуатации. Трубы из нержавеющей стали также начали использовать для систем внутреннего водопровода после появления принципиально новых методов соединения труб и разнообразных фасонных частей. Сравнительный анализ производства и потребления труб из различных материалов и перспективы их дальнейшего использования приведен в табл. 1.

Таблица 1. Данные по потреблению труб для систем водоснабжения и отопления в странах Западной Европы в 1992 - 2002 годах

Материал	Потребление труб
	1992 г.	2002 г.	2004 г.
Стальные оцинкованные	млн. м	177	84,6	71,5
	%	14,4	5,5	4,6
Нержавеющая сталь	млн. м	7,4	21,2	24,5
	%	0,6	1,4	1,6
Медные	млн. м	746,9	705	671,1
	%	60,6	46,2	43,2
PEX	млн. м	185,5	387	410,9
	%	15,0	25,4	26,4
PB	млн. м	29,0	57,7	52,5
	%	2,4	3,8	3,4
MP	млн. м	12,2	213	279
	%	1,0	14,0	18,0
PPR	млн. м	67,5	43,4	34,8
	%	5,5	2,8	2,2
PVC-C	млн. м	7,4	13,0	9,6
	%	0,6	0,9	0,6
Всего	млн. м	1233,3	1526	1553
	%	100	100	100

Примечание. Обозначение материала труб: PEX - сшитый полиэтилен; PB- полибутен; MP -металлопластмассовые; PPR - статистический сополимер пропилена с этиленом; PVC-C - хлорированный поливинилхлорид.

Водопроводная арматура изготовляется из латуни, стали, бронзы, серого и ковкого чугуна, пластмасс. Выбор материала определяется условиями её эксплуатации и назначением. Для хозяйственно-питьевых и хозяйственно-противопожарных водопроводов установим арматуру на давление 0,6 МПа, а для раздельных противопожарных водопроводов - на давление 0,9 МПа. В водопроводных сетях используем следующие типы арматуры: запорная, водоразборная, регулировочная и предохранительная.

К запорной арматуре можно отнести пробковые проходные краны, задвижки, запорные вентили, автоматически закрывающиеся клапаны, предназначенные для перекрытия отдельных участков сети, и др.

Запорную арматуру установим: у основания стояков хозяйственно-питьевой сети в зданиях, имеющих более двух этажей; на всех ответвлениях от магистральных трубопроводов; на кольцевой магистральной сети; у основания пожарных стояков, на которых имеется пять пожарных кранов и более; на ответвлениях в каждую квартиру; на подводках к промывным канализационным устройствам (бачкам, смывным кранам, писсуарам); на подводках к водонагревательным приборам; перед приборами и аппаратами специального назначения; на ответвлениях, питающих более пяти водоразборных устройств.

На трубопроводах условным проходом более 50 мм в качестве запорной арматуры установим задвижки. К водоразборной арматуре относятся краны водоразборные, (поливочные, писсуарные, смывные, пожарные и т.д.), смесители, предназначенные для смешивания холодной и горячей воды (со стационарной душевой сеткой и с душевой сеткой на гибком шланге) и поплавковые клапаны.

Снижение непроизводительных потерь воды во многом зависит от гидравлических и конструктивных характеристик водоразборной арматуры. Использование арматуры с керамическими уплотнительными элементами, однорычажные и термостатические смесители - это реальная экономия холодной и горячей воды! Пожарные краны, выпускаемые диаметром 50 и 65 мм, представляют собой вентили с наружной и внутренней резьбой на концах для ввертывания в тройники монтажного стояка и для присоединения быстросмыкающихся полугаек.

Регулировочная арматура предназначается для регулирования расхода и для поддержания определенного напора в сети. К регулировочной арматуре относятся регуляторы давления, регулировочные вентили и т.п. Регуляторы давления (напора) понижают давление и поддерживают его «после себя», поэтому их установим на вводах в здания, в квартиры, на этажах многоэтажных зданий.

К предохранительной арматуре относятся предохранительные клапаны, обеспечивающие в сети или перед приборами напор, не превышающий заданный, а также обратные клапаны, обеспечивающие движение воды в трубопроводе только в одном направлении. Излишнее повышение напора в трубопроводах может привести к повреждению сети или присоединенного к ней оборудования. Обратные клапаны установим на вводах при наличии повысительных насосов на обводной линии, а также при наличии в системе водонапорного бака. При движении воды в трубопроводе в обратном направлении клапан прижимается водой к седлу и закрывает проход.

Для возможности поливки территории вокруг зданий внутренние водопроводы оборудуем поливочными кранами. Эти краны выводят к наружным стенам (цоколю) здания в ниши на высоте 0,3-0,35 м от поверхности земли через каждые 60-70 м по периметру здания. Подводки к кранам должны быть оборудованы запорными вентилями, расположенными в теплом помещении зданий. Для возможности спуска воды на зиму подводка прокладывается с уклоном в сторону поливочного крана, а в пониженной точке подводки дополнительно устанавливается тройник с пробкой или кран для спуска воды. Поливочный кран состоит из вентиля диаметром 15-25 мм и быстросмыкающейся полугайки для присоединения рукава (шланга).

Таким образом, при монтаже системы водоснабжения в микрорайоне будут использованы все виды водопроводной арматуры.

4.4 Вводы водопровода, водомерные узлы и устройства для измерения количества расходуемой воды

Трубопровод от сети наружного водопровода до сети внутреннего водопровода (до водомерного узла или запорной арматуры, размещенных внутри здания) называется вводом. Вводы (если их два) присоединяют к разным участкам сети наружного водопровода или к одной магистрали, но с установкой на ней разделительной задвижки. В месте присоединения ввода к сети наружного водопровода устраивают колодец диаметром не менее 700 мм, в котором размещают запорную арматуру (вентиль или задвижку) для отключения ввода при ремонте.

Для устройства вводов применяют чугунные раструбные водопроводные трубы диаметром 50 мм и более, стальные трубы с противокоррозионной битумной изоляцией и в отдельных случаях пластмассовые трубы. Глубина заложения труб вводов зависит от глубины заложения сети наружного водопровода, которая назначается с учетом глубины промерзания грунта. Наименьшую глубину укладки труб ввода обычно принимают на 0,5 м ниже глубины промерзания грунта и 1 м при отсутствии промерзания. Ввод укладывают с уклоном 0,005 в сторону наружной сети для возможности его опорожнения. Наименьшее расстояние по горизонтали от труб вводов до других подземных коммуникаций принимают по СНиП 2.07.01-89.

При пересечении водопроводных и канализационных трубопроводов первые прокладывают выше вторых на 0,4 м (расстояние в свету); при меньшем расстоянии между ними водопроводные трубы должны быть уложены в металлическую гильзу с вылетом в сухих грунтах по 0,5 м в обе стороны от точки пересечения, а в мокрых грунтах - по 1 м.

Диаметр отверстия для ввода в стене фундамента или подвала здания должен быть на 400 мм больше диаметра трубы ввода. Кольцевой зазор между трубой ввода и стальной гильзой при сухих грунтах заделывают эластичным водогазонепроницаемым материалом, например мятой глиной, смоленой прядью и цементным раствором марки 300, слоем 20-30 мм; при мокрых грунтах - с применением сальникового уплотнения или бетонного раствора марки 70 (жесткая заделка).

Число вводов определяется назначением и оборудованием зданий. Так, в зданиях (общественных, производственных), где недопустим перерыв в подаче воды, устраивают не менее двух вводов. Внутренние водопроводы клубов, театров и зданий, оборудованных более чем 12 пожарными кранами, также присоединяют к сети наружного водопровода не менее чем двумя вводами.

Для измерения расхода воды в зданиях устанавливают водосчетчики, входящие в состав водомерных узлов. Водомерный узел располагают в теплом и сухом нежилом помещении в легкодоступном для осмотра месте вблизи наружной стены у ввода в здание. Чаще всего его располагают в помещениях центрального теплового пункта (ЦТП), в подвалах или в приямках, устраиваемых в коридорах, либо на лестничных площадках здания. Во избежание излишних потерь напора водомерные узлы собирают из возможно меньшего числа отводов и фасонных частей, устанавливая измерительное устройство, как правило, на прямом участке. Для измерения количества воды на вводах внутреннего водопровода устанавливают скоростные крыльчатые и турбинные счетчики воды. Движение воды в этих счетчиках приводит во вращение вертушку (турбинку), размещенную в корпусе. Угловая скорость вращения вертушки пропорциональна скорости движения воды. Передаточный и счетный механизмы передают и суммируют обороты вертушки (турбинки), и на циферблатах фиксируется количество жидкости, прошедшей через счетчик.

Крыльчатые счетчики воды изготовляют диаметром (калибром) до 40 мм включительно. Ось вращения крыльчатки у этих счетчиков расположена перпендикулярно направлению движения воды. Крыльчатые счетчики установим на горизонтальных участках трубопроводов с резьбовым соединением. Существуют также крыльчатые водосчетчики, которые установимь на вертикальных участках трубопроводов.

Турбинные счетчики воды отличаются от крыльчатых тем, что ось вращения вертушки (турбинки) у них параллельна направлению движения воды. Счетный механизм соединен с вертушкой червячной передачей. Счетчики присоединяются на фланцах к трубопроводам, находящимся в любом положении (горизонтальном, вертикальном или наклонном) с направлением движения воды снизу вверх. Турбинные счетчики выпускаются калибром от 50 до 200 мм.

При подборе счетчика воды учитывают его гидрометрические характеристики (предел чувствительности, область учета, характерный расход), а также допустимые потери напора и условия установки. Подбирают счетчик воды на пропуск максимального расчетного расхода, который не должен превышать наибольшего (кратковременного) расхода для данного счетчика, указанного в табл. СНиП 2.04.01-85.

При учете расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды потери напора hдоп в крыльчатых счетчиках не должны превышать 5 м, а в турбинных счетчиках - 2,5 м. В случае пожара счетчик должен пропускать суммарный расход воды, но при этом потери напора не должны превышать 10 м. Если потери напора в счетчике оказались меньше 20% hдоп, то следует принять другой счетчик (меньшего калибра), чтобы он мог учитывать малые расходы воды. Для дистанционной передачи данных о расходе воды используются импульсные счетчики.

Таким образом, установка водосчетчиков позволит навести порядок в использовании водных ресурсов микрорайона, что даст экономию электроэнергии, снизит нагрузки на системы водоснабжения.

4.5 Трассировка водопроводных сетей внутри здания

Правильный выбор мест прокладки сети внутреннего водопровода существенно снижает стоимость устройства системы и облегчает ее эксплуатацию. При нижней разводке магистральный трубопровод от водомерного узла проложим в подвальном этаже или в техническом подполье, а при их отсутствии в подпольных каналах I этажа, совместно с другими трубопроводами (отопления, горячего водоснабжения), располагая его под ними или рядом с ними. Прокладка трубопроводов в земле под полом не допускается. Для предохранения труб от конденсации влаги и от промерзания утеплим их.

Стояки, разводящие трубопроводы и подводки к водоразборным устройствам в зависимости от назначения и степени благоустройства здания прокладывают двумя основными способами: открытой прокладкой - по колоннам, балкам, фермам, стенам (под потолком или у пола), и скрытой прокладкой - в бороздах, каналах, блоках и панелях, пространственных кабинах вместе с трубопроводами другого назначения. В зданиях, где к отделке предъявляются повышенные требования, целесообразно применять скрытую прокладку трубопроводов. Борозды и каналы для трубопроводов должны быть выполнены при производстве строительных работ. Размеры борозд принимают в зависимости от диаметра и числа труб, укладываемых в них. Борозды можно заделывать штукатуркой по сетке, оставляя в местах размещения вентилей, сгонов, накидных гаек смотровые отверстия, закрываемые дверками и лючками.

При большом числе вертикальных трубопроводов (стояков) устраивают монтажные шахты с перекрытиями из несгораемых материалов на каждом этаже. В шахты должен быть обеспечен доступ для обслуживания арматуры и трубопроводов. Горизонтальные трубопроводы всегда укладывают с уклоном 0,002-0,005 в сторону вводов для возможности спуска воды из системы.

Для крепления трубопроводов применяют крючья, хомуты, подвески и кронштейны. Крепление осуществляют с помощью закладных деталей, деревянных пробок или дюбелей. Для возможности демонтажа при ремонте на стояках выше запорного вентиля и на подводках у оборудования устанавливают сгоны, накидные и соединительные гайки.

Особое внимание следует уделять правильному креплению пластмассовых труб с учетом их температурного удлинения. Компенсация температурного удлинения осуществляется, как правило, за счет гнутых участков трубопроводов. При монтаже трубопроводов применяют подвижные крепления для обеспечения свободного перемещения труб и неподвижные крепления для жесткого закрепления их. Трубы крепят к строительным конструкциям с помощью крепежных элементов - металлических либо пластмассовых скоб или хомутов. Между металлическими скобами или хомутами и пластмассовой трубой вставляют прокладки из резины, войлока или пластмассы. В местах прохода пластмассовых труб через перекрытия, стены и перегородки устанавливают гильзы.

Арматура должна иметь самостоятельное крепление - угольник с фланцем или металлические скобы. При открытой совместной прокладке пластмассовых труб из поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена (ПНП или ПВП) с трубопроводами горячего водоснабжения или отопления расстояние между ними должно быть не менее 50 мм. При совместной прокладке указанных коммуникаций в шахтах и каналах трубопроводы горячего водоснабжения покрывают теплоизоляцией.

Таким образом, арматуру подберем в соответствии с особенностями труб и узлов системы водоснабжения.

4.6 Повысительные насосные установки

В тех случаях, когда гарантийный напор в сети наружного водопровода ниже требуемого, устанавливают повысительные насосные установки. Обычно в этих случаях применяют центробежные насосы, непосредственно соединенные с электродвигателями. При необходимости бесперебойной подачи воды проектируют установку резервных насосных агрегатов.

Насосы присоединяют к сети после водомерного узла. Размещают насосные установки в сухом и теплом изолированном помещении высотой не менее 2,2 м. Не допускается размещение хозяйственных насосных установок под жилыми квартирами, детскими комнатами, больничными помещениями, аудиториями учебных заведений и другими подобными помещениями.

Насосные агрегаты устанавливают на фундаменты, возвышающиеся над уровнем пола не менее чем на 20 см, с устройством надежной звукоизоляции, состоящей из амортизаторов под агрегатами, эластичных подкладок и эластичных патрубков длиной не менее 1 м (вибровставок) на всасывающем и напорном трубопроводах. Для противопожарных насосов звукоизоляции не требуется.

При установке насосов целесообразно предусматривать устройство обводной линии с задвижкой и обратным клапаном в обход насосов. Пуск насосов может быть автоматическим, дистанционным или ручным. Противопожарные насосы могут включаться пусковыми кнопками, располагаемыми у пожарных кранов, или струйными реле.

На напорной линии каждого насоса устанавливают манометр, обратный клапан и задвижку или вентиль, а на всасывающей линии - задвижку. Для восприятия усилий, возникающих в напорных трубопроводах от статического и динамического напоров, в местах поворотов трубопроводов устанавливают упоры. Через трубопроводы, уложенные по полу, делают переходные мостики. В отдельных случаях трубопроводы укладывают в подпольных непроходных каналах.

Подбор насоса производят по недостающему напору и расчетному расходу воды. Напор насоса Hн определяют как разность наибольшего требуемого напора во внутреннем водопроводе Hтр и наименьшего (гарантийного) напора в наружной сети - Hгар: Hн = Hтр-Hгар.

Гарантийный напор в наружной сети может быть задан от отметки оси трубы ввода в месте его присоединения к наружной сети или от отметки земли у этого места (так называемой отметки гарантийного напора).

Требуемый напор для сети внутреннего водопровода слагается из геометрической высоты расположения диктующего водоразборного устройства над отметкой гарантийного напора, из рабочего напора перед арматурой диктующего водоразборного устройства и из напора, необходимого для преодоления всех сопротивлений на пути движения воды от наружной сети до диктующего водоразборного устройства.

Насосы рекомендуется подбирать, пользуясь характеристиками Q - Н, приведенными в действующем каталоге насосов. При этом рабочую точку с координатами Нтр и Qтр определяют на пересечении характеристики сети с кривой Q - Н насоса.

При подборе насоса следует стремиться к тому, чтобы он обеспечивал подачу расчетного расхода воды потребителям при наибольшем значении КПД. Если насос работает в системе водоснабжения без водонапорного бака, то его подача должна соответствовать максимальному расчетному секундному расходу воды q, л/с. В системах с водонапорным или гидропневматическим баком подача насоса должна соответствовать максимальному расчетному часовому расходу воды Q, м3/ч. Режим работы насоса при этом определяют по интегральному или ступенчатому суточному графику водопотребления, стремясь к получению наименьшего регулирующего объема водонапорного бака.

4.7 Противопожарные водопроводы, спринклерные и дренчерные установки

Противопожарные водопроводы в соответствии с требованиями СНиП 2-04-01-85 устраивают в жилых зданиях высотой 12 этажей и более. В жилых зданиях высотой от 12 до 15 этажей устраивают объединенный хозяйственно-противопожарный водопровод, а высотой 16 этажей и более - раздельные противопожарный и хозяйственно-питьевой водопроводы. В микрорайоне Журавлики многоэтажные застройки не превышают 12 этажей. Следовательно, делаем выбор в пользу простых однозонных противопожарных водопроводов.

В состав оборудования пожарного крана входят пожарный вентиль диаметром 50 или 65 мм с быстросмыкающейся полугайкой, пеньковый рукав (шланг) такого же диаметра длиной 10 или 20 м с быстросмыкающимися полугайками (для присоединения к вентилю) и пожарный ствол с наконечником (спрыском) диаметром 13, 16 или 19 мм. Противопожарный водопровод должен обеспечивать подачу необходимого количества воды под определенным напором к любому из имеющихся на нем пожарных кранов. При пожаротушении могут действовать один кран или одновременно несколько кранов (одна струя или несколько расчетных струй). Если напор в сети недостаточен, устанавливают противопожарный насос, включающийся автоматически.

В системе хозяйственно-питьевого водопровода гидростатический напор на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должен превышать 40 м вод. ст., а для зданий проектируемых в сложившейся застройке - 60 м вод. ст.

Здания, проектируемые в районах со сложившейся застройкой, где ранее построенные здания присоединены к однозонным ЦТП, разрешается подсоединять к существующим сетям холодного и горячего водоснабжения при привязке проектов последних зданий, которыми заканчивается застройка района или микрорайона с обязательной установкой квартирных регуляторов давления в проектируемых зданиях.

Гидростатический напор на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана в системе раздельного противопожарного водопровода, а также в схемах, где пожарные стояки используются для подачи транзитных хозяйственно-питьевых расходов воды на верхний этаж (схема с верхней разводкой) не должен превышать 90 м. вод. ст. для двух зонных систем в режиме пожаротушения.

В некоторых зданиях устраивают автоматические (спринклерные) или полуавтоматические (дренчерные) системы пожаротушения. Спринклерная установка служит для локального пожаротушения на нормативно заданной площади защищаемого помещения. Дренчерная система предназначена для тушения пожара на заданной технологом площади или для создания водяных завес, позволяющих отсечь очаг пожара от остального помещения.

Спринклерная установка состоит из спринклеров (разбрызгивателей), распределительных и магистральных трубопроводов, контрольно-сигнального клапана, главной задвижки, основного и автоматического водопитателей.

Температура плавления сплава 57, 68, 93, 141, 182 или 240°C. При повышении температуры в помещении (в результате пожара) замок расплавляется, пластины разъединяются и стеклянный клапан падает, открывая отверстие в диафрагме. Вытекающая через отверстие под значительным напором вода, попадая на розетку, разбрызгивается. Площадь поверхности, орошаемой одним спринклером составляет 9-12 м2.

Системы автоматических установок со спринклерным оборудованием бывают водяные, воздушные и воздушно-водяные. Водяные системы устраивают в теплых помещениях с температурой выше 5°C, воздушные и воздушно-водяные системы - в неотапливаемых помещениях, находящихся в районах с продолжительностью отопительного сезона соответственно более 240 дней. В водных системах спринклеры устанавливают розетками вниз, а в воздушных и воздушно-водяных - розетками вверх. Во всех системах спринклеры размещают перпендикулярно защищаемой поверхности на расстоянии не более 3 м друг от друга.

Таким образом, в зависимости от степени пожарной опасности зданий применяют дренчерные установки заливные (во взрывоопасных помещениях) и сухотрубные. В заливной установке дренчеры располагают розетками вверх, в сухотрубной - розетками вниз.

4.8 Расчет внутреннего водопровода

Расчет внутреннего водопровода состоит из определения расходов воды на объекте и на отдельных участках сети, из гидравлического расчета водопроводной сети, из расчета и подбора установок и оборудования, применяемых для данной системы водоснабжения. Расход воды для принятой системы водоснабжения здания определяют с учетом удовлетворения нужд всех водопотребителей, норм и режима водопотребления. Расход воды в единицу времени на потребителя (одного человека, единицу изготовляемой продукции, единицу установленного оборудования), так называемые нормы водопотребления, весьма различны и зависят от ряда факторов: степени благоустройства зданий, климатических условий, требований технологии. Потребление воды в зданиях обычно неравномерно не только в течение года, месяца, недели, но и в течение суток, часа и более короткого времени. Режим водопотребления, т.е. изменение суточных или часовых расходов воды, может быть представлен в виде ступенчатых или интегральных графиков и оцениваться коэффициентами неравномерности, представляющими собой отношение максимальных расходов к средним.

Основой определения указанных расходов является допущение о вероятностном характере водопотребления. По рассчитанным часовым расходам осуществляют подбор насосов и регулирующих баков. По секундным расходам определяют диаметры труб.

Максимальный суточный расход хозяйственно-питьевой воды в жилых зданиях, м3/сут, определяют по формуле:

Qm= q*N*Kсут/1000,

где q - норма максимального потребления воды на одного жителя, л/сут; N - расчетное число жителей в здании, приближенно равное отношению всей жилой площади к норме площади на одного человека; Ксут - коэффициент суточной неравномерности, для жилых зданий равный 1,1 - 1,3. Сделаем расчет суточного расхода хозяйственно-питьевой воды в жилых зданиях микрорайона Журавлики на основании нормативов ЗАО «ИКХ». Коэффициент суточной неравномерности возьмем максимальный в силу неоднородности микрорайона по уровню застроек и плотности населения:

Qm/сут= q*N*Kсут/1000 =10*20000*1,3=260 тыс. л/сут.

Qm/час=260000:24=10833 л/час.

По этому показателю подбираем насос с гидропневматическим баком, подача которого соответствует расчетному часовому расходу воды. Режим работы насоса при этом определяется по ступенчатому суточному графику водопотребления.

Qm/сек=10833:3600=3 л/сек.

Для внутренних сетей водопровода используем пластмассовые напорные трубы из полиэтилена низкой и высокой плотности (ГОСТ 18599-2001), диаметром 50 мм на рабочее давление до 1 МПа в бухтах, в отрезках длиной до 12 м, а также трубы напорные из непластифицированного поливинилхлорида (ГОСТ Р 51613-20000) диаметром 50 мм с номинальным давлением 1,6 МПа с раструбом под клеевое соединение, под эластичное уплотнительное кольцо и без раструба, в отрезках до 12 м и полипропилена (ТУ 38-102-100-89). Расчет горячей воды рассчитывается по той же формуле. И данные нормативов идентичны.

Qm/сут= q*N*Kсут/1000 =10*20000*1,3=260 тыс. л/сут.

Qm/час=260000:24=10833 л/час.

Qm/сек=10833:3600=3 л/сек.

Допускается устройство однозонных систем холодного и горячего водопровода в зданиях до 17 этажей при установке в них квартирных регуляторов давления на подводках к водоразборной арматуре. Многоэтажные застройки в микрорайоне Журавлики от 5 до 12 этажей. Поэтому делает выбор в пользу однозонных систем холодного и горячего водопровода.