Тема 1. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ Содержание Основные законодательные и нормативные документы. Требования к качеству воды для водопровода. Нормы водопотребления. Водоснабжение зданий. Системы и схемы внутренних водопроводов. Устройство хозяйственно-питьевого водопровода. Проектирование и расчёт внутреннего водопровода. Повысительные и водонапорные установки. Противопожарные и поливочные водопроводы. Горячее водоснабжение зданий. Основные законодательные и нормативные документы Степень благоустройства современных жилых и общественных зданий, а также эффективная работа производственных предприятий определяется комплексом инженерного оборудования, основным из которых являются системы водоснабжения и водоотведения. Вода является самым потребляемым продуктом в жизни человека, поэтому использование чистой качественной воды в значительной степени влияет на здоровье и продолжительность жизни населения городов и посёлков нашей страны. Потребление природной воды ежегодно увеличивается одновременно с ростом населения и развитием гражданского и промышленного строительства. Особенно актуальны в настоящее время вопросы экономии, рационального использования природных вод и борьбы с загрязнением источников водоснабжения. Обеспечить нормальную жизнедеятельность населения с использованием чистой воды нормативных возможно и при выполнении законодательных требований документов по эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения. 1 всех принятых проектированию и Основным законодательным документом, определяющим отношение между обществом и водными ресурсами в нашей стране является «Водный кодекс Российской Федерации», который был введён в действие 03.06.2006 года №74-ФЗ. Он содержит 69 статей. Водными ресурсами являются поверхностные и подземные воды. Пользование водными ресурсами не должно противоречить «Водному кодексу РФ». По ст.8 «ВК РФ» собственником водных ресурсов является государство. «Водный кодекс» обязывает нас рационально пользоваться водными ресурсами. Качество питьевой воды систем централизованного водоснабжения регламентируется нормативными документами СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.», СанПиН 2.1.4.2496-09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» разработанными в соответствии с требованиями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Нормативной документацией для проектирования, монтажа и реконструкции систем и сооружений водоснабжения и водоотведения являются своды правил (СП) для внутренних систем: СП 30.13330.2012 «СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий»; СП 10.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности»; СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования»; СП 73.13330.2012 «СНиП 3.05.01-85 технические системы зданий»; для наружных систем: 2 Внутренние санитарно- СП 31.13330.2012 «СНиП 2.04. 02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» СП 32.13330.2012 «СНиП 2.04. 03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения». Для обеспечения централизованных качества систем воды в водоснабжения период и эксплуатации водоотведения всех действуют требования "МДК 3-02.2001. Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации" (утв. Приказом Госстроя РФ от 30.12.1999 N 168), где указываются виды и сроки ремонтных работ, обязанности персонала, учёт подачи воды и т.п. Проблема обеспечения населения России питьевой водой требуемого качества и в достаточном количестве является очень актуальной на сегодняшний коммуникаций день. В находится настоящее в время критическом большая часть состоянии. инженерных Главная причина повреждений трубопроводов - износ труб, который составляет до 80%. Вопросы оперативного ремонта, восстановления и реконструкции оборудования и трубопроводов, своевременное предупреждение раннего старения трубопроводов и сведение к минимуму последствий аварийных ситуаций на сетях становятся особенно актуальными. Для решения этих проблем Правительством России в декабре 2010 года (Постановление №1092 от 22.12.2010 г.) была принята федеральная целевая программа "Чистая вода" на 2011-2017 годы (с изменениями на 2 мая 2013 года). В концепции этой программы включены: совершенствование технологии подготовки питьевой воды; реконструкция, модернизация и строительство новых водопроводных и канализационных сооружений использование безопасных и эффективных реагентов для очистки воды, внедрение новых технологий; 3 модернизация промышленных предприятий и внедрение в схемы оборотного водоснабжения и др. Главным результатом этой программы, по оценкам специалистов – это улучшение качества воды и, как следствие, увеличение продолжительности жизни россиян. Требования к качеству воды для водопровода. Нормы водопотребления. Качество природных вод из источников водоснабжения представляет собой сложную, непрерывно изменяющуюся систему, которая содержит минеральные и органические вещества во взвешенном, коллоидном и растворенном состоянии. Требования к качеству питьевой воды, правила контроля качества воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения, регламентированы санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» Показатели качества воды подразделяются на 4 составляющих: физические (в том числе органолептические) - температура, цветность, запах, привкус, мутность; химические - жесткость, щелочность, активная реакция, окисляемость, солесодержание, сухой остаток и др., биологические и бактериологические - общее микробное число, колифаги и др.). радиационные (общая α – β-активность). Физические (органолептические) свойства воды Температура воды поверхностных источников изменяется широких пределах по сезонам года (от 0,1 до 30 0С); подземных вод более стабильна (8— 4 12 0 С). Оптимальная температура воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения принимается 7—11 0С. Мутность (прозрачность, содержание взвешенных веществ). Количество взвешенных веществ в воде выражается в миллиграммах на литр по каолину (мг/л) или единицах мутности по формазину(ЕМФ). Количество взвешенных веществ в питьевой воде не должно превышать 1,5 мг/л. Цветность воды (ее окраска) выражается в градусах платиновокобальтовой шкалы. Цветность питьевой воды не должна превышать 20 град. Запахи и привкусы воды обуславливаются присутствием в ней органических соединений. Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически по пятибалльной системе; привкусы и запахи, определяемые при 20°С, не должны превышать 2 баллов. Химические свойства воды Общая минерализация (сухой остаток) - общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии, характеризуется сухим остатком, получаемым в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка до постоянной массы. Для воды хозяйственно-питьевых целей сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л Водородный показатель. Вода, подаваемая хозяйственно-питьевым водопроводом, должна иметь показатель рН в пределах 6—9. Жесткость воды обуславливается содержанием в ней солей кальция и магния. Различают карбонатную жесткость, которая определяется наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли кальция и магния — сульфаты, хлориды, нитраты. Суммарная жесткость воды называется общей жесткостью, нормативный показатель которой не должен превышать 7,0 мг-экв. /л Содержание соединений железа. Железо часто встречается в воде подземных источников, в основном в форме растворенного двухвалентного 5 железа. Иногда железо содержится и в поверхностных водах в форме комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсной взвеси. Содержание железа допускается не более 0,3 мг/л. Азотсодержащие соединения — нитраты NО- 3, нитриты NО-2 и аммонийные соли NН+4 являются продуктами распада органических примесей, поступающих в воду со сбрасываемыми сточными водами. Впитьевой воде допускается содержание нитратов (по NО- 3) не более 45 мг/л. Бактериальная загрязненность воды В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 контроль бактериальных и вирусных загрязнений осуществляется по микробиологическим показателям: общее микробное число - число образующих колонии бактерий в 1 мл питьевой воды не более 50. Нормы водопотребления Норма водопотребления - это количество воды, потребляемое в единицу времени в л/сек, м3/сут или м3/час. Они устанавливаются опытным путём и определяются в расчете хозяйственно-питьевого водопотребления — на 1 человека; производственного — на единицу продукции производственного оборудования (станка, машины, двигателя и т. п.); сельскохозяйственного — на единицу площади орошения или осушения; для противопожарного – на 1 пожар, для животноводства — на 1 голову скота и т. д. Нормы расходов воды зависят от степени благоустройства, технологии производства и других условий. Они приводятся в нормативных документах в СП 30.13330.2012 «СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий» и используются при расчёте системы водоснабжения. 6 Водоснабжение зданий. Системы и схемы внутренних водопроводов. Внутренний водопровод– система холодного водоснабжения, которая обеспечивает подачу воды от наружной водопроводной сети по трубопроводам ко всем водоразборным устройствам внутри здания. Внутренний водопровод включает в себя: ввод в здание, водомерный узел, магистраль, стояки, подводки к санитарным приборам, водоразборную, запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, система водоснабжения может включать в себя насосную станцию подкачки и регулирующую емкость. Системы внутреннего водоснабжения делятся: По назначению: - хозяйственно-питьевые (В1) - противопожарные (В2) - производственные (В3, В4, В5…) - объединнные (хозяйственно-противопожарные, производственно- противопожарные) По обеспеченности напором: Обеспеченные напором, если требуемый напор для данного здания меньше гарантийного напора в городской водопроводной сети Нтреб ≤ Нгар Не обеспеченные напором, если Нтреб > Нгар В этом случае в систему включаются повысительные насосные установки. Ориентировочно требуемый напор в здании определяют по формуле: Нтр = 10+4(п-1), м где 10 — свободный напор для одноэтажной застройки; n — число этажей в доме. 7 По способу использования (для производственных водопроводов): 1) Прямоточные, когда вода, использованная однократно уходит в канализацию; 2) Оборотные, когда вода после однократного использования доводится до требуемого качества и используется вновь; 3) Повторного использования, когда вода использованная 1 раз, идет на другие нужды. Схемы водопроводных сетей По расположению магистрали схемы могут быть: с нижней разводкой (рис.1.1, а) и с верхней разводкой (рис.1.1, б) Рис.1.1. Схемы с нижней и верхней разводкой магистрали При нижней разводке магистраль прокладывается в подвале, техподполье или под полом 1-го этажа. Применяется в жилищном и гражданском строительстве. Удобны в зксплуатации. При верхней разводке магистраль прокладывается на чердаке, техническом этаже или под потолком верхнего этажа. Обычно применяется в производственных зданиях. По конфигурации сети бывают тупиковые, кольцевые, комбинированные, зонированные 8 Тупиковые сети (рис.1.2) применяются в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды (жилые, административные), при числе пожарных кранов до 12. В жилых зданиях при числе квартир до 400. Тупиковые сети имеют 1 ввод в здание. Рис.1.2. Тупиковые сети. 1 – городской водопровод, 2 – ввод, 3 – водомерный узел, 4 – насос, 5 – врезка ввода в водопроводную сеть. Кольцевые сети (рис.1.3) применяют в зданиях, где необходимо обеспечить бесперебойную подачу воды. Кольцуются обычно магистрали. Присоединяются к наружной сети 2-мя и более вводами. Рис.1.3. Кольцевые сети. 1 – ввод, 2 – врезка ввода в водопроводную сеть, 3 – задвижка, 4 – обратный клапан, 5 – водомерный узел Комбинированные сети – имеют кольцевые и тупиковые участки. Зонированные сети (рис.1.4) – применяют в зданиях повышенной этажности. Система делится на зоны. При этом первая зона, включающая нижние этажи, обеспечивается напором из городской сети, а последующие этажи – повысительными насосами. 9 а). б). зона 3 зона 3 РД зона 2 зона 2 РД зона 1 зона 1 Рис.1.4. Зонированные сети. а – с водонапорными баками, б – с поэтажными регуляторами давления. В зависимости от напора в наружной сети и от водоразбора внутренний водопровод выполняется по одной из схем: 1. Простая схема (рис.1.5). Система работает под напором в наружном водопроводе. Устраивается в том случае, когда напор в наружной сети достаточен в любое время. 2 1 3 4 5 6 8 7 Рис.1.5. Простая схема водоснабжения здания: 1 – водоразборная арматура; 2 – подводка к приборам; 3 – водомер; 4 – стояк; 5 – разводящая сеть (магистраль); 6 – водомерный узел; 7 – ввод; 8 – трубопровод наружной водопроводной сети 2. Схема с насосной установкой (рис.1.6). Устраивается в том случае, когда напора в наружной сети постоянно или периодически не хватает. 10 2 1 3 4 6 9 5 8 7 Рис.1.6. Схема водоснабжения здания с насосной установкой: 1 – 8 см. рис.5, 9 – повысительная насосная установка. 3. Схема с водонапорным баком. Устраивается если напор в наружной сети недостаточен лишь в часы максимального водоразбора. 4. Схема водопровода с насосной установкой и гидропневматическим баком. Устраивается при недостаточном или неравномерном напоре наружной сети. 5. Схема с водонапорным баком и насосной установкой. Устраивается, если напор в наружной сети недостаточен и имеется большая неравномерность водопотребления. Устройство хозяйственно-питьевого водопровода. Внутренний водопровод здания состоит из следующих элементов (рис.1.7): 1. – ввода, одного или нескольких; 2. – водомерного узла, одного или нескольких; 3. – установок для повышения напора (при необходимости); 4. – магистрали (распределительных трубопроводов); 5. – стояков; 6. – подводок к водоразборным устройствам; 7. – арматуры. 11 7 6 5 Колодец 2 3 4 Hзал B1 1 Наружная сеть В1 Рис.1.7. Элементы хозяйственно-питьевого водопровода В1 Ввод в здание. Вводом внутреннего водопровода называется участок трубопровода, соединяющий наружный водопровод с внутренней водопроводной сетью до водомерного узла или запорной арматуры, размещенных внутри здания. Ввод желательно прокладывать в ту часть здания, где сосредоточено большое количество водоразборной арматуры. Число вводов зависит от подачи воды потребителям. Здания с повышенными требованиями водоснабжения (здания, в которых 12 и боле пожарных кранов, жилые здания, в которых 400 и более квартир, кинотеатры с более 300 мест и др.) должны оборудоваться 2-мя и более вводам, присоединёнными к различным участкам водопроводной сети. Каждый ввод рассчитывается на пропуск 100% расхода воды. Ввод прокладывается кратчайшим путем от здания к наружной водопроводной сети и вводится в здание перпендикулярно стене. В месте присоединения ввода к наружной сети устраивают колодец диаметром не менее 700мм, в котором размещают запорную арматуру (вентиль или задвижку) для отключения ввода. Желательно ввод присоединять к имеющемуся ближайшему колодцу. Для устройства вводов применяют чугунные напорные трубы 12 диаметром 50, 100 мм и более, стальные оцинкованные трубы с противокоррозионной битумной изоляцией (при диаметрах менее 50 мм), пластмассовые трубы. Глубина заложения труб ввода зависит от глубины заложения наружной водопроводной сети, ниже глубины промерзания грунта: Hзал = hпром. + 0,5 м, где hпром. – глубина промерзания грунта в данной местности. При непромерзаемости грунта минимальная глубина заложения 1 м, назначается из условий защиты трубопровода от механических повреждений. Пересечение ввода через отверстие фундамента здания или стены подвала устраивают в сухих грунтах в стальной гильзе, диаметр которой на 400мм больше диаметра ввода. Зазор заделывают водогазонепроницаемым эластичным материалом. Трубу ввода укладывают с уклоном 0,002 - 0,005 в сторону наружной сети для опорожнения во время ремонта. В мокрых грунтах пересечение трубопроводом стены подвала устраивается с помощью сальниковых уплотнений. Расстояния по горизонтали в свету между вводами .хозяйственнопитьевого водопровода и выпусками канализации должно быть не менее 1,5 м при диаметре ввода до 200 мм включительно и не менее 3 м — при диаметре свыше 200 мм. Допускается совместная прокладка вводов трубопроводов различного назначения. Водомерные узлы и водосчетчики. Для учета количества потребляемой воды в системах водоснабжения зданий устанавливают водосчетчики или расходомеры. Водосчетчики устанавливают в водомерных узлах (рис.1.8), в состав которых входят вентили, контрольно-спускной обводная линия (байпас). 13 кран, манометр, Рис.1 8. Водомерный узел.1 - переходники, предусматриваемые если калибр водомера меньше диаметра трубы, 2 - гладкие участки для стабилизации потоков до и после водомера, 3 - спускной патрубок, 4-манометр, 5 - задвижка на обводной линии. Виды водомерных узлов. Различают водомерные узлы простые (без обводной линии), с обводной линией (байпас), на которой устанавливают вентиль или задвижку в закрытом (опломбированном) положении. Обводная линия для общедомовых счётчиков предусматривается если: имеется один ввод хозяйственно-питьевого или объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода в здание или сооружение; счетчик воды не рассчитан на пропуск расчетного максимального секундного расхода воды (с учетом расхода на пожаротушение). В зданиях, имеющих 2 и более вводов, каждый из них оборудуется водомерным узлом, при этом обводные линии не устанавливаются. Обводная линия оборудуется электрической задвижкой, которая открывается автоматически при срабатывании пожарной сигнализации. Если в здании имеется 2 и более вводов необходимо не допустить транзита воды через здание, для этого каждый ввод дополнительно оборудуется обратным клапаном. Водомерные узлы устраиваются в освещаемых помещениях с температурой не менее 5 0С на высоте удобной для эксплуатации водомера (около 1м). 14 Счетчики воды устанавливают на вводах холодного и горячего водоснабжения в каждое здание, вводах в каждую квартиру, всех ответвлениях трубопроводов в отдельные помещения: магазины, рестораны и др. Перед счетчиками (по ходу движения воды) предусматривается установка механических или магнитно-механических фильтров. Типы счетчиков. Для учета количества воды, расходуемой в зданиях, применяют скоростные комбинированные, водосчетчики: камерные диафрагмы, крыльчатые, сопла и трубы турбинные, Вентури, ультразвуковые расходомеры, с дистанционным съёмом показаний. Наиболее распространены скоростные счетчики воды, принцип действия которых состоит в суммировании (счете) числа оборотов рабочего органа, установленного в поток жидкости. В зависимости от конструкции рабочего органа различают две группы счетчиков — турбинные и крыльчатые. Действие скоростных водосчетчиков основано на измерении числа оборотов крыльчатки или турбинки, приводимых в движение струей, протекающей через счетчик воды. Число оборотов крыльчатки или турбинки пропорционально количеству протекающей воды. Ось крыльчатки или турбинки с помощью передаточного механизма соединена с редуктором и счетным механизмом, который передает значение количества воды на циферблаты. Подбор счетчика. Диаметр условного прохода водомера назначается по среднечасовому эксплуатационного расходу расхода воды, который водомера. не Водомер должен принятого превышать калибра проверяется: а) на пропуск расчётного максимального секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Потери напора не должны превышать: для крыльчатых - 5 м, для турбинных - 2,5 м. 15 hвод. = Sq2, м где S – гидравлическая характеристика водомера, зависящая от его калибра, м/(л/с); q – максимальный секундный расход воды в месте установки счётчика, л/с. Гидравлические характеристики водомера берутся по справочнику. Если эта проверка не проходит, нужно увеличить калибр водомера. б) на пропуск суммы расчётного максимального секундного расхода холодной воды и расчётного расхода воды на пожаротушение. Потери напора при этом не должны превышать: для крыльчатых - 10 м, для турбинных - 5 м. Водопроводная сеть зданий. Водопроводные сети в зданиях могут иметь различную конфигурацию (тупиковые, кольцевые, комбинированные, зонированные). Сети состоят из: магистральных трубопроводов распределительных трубопроводов, стояков, подводок к водоразборной арматуре. Магистраль – горизонтальный трубопровод, подающий воду к стоякам. Магистральные трубопроводы в сетях с нижней разводкой размещают в подвале или техническом подполье здания, а в сетях с верхней разводкой —под потолком верхнего этажа, на чердаке или в техническом этаже здания. Трубопроводы, прокладываемые в неотапливаемых помещениях, должны быть утеплены, если температура воздуха опускается ниже +2 0С. Стояки – подают воду в вертикальном направлении, прокладывают по возможности в местах наибольшего водоразбора так, чтобы их количество и длина разводок к водоразборным приборам были минимальными. Они должны располагаться около стен и перегородок, колонн, допускающих крепление трубопроводов. Подводки – трубопроводы, подающие воду от стояков к водоразборной арматуре - прокладывают, как правило, открыто по стенам душевых, кухонь и других помещений. Высота расположения не регламентируется. 16 Прокладка водопроводной сети. Трубопроводы прокладывают открытым или скрытым способом. Открыто - по стенам, по фермам, по колоннам, под перекрытиями. Скрытая прокладка - в бороздах, шахтах, каналах, блоках, панелях, кабинах. При невозможности открытой прокладки водопроводных труб их можно размещать в общих каналах с другими трубопроводами, если по ним транспортируют нетоксичные жидкости и газы. Все горизонтальные участки трубопроводов прокладывают с уклоном 0,002 — 0,005 для возможности опорожнения их при ремонтных работах. Скорость движения воды в трубопроводах внутренних сетей не должна превышать 1,5 м/с, с проверкой пропускной способности трубопроводов объединенных хозяйственно-противопожарных и производственно-противопожарных систем со скоростью 3 м/с. Трубопроводы могут крепиться: в отверстиях стен и перегородок или на кронштейнах, подвесках, хомутах или крюках к стенам и перекрытиям здания (рис.1.9). Рис.1.9. Крепление трубопроводов; а – хомут, б – подвеска, в – кронштейн; 1 – труба, 2 – шайба, 3 – подвеска, 4 – хомут, 5 – крепёжная пробка. Трассировка сети. Водопроводная сеть здания трассируется параллельно стенам зданий и линиям колонн, по возможности прямолинейно, так, чтобы длина труб была минимальной. Трубопроводы не должны пересекать балки, колонны и другие несущие части здания. Рекомендуется прокладывать сеть совместно с другими 17 сетями (отопления, горячего водоснабжения и т.д.). В нижних точках необходимо установить спускные устройства (краны или тройники с пробками для спуска воды). На основе проведенной трассировки строится аксонометрическая схема, на которой намечают места установки арматуры. Материалы водопроводной сети. Для устройства хозяйственно-питьевых водопроводных сетей холодного водоснабжения СП 30.13330.2012 рекомендует применять трубы и соединительные детали, срок службы которых при температуре воды 20 °С и нормативном давлении составляет не менее 50 лет, прошедшие санитарноэпидемиологическую экспертизу и имеющие соответствующие разрешения и сертификаты для применения в хозяйственно-питьевом водоснабжении.Трубы применяются полимерные (полипропиленовые, полиэтиленовые), металлополимерные, медные, стальные с антикоррозийным покрытием и др. Арматура внутреннего водопровода. Во внутренних водопроводах, в зависимости от назначения, применяют арматуру: запорную, водоразборную, регулирующую, предохранительную. Соединение резьбовое или фланцевое. Материал изготовления: чугун, сталь, латунь, пластмассы. Запорная арматура. К запорной арматуре относятся: пробковые проходные краны, запорные вентили, задвижки, шаровые краны, затворы. Запорная арматура предназначена для отключения отдельных участков водопроводной сети. Запорную арматуру устанавливают: у основания стояков водопроводной сети в зданиях, имеющих более трех этажей; на всех ответвлениях от магистральных трубопроводов; на кольцевой магистральной ответвлениях в каждую сети; у основания квартиру; на пожарных подводках к канализационным устройствам (бачкам, смывным кранам) и т.д. 18 стояков, на промывным Водоразборная арматура. К водоразборной арматуре относятся краны водоразборные, туалетные, смесительные, лабораторные, банные, поливочные, писсуарные, смывные, пожарные и т.д. В зависимости от вида перемещения затвора водоразборную арматуру подразделяют на два типа: вентильную, пробковую. Регулирующая арматура. К регулирующей арматуре относятся: регуляторы расхода, напора, регулировочные вентили и т.п. Регулирующая арматура предназначена для регулирования расхода воды, поддержания определенного напора в сети или перед водоразборными приборами. Установку регулятора давления на вводе в квартиру следует предусматривать после запорной арматуры и фильтра перед водосчетчиком. Предохранительная арматура. К предохранительной арматуре относятся предохранительные клапаны, обратные клапаны. Предохранительная арматура предназначена для защиты от повреждения сети и оборудования при внезапном повышении напора. Обратные клапаны предусматриваются: на обводной линии насосов, на напорном патрубке каждого насоса, на вводах, если на внутренней водопроводной сети размещают водонапорные баки или проектируют несколько вводов, соединенных между собой трубопроводами внутри здания. Воздухоотводчики устанавливают обычно в верхних точках сетей с верхней разводкой, верхних коллекторов, соединяющих несколько стояков, и других точках, где возможно скопление воздуха. Перед воздухоотводчиком предусматривается запорная арматура. Давление в водопроводной сети. Гидростатическое давление в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора должно быть не более 0,45 19 МПа (для зданий, проектируемых в сложившейся застройке не более 0,6 МПа), на отметке наиболее высоко расположенных приборов - по паспортным данным этих приборов, а при отсутствии таких данных не менее 0,2 МПа. В системе хозяйственно-противопожарного водопровода на время тушения пожара допускается повышать давление до 0,6 МПа на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора. В двухзонной системе хозяйственно-противопожарного водопровода (в схемах с верхней разводкой трубопроводов), в которой пожарные стояки используются для подачи воды на верхний этаж, гидростатическое давление не должно превышать 0,9 МПа на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора. Проектирование и расчёт внутреннего водопровода. Расчёт внутреннего водопровода Системы холодного, горячего водоснабжения и канализации должны обеспечивать подачу воды и отведение сточных вод (расход), соответствующие расчетному числу водопотребителей или установленных санитарно- технических приборов. Для расчёта требуются данные: о числе потребителей (U) в здании, например, для жилого дома – число жителей, для больницы – число коек, для кинотеатра – число мест и т.д.; о числе приборов (N) в здании (ванн, моек, унитазов и т.д.) Определение расчетных расходов. 1. Средний суточный расход холодной воды: Q c u quc U 3 , м /сут, 1000 где: qcu – норма расхода холодной воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л/сут., 20 U – число потребителей в здании 2. Максимальный секундный расход холодной воды: qc 5 q0c , л/с, где: q 0c – секундный расход холодной воды прибором (диктующим), л/с, – коэффициент, определяемый в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Рс, 3. Вероятность действия санитарно-технических приборов: Р c qc U hr,u 3600 q0c N , где: c q hr,u – норма расхода холодной воды, л/час, одним потребителем в час наибольшего водопотребления N – общее число приборов в здании; U – число жителей в здании. 4. Максимальный часовой расход холодной воды: с hr , м3/час, q hrc 0,005 q0,hr где: c – q 0,hr расход воды одним прибором (диктующим) в час наибольшего водопотребления, л/час – коэффициент, определяемый в зависимости от (N P c ). hr hr 21 5. Вероятность одновременного действия приборов в час: P 3600 P c q c c hr 0 q c 0,hr , где: Рc – вероятность одновременного действия санитарно-технических приборов q 0c – секундный расход холодной воды прибором, л/час, qc – расход воды одним прибором (диктующим) в час наибольшего 0,hr водопотребления, л/час Гидравлический расчёт Целью гидравлического расчёта внутреннего водопровода является определение диаметров труб и потерь напора в системе водоснабжения здания. Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицу Порядок гидравлического расчёта 1. Подсчитать число приборов и потребителей в здании. 2. Определить по аксонометрической схеме расчетное направление от диктующего прибора (самый удалённый от ввода) до точки присоединения внутреннего водопровода к городской водопроводной сети. 3. Разбить аксонометрическую схему на расчетные участки. 4. Пользуясь таблицами гидравлического расчёта, для каждого участка определить количество приборов, расчетный секундный расход, скорость, диаметр и потери напора 5. Подсчитать суммарные потери напора на расчётном направлении. Расчетный расход для каждого участка определяется по формуле (см. п. 2). Диаметры подбираются по экономичным скоростям: 0,9–1,2 м/с, Потери напора с учётом местных сопротивлений определяются по формуле: 22 H = il (1+kl), м Значения kl следует принимать: 0,3 – в сетях хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий; 0,2 – в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов жилых и общественных зданий, а также в сетях производственных водопроводов; 0,15 – в сетях объединенных производственных противопожарных водопроводов; 0,1 – в сетях противопожарных водопроводов. Необходимость устройства внутреннего противопожарного водопровода определяется СП 10.13130.2009. Если в здании проектируется объединённый хозяйственно - противопожарный водопровод, следует на соответствующих участках сети определить потери напора для двух случаев, а именно, на случай максимального хозяйственного водопотребления и на случай тушения пожара при максимальном хозяйственном водопотреблении. Подбор счетчиков Подбор счётчиков воды следует производить с таким расчётом, чтобы потеря напора в них не превышала для крыльчатого – 5 м, для турбинного – 2,5 м и при пожаротушении – 10 м. Калибр счётчика может быть равен диаметру трубопровода или меньше его. Потери напора в счётчике следует определять по формуле: h S q2 , м , где: q – расчётный расход воды на участке установки счетчика, л/с; S – сопротивление счётчика, м/(л/с)2. Определение требуемого напора 23 Требуемый напор в сети водопровода для хозяйственно-питьевых нужд определяется как сумма величин из равенства: Н тр h1 h2 h3 h4 , м где h1 – свободный напор у самой удалённой точки водопотребления (диктующего прибора), принятой в расчёте. Величина этого напора принимается по СНиП. h2 – геодезическая высота расположения диктующей точки. Эта высота вычисляется как разность в абсолютных отметках принятой расчётной точки и верха трубы городского водопровода; h3 – сумма потерь напора в сети; h4 – потери напора в счётчике воды; Сравниваем требуемый напор с напором в городской водопроводной сети (гарантийным напором). Гарантийный напор в городской водопроводной сети Нгар (даётся в задании на проектирование). Если Нтр>Нгар более чем на 2,0 м, необходимо использовать повысительную установку. Определение требуемого напора Нтр., когда в здании запроектирован объединённый хозяйственно-противопожарный водопровод, также производится по приведённым формулам, однако вместо h1 надлежит определить hпк, т.е. необходимый напор у наиболее удалённого от ввода верхнего пожарного крана. Геодезическая высота h2 принимается с учётом расположения пожарного крана на верхнем этаже. Если Нгар достаточен для хозяйственно-питьевых нужд, но недостаточен при пожаре, следует предусмотреть установку пожарных насосов (рабочего и 24 резервного) с включением их в работу при пожаре. В этом случае может быть запроектирована раздельная система внутреннего водопровода. Повысительные и водонапорные установки. К водонапорным установкам для внутренних водопроводов относятся: насосные повысительные установки, пневматические установки, водонапорные баки. Водонапорные установки служат для повышения недостающего напора в сети внутреннего водопровода до значения, которое определяют, как разность между требуемым напором при расчетном расходе воды и наименьшем (гарантированном) напоре на вводе. Повысительные насосы присоединяются к сети после водомерного узла. Насосные установки размещают в сухом и тёплом помещении высотой не менее 2,2 м. Размещают насосы в помещении центрального теплового пункта, бойлерной, котельной или в помещении подземной насосной. Не допускается размещение насосных установок под помещениями, где их установка может нарушать нормальные условия в помещениях, расположенных над ними: жилые квартиры, больничные помещения и др. При необходимости бесперебойной подачи воды проектируют установку резервных насосных агрегатов. При установке насоса предусматривается устройство обводной линии с задвижкой или вентилем и обратным клапаном. На напорной линии предусматривается устройство манометра, обратного клапана, задвижки или вентиля, в местах возникновения усилий на напорных линиях устанавливают упоры. Для обвязки насосов применяют стальные трубы на сварке и фланцевом соединении. Производительность хозяйственно-питьевых и производственных насосных установок следует принимать: при отсутствии регулирующего объема — не менее максимального секундного расхода воды; 25 при наличии водонапорного или гидропневматического бака и насосов, работающих в повторно-кратковременном режиме, — не менее максимального часового расхода воды. Подбор насоса производится по недостающему напору и расчётному расходу воды. Напор насоса Нн,, м, определяется по формуле: Ннас. = Нтр. - Нгар, где: Нтр – требуемый напор внутренней водопроводной сети, м, Нгар – гарантированный напор в наружной сети, м. Расход насоса, м3/ч Qнас qc 3600 , 1000 где qc – максимальный секундный расход воды в здании, л/с. Потери напоров повысительной установки ориентировочно могут быть приняты равными 1,5…2,0 м. Данные для подбора насосов приводятся в справочниках и каталогах фирм производителей. Пневматические водонапорные установки служат для поддержания напора в сети. Основным элементом пневматической установки является герметичный бак (гидропневмобак), из которого вода под давлением подается в распределительную сеть внутреннего водопровода. Требуемый напор в пневмобаке может быть создан насосом или компрессором при подаче в пневмобак воды или сжатого воздуха. Обычно гидропневматические баки работают совместно с насосами, образуя гидропневматическую установку. Водонапорные баки предназначены для аккумуляции воды (как регулирующие емкости) при колебании количества воды, поступающей в баки и расходуемой потребителями из баков, сохранения запаса воды, часто необходимого на противопожарные или технологические нужды. Водонапорные баки размещают в специальных пристройках, на чердаках, 26 технических этажах. Помещение для баков должно быть изолировано, оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, освещением и отоплением. Баки оборудуют подающим, разводящим, спускным, переливным, сигнальным трубопроводами. Запасной объем воды на противопожарные нужды предусматривается из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара из пожарных кранов при ручном или автоматическом включении пожарных насосов. Противопожарные и поливочные водопроводы. Различают противопожарные водопроводы: с пожарными кранами (ручного действия), автоматические (спринклерные), полуавтоматические (дренчерные). Согласно требованиями табл.1 (Изменения 1 СП 10.13130.2012 «Системы противопожарной Требования защиты. пожарной Внутренний безопасности») противопожарный противопожарные водопровод. водопроводы устраивают: в жилых одно- и многосекционных зданиях высотой 12 этажей и более; общежитиях и гостиницах высотой в четыре этажа и более; в зданиях учебных заведений; санаториях, домах отдыха, лечебных и детских учреждениях, магазинах и др. при объеме здания 5000 м3 и более; кинотеатрах, клубах, домах культуры и т.д. В жилых зданиях высотой 12—16 этажей устраивают объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод, а в зданиях высотой 17 этажей и более — раздельный противопожарный и хозяйственно-питьевой водопровод. В состав системы противопожарного водопровода зданий входят магистральные трубопроводы, пожарные краны, в случае необходимости, противопожарные насосы, водонапорные баки или пневматические установки. Сети противопожарных водопроводов при числе пожарных кранов 12 и более, проектируются из расчета надежности и бесперебойности работы, поэтому их выполняют кольцевыми и присоединяют не менее чем двумя 27 вводами к наружному трубопроводу. При необходимости сети противопожарного водопровода делают зонными. Пожарные краны размещают в шкафчиках с надписью ПК на высоте 1,35 м над полом в легкодоступных местах (в вестибюлях, коридорах, на лестничныхплощадках, в проходах и пр.) в нишах стен в шкафах. Спаренные краны допускается располагать один над другим на высоте не менее 1 м от пола. Пожарный кран состоит из пожарного вентиля диаметром 50 мм или 65 мм и резиново-тканевого рукава длиной 10, 15, 20 м. Всё здание оборудуют рукавами стандартной длины, на концах которого находится ствол и спрыск с диаметрами 13, 16, 19 мм для создания компактной струи с большой длиной вылета. Число пожарных кранов на здание рассчитывается из условий орошения всех помещений компактной частью струи. Во всех пожарных кранах должен обеспечиваться расчетный напор при условии их одновременной работы. Для увеличения напора в случае необходимости автоматически должен подключаться противопожарный насос. Минимальный расход воды на один пожарный кран — 2,5 л/с. Максимальный напор в объединенном противопожарном водопроводе на отметке низко расположенного водоразбора и пожарного крана должен быть не более 45 м, у раздельного противопожарного водопровода — не более 90 м. Расчетный секундный расход воды на нужды пожаротушения определяют по формуле: q пож = q0стр nстр., л/с где: q0стр. — расчетный расход воды на одну струю, л/с. nстр — число одновременно действующих пожарных струй; Свободное давление у пожарных кранов должно обеспечивать получение компактных пожарных струй высотой, необходимой для тушения пожара в любое время суток в самой высокой и удаленной части помещения. 28 Наименьшую высоту и радиус действия компактной части пожарной струи следует принимать равными высоте помещения, считая от пола до наивысшей точки перекрытия (покрытия), но не менее, м: 6 – в жилых, общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий высотой до 50 м; 8 – в жилых зданиях высотой свыше 50 м; 16 – в общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий высотой свыше 50 м. Автоматическое и полуавтоматическое пожаротушение Автоматические средства пожаротушения применяют в зданиях с высокой пожарной опасностью. Различают автоматические спринклерные системы (разбрызгиватели) и полуавтоматические дренчерные системы (водяные завесы). Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите АУП определен противопожарной Сводом защиты. правил Установки СП 5.13130.2009 пожарной «Системы сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». Автоматическая (спринклерная) система пожаротушения. Спринклерные противопожарные установки предназначены для автоматического тушения пожара в помещении с повышенной пожарной опасностью. Установка состоит из следующих основных элементов: спринклерных головок, смонтированных на ветвях, распределительной сети, контрольно-сигнального пускового клапана и главной автоматического водопитателя (бака), насосной установки (рис.1.10). 29 задвижки, Рис.1.10. Спринклерная система пожаротушения. Спринклерная система находится под давлением. Спринклерные установки бывают водяные, воздушные, водовоздушные. Водяные системы применяют в отапливаемых помещениях, воздушные и водовоздушные — в неотапливаемых. Наименьший диаметр распределительных трубопроводов принимают равным 20 мм Спринклерные головки (оросители) ввертывают на резьбе в стальные трубы на расстоянии 3—4 м друг от друга в шахматном порядке в плане, размещают под потолком. В настоящее время применяют спринклерные головки со стеклянным и металлическим тепловыми замками. Спринклерные головки изготовляют для различных температурных режимов (54, 68, 72 0 С). При повышении температуры выше установленной, тепловой замок разрывается, клапан открывается и вода разбрызгивается, включаются пожарные насосы.. Одновременно с подачей воды возникает сигнал тревоги. Одна спринклерная головка рассчитана на площадь пола 9-12 м2. Автоматические спринклерные системы пожаротушения объединять с хозяйственно-питьевыми системами не допускается. Полуавтоматические (дренчерные) установки. 30 Как правило, дренчерная система сухотрубная. Дренчерные установки создают водяные завесы защищая здание или отдельные его части от огня (например изоляция зрительного зала от сцены). Дренчерная установка состоит из открытых дренчерных головок, ввернутых в распределительную сеть. Открывается подача воды отдельным клапаном или задвижкой. Включение дренчерных установок может осуществляться от пожарных извещателей. При сигнале о пожаре включается система, вода поступает к дренчерам, образуется водяная завеса, которая предотвращает распространение пожара в другие помещения. Дренчер состоит из головки с диафрагмой, рамы, розетки. Размещают дренчеры на расстоянии не более 3 м друг от друга и не более 1,5 м от стен защищаемого помещения. Первичное пожаротушение для многоквартиных зданий По требованиям СП 30.13330.2012 в жилых квартирах на внутренней сети хозяйственно-питьевого водопровода, в том числе из полимерных труб, следует предусмотреть отдельный кран для первичного пожаротушения. Кран диаметром 20 мм устанавливается в квартире для присоединения шланга, длина которого должна обеспечивать возможность подачи воды в любую точку помещения. Кран первичного пожаротушения в расчёт не включается, устанавливается после водосчётчика. Поливочные водопроводы Наружные поливочные водопроводы устраивают для поливки зеленых насаждений и территорий. Поливочные краны в жилых зданиях присоединяют к хозяйственно-питьевому водопроводу. Их размещают в нишах наружных стен здания через каждые 60 — 70 м по его периметру на высоте 0,35 от отмостки здания. На каждом ответвлении к поливочному крану устанавливают запорный вентиль для перекрытия на зимний период. Внутренние поливочные краны с подводкой к ним холодной и горячей воды устанавливают внутри помещений на высоте 1,25 м от пола. Их устраивают для мытья полов, уборки помещений и пр. в мусорокамерах, санузлах, подсобных помещениях. 31 Горячее водоснабжение зданий. Система горячего водоснабжения (ГВС) служит для приготовления и подачи горячей воды на хозяйственно-бытовые или производственные нужды. Рассмотрим бытовые системы ГВС. Требования к качеству воды для горячего водоснабжения. Качество горячей воды должно отвечать требованиям СанПиН2.1.4.107401 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» и СанПиН 2.1.4.2496-09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения». Температура горячей воды. Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать: в пределах 60°С — 75°С у водоразборных точек для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединенных ко всем схемам теплоснабжения; не более 37°С — в детских садах; Системы ГВС могут быть местными, централизованными. Местные системы горячего водоснабжения Местной (децентрализованной) называется такая система, когда приготовление горячей воды осуществляется у места ее потребления. Для приготовления горячей воды в местных системах водоснабжения применяют различные водонагреватели: водогрейные колонки, газовые, электроводонагреватели, солнечные водонагреватели и т.д. Централизованные системы Централизованные системы горячего водоснабжения устраивают при наличии мощных источников тепла (ТЭЦ, районные котельные и т.д.). В централизованных системах приготовление горячей воды для всех объектов осуществляется в одном месте − в тепловых пунктах (центральных, 32 индивидуальных − ЦТП, ИТП). Существует две схема централизованного теплоснабжения «закрытая», «открытая». Открытая система (с непосредственным водоразбором) подаёт воду для горячего водоснабжения из обратного трубопровода теплосети (Т2) из системы водяного отопления, непосредственно, напрямую, и далее вода поступает по трубе Т3 к потребителям. Закрытая система ГВС берёт воду из холодного водопровода В1. Водопроводная вода нагревается горячей водой из тепловой сети с помощью поверхностных водонагревателей теплообменников - (ёмкостных или скоростных) и поступает по трубе Т3 к потребителям. Системы ГВС могут быть прямоточными (Т3) или циркуляционными (Т3 – Т4). Циркуляция обеспечивает требуемую температуру горячей воды в местах водоразбора. Элементы системы централизованного горячего водоснабжения. Элементы системы централизованного горячего водоснабжения аналогичны элементам системы холодного водоснабжения. В систему горячего водоснабжения входят подающие и циркуляционные трубопроводы, полотенцесушители, установки для подготовки воды, арматура, теплоизоляция (рис1.11) 33 Т3 6 9 10 7 Т3 8 5 2 Т2 3 4 Т3 Т1 1 12 Т4 11 Рис.1.11. Система горячего водоснабжения. 1 - ввод теплосети; 2 - тепловой узел; 3 – водосчётчик на подающем трубопроводе; 4 - подающая магистраль Т3; 5 - подающий стояк Т3; 6 – полотенцесушитель; 7 - квартирные водомеры; 8 - поэтажные подводки; 9 - смесительная арматура; 10 - циркуляционный стояк Т4; 11 - циркуляционная магистраль Т4; 12 - водосчётчик на циркуляции. Контрольные вопросы 1. Как классифицируются системы холодного водоснабжения зданий? 2. Какие факторы учитываются при выборе схемы водоснабжения здания? 3. В каких случаях на вводе водопровода в здание должна предусматриваться обводная линия? 4. Назовите элементы внутренней водопроводной сети 5. Как рассчитывается требуемый напор для системы водоснабжения здания? 6. Как производится трассировка трубопроводов водоснабжения в здании? 7. Какие системы внутренних противопожарных водопроводов вы знаете? 8. Какие системы горячего водоснабжения вы знаете? 34
