Инженерное оборудование, тепло-, газо-, водоснабжение территорий и зданий. Электрические сети и схемы электроснабжения

Качество воды характеризуется физическими, химическими и бактериологическими свойствами. Физические свойства воды температура, цветность, мутность, привкус, запах. Химические свойства воды активная реакция (рН), жесткость, окисляемость, содержание растворенных солей. Бактериологические свойства воды определяются степенью загрязненности бактериями, которые попадают в нее из сточных вод, с осадками, от животных и т.д. Различают бактерии патогенные (болезнетворные) и сапрофитные (не опасные). Загрязнение патогенными бактериями оценивают по наличию количества кишечной палочки.

Для этого пользуются следующим и показателями:

* коли-титр объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка (см3)

* коли-индекс -- число кишечных палочек в 1 л воды.

К качеству питьевой воды предъявляются требования, обязательные для всех хозяйственно-питьевых систем централизованного водоснабжения и для прочих систем водоснабжения при наличии в них очистных сооружений. К качеству производственной воды предъявляются требования, зависящие от характера производства. Основные показатели качества питьевой воды содержатся в ГОСТ Р51232--98. В нем приведены критерии оценки по запаху и привкусу, активной реакции (концентрация ионов водорода), мутности (количеству взвешенных частиц), оптимальной температуре, коли-индексу, коли-титру, цветности, жесткости, примесям железа, фтора, свинца, урана, хлора. Чтобы привести качество воды к требуемым нормативам, необходимо провести комплексные мероприятия по ее очистке. Способы очистки выбираются в зависимости от состава воды в источнике и от ее назначения. Наиболее распространенными считаются методы осветления и обеззараживания.

Осветление воды осуществляют отстаиванием и фильтрацией а также ее коагулированием, в результате чего взвешенные частицы оседают на дно.

Обеззараживание воды освобождает ее от патогенных бактерий с помощью хлорирования, озонирования и бактерицидного облучения.

Специальная обработка воды изменяет ее химический состав, удаляя ненужные примеси, газы. При необходимости проводят также ее умягчение, обезжелезивание, стабилизацию, обессоливание и охлаждение.

4.8 Гидравлический расчет водопроводной сети

Все элементы наружных водопроводных сетей, экономически выгодные диаметры труб, достаточные для пропуска заданных расходов воды, и потери напора в сети определяют гидравлическим расчетом. Пропускную способность элементов водопровода подбирают на весь расчетный срок его действия. Расчетный расход определяют как расход воды в часы максимального водоразбора для суток с наибольшим водопотреблением.

Расчетный суточный расход воды средний за год на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте:

Где qж -- норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды по СНИП 3.05.04-85;

N -- расчетное число жителей.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего потребления:



где Kmax сут и Kmin сут -- максимальный и минимальный коэффициенты суточной неравномерности режима водопотребления по сезонам, дням недели, Kmax сут =1,1 ... 1,3 и Kmin сут = 0,7 ... 0,9.

Расчетные часовые расходы воды:

где Kmax ч и Kmin ч -- максимальный и минимальный коэффициенты часовой неравномерности.

Где a-- коэффициент, зависящий от степени благоустройства зданий и режима работы предприятия (amax = 1,2... 1,4; amin = 0,4.0,6);

b - коэффициент, зависящий от числа жителей в городе (^bmax =1…4,5; b min=0,01…1,00)

Для расчета сети принимают, что водоразбор воды на промышленные предприятия происходит в виде сосредоточенных расходов, а на нужды населения -- равномерно по длине сети.

Удельный расход qуд-- это расход воды, л/с, приходящийся 1 м длины сети:



гдеQ -- общий расход воды на хозяйственные нужды, равномерно распределенный по сети;

S L -- общая длина магистральных линий.

Транзитный расход воды Qтр, - вода, которая полностью проходит через данный участок и поступает на следующий.

Путевой расход воды Qп -- расход воды, разбираемой потребителем на каждом участке:

Расчетный расход воды Qр на участке сети равен сумме транзитного и путевого расходов. Расчетный расход получают так же, как половину путевого на данном участке, т.е. между двумя узловыми точками сети.

На практике диаметры труб определяют, пользуясь таблицами гидравлического расчета Ф.А. Шевелева.

4.9 Водоснабжение фонтанов

Фонтаны -- важный элемент инженерного благоустройства городских территорий. Они имеют большое санитарно-гигиеническое и архитектурное значение. Существуют две схемы водоснабжения фонтанов: прямоточная и оборотная.

Прямоточное водоснабжение используют для сравнительно не больших фонтанов с расходом воды до 3-5 л/с. Оборотное водоснабжение применяют для фонтанов с большим водопотреблением. Это замкнутая сеть. Фонтанные струи воды получают требуемый напор от насосов, которые устанавливают в специальном помещении -- машинном зале.

Система водоснабжения фонтанов включает в себя распределительную сеть трубопроводов, фонтанные насадки, запорную и регулирующую арматуры, подающий и циркулирующий трубопроводы, выпуск, насосную установку, приемный резервуар. Распределительную сеть рассчитывают на максимальный расход воды. Фонтанные насадки влияют на высоту, форму и траекторию полета струи. Необходимый напор перед фонтанной насадкой определяют расчетом.

5. Водоснабжение зданий

5.1 Системы и схемы водоснабжения

Одним из необходимых условий городского благоустройства является водоснабжение. Все сооружения населенных пунктов, расположенные в канализованных районах или имеющие местную канализацию, оборудуют системами холодного и, все чаще, горячего водоснабжения. Системы водоснабжения зданий должны обеспечивать все объекты сети водой в требуемом количестве, определенного качества и под необходимым давлением. Качество подаваемой воды зависит от назначения систем водоснабжения.

Система водопровода учитывает количество потребителей и норму потребления воды. для разных категорий потребителей существуют свои нормы. Населению вода требуется для удовлетворения физиологических потребностей: приготовления пищи, под держания гигиены, хозяйственно-бытовой деятельности. Норма потребления воды одним человеком в сутки колеблется в зависимости от степени благоустройства города. Для населения крупных городов, обеспеченного холодным и горячим водоснабжением, норма потребления воды на 1 чел. составляет около 400 л/сут. В эту норму входит расход воды на нужды предприятий коммунального обслуживания населения (бани, парикмахерские, прачечные, предприятия общественного питания и т.д.). Другой потребитель - промышленные предприятия, почти в каждом из которых технологический процесс связан с расходом большого количества воды.

В городе также учитывается расход воды на пожаротушение, полив зеленых насаждений и, в зависимости от климатических условий, на обводнение городской территории.

Система водоснабжения здания или объекта -- это совокупность технических устройств, обеспечивающих подачу воды под напором ко всем конкретным потребителям из наружных водопроводных сетей. Сети внутреннего водопровода питаются от наружных водопроводных сетей. Система внутреннего водопровода (холодного водоснабжения) состоит из ввода (или вводов), водомерного узла (узлов), сети магистральных и распределительных трубопроводов, водозаборных устройств, арматуры. В настоящее время назрела необходимость установки водомерных устройств для каждого конкретного потребителя. В некоторых случаях в систему включаются я повышающие напор установки (для зданий большой этаж и местные установки для очистки вольт, где вода фильтруется, обесцвечивается, обеззараживается хлором, озоном или ультрафиолетовыми лучами, опресняется и отстаивается.

Различают системы водоснабжения централизованные и использующие местные источники водоснабжения (подземные и поверхностные).

При прокладке водопроводных труб очень важно предусмотреть сохранение в них необходимой температуры воды -- вода не должна чрезмерно охлаждаться и нагреваться. Поэтому в СНиП 3.05.04--85 рекомендуется водопроводные сети укладывать под землей. Но при технологическом и технико-экономическом обоснованиях допускаются и другие виды прокладки. Чтобы исключить переохлаждение и промерзание водопроводных труб, глубина их заложения, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта. Для предупреждения нагревания воды в летнее время года глубину заложения трубопроводов следует принимать не менее 0,5 м, считая до верха труб. Глубину заложения производственных трубопроводов необходимо проверять из условия предупреждения нагревания воды лишь в том случае, если нагревание недопустимо по технологическим соображениям. Расположение линий водопровода на генеральных планах, а также минимальные расстояния в плане от наружной поверхности труб до сооружений и инженерных сетей должны приниматься в соответствии со СНиП 2.07.01-89*.

Водопроводные сети делают кольцевыми и в редких случаях тупиковыми, так как они менее удобны при ремонте и эксплуатации и в них может застаиваться вода.

Диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным, для городских районов составляет не менее 100 мм и не более 1000 мм. В водопроводной сети поддерживается свободный напор не менее 10 м вод. ст., что обеспечивает возможность использовать водопроводную сеть для тушения пожаров. Для этой цели на всей протяженности водопроводной сети через 150 м устанавливают специальные устройства для подключения пожарных шлангов -- гидрантов. Нормами предусмотрено, что для наружного пожаротушения необходим расход воды 100 л/с.

Благодаря свободному напору в водопроводной сети не менее 10 м вод. ст. здания небольшой этажности обеспечиваются водой без дополнительного насоса. В зданиях повышенной этажности создается дополнительный напор местными насосами.

Для удобства эксплуатации и ремонта предусматривают установку различной арматуры, которая располагается на водопроводных сетях в смотровых колодцах. Их выполняют из сборного железобетона или из местных материалов. При расположении уровня грунтовых вод выше дна колодца предусматривают гидроизоляцию дна и стен колодца на 0,5 м выше уровня грунтовых вод.

Водопроводные трубы для полива, заполнения открытых бассейнов, функционирования фонтанов действуют только летом, поэтому их разрешается прокладывать на глубине 0.5 м.

Горячее водоснабжение устраивают в городах с высоким уровнем благоустройства. Горячей водой здания снабжают квартальные системы централизованного горячего водоснабжения от отдельно стоящих центральных тепловых пунктов (ЦТП), которые, как правило, располагают в центре обслуживаемого участка. Тепловую мощность ЦТП выбирают с учетом перспективного строительства.

Сеть горячего водоснабжения рассчитывают при централизованной системе водоснабжения на два режима работы: режим водоразбора горячей воды в часы максимального водопотребления; режим циркуляции воды в часы минимального водоразбора.

Для сетей горячего водоснабжения используют водогазопроводные оцинкованные трубы, соединяемые на резьбе или сваркой. Уклон трубопроводов принимают не менее 0,002. Трубы изолируют для уменьшения теплопотерь. Наружные сети горячего водоснабжения прокладывают в отдельных каналах или бесканальным способом (непосредственно в грунте), или в каналах совместно с тепловыми сетями.

5.2 Элементы внутреннего водопровода

В зависимости от назначения системы водоснабжения делятся на следующие виды:

* хозяйственно-питьевая -- для подачи воды, удовлетворяющей требованиям ГОСТ Р51232-98, для использования в жилых, общественных и производственных помещениях (для приготовления пиши, умывания, купания, хозяйственных нужд);

* производственная система -- для подачи воды на технические нужды;

* противопожарная система -- для тушения пожаров.

В зависимости от потребностей того или иного объекта системы внутреннего водоснабжения могут быть объединенными или раздельными. Однако соединение в одном водопроводе воды хозяйственно-питьевой с водой не питьевого качества недопустимо.

По конструкции различают следующие системы внутреннего водопровода для производственных зданий: с прямоточным водоснабжением: с оборотным водоснабжением; с повторным использованием воды. На выбор конструктивного решения влияют назначение, техническая целесообразность, требование экономичности, противопожарные, санитарно-гигиенические требования. При этом надо стремиться к уменьшению строительных и эксплуатационных расходов.

Внутренний водопровод зданий включает в себя следующие устройства (рис. 5):

Рис. 5. Элементы внутреннего водопровода:

1 -- ввод; 2 -- водомерный узел; 3 -- магистральный трубопровод; 4 -- распределительный трубопровод (стояк); 5 -- подводки (ответвления); б -- водоразборные краны и другие приборы

* водопроводный ввод -- участок трубы на наружной сети от ближайшего смотрового колодца до здания. Прокладывается из тех же труб, что и наружные сети, с минимальным уклоном 0,005 от здания. Минимальная глубина заложения больше глубины промерзания на 0,5 м;

* водомерный узел с обводной линией или без нее. Состоит из задвижки, фильтра, водомера, спускового тройника, опломбированной задвижки. Водомерный узел с обводной линией устраивается в случае бесперебойной подачи воды, т.е. когда противопожарный водопровод соединен с хозяйственно-питьевым

* магистральные трубопроводы;

* стояки -- вертикальные трубы;

* подводки к приборам;

* водоразборная арматура -- смесители, водоразборные краны

Основная водоразборная арматура устанавливается в кухнях, санузлах и ванных комнатах, которые предпочтительно устанавливают компактно, линейно. Аксонометрическая схема размещения расстановки элементов внутреннего водопровода выполняется на основании строительных планов этажей и разрезов в масштабе. На ней условно показываются все элементы сети и водоразборные приборы, вертикальные отметки. По ней можно рассчитать число всех элементов, длину труб, число подводок.

На вводе в здание требуемый напор должен обеспечить подачу нормативного расхода воды к самому высокому (диктующему) водозаборному устройству. Минимальный напор воды в месте присоединения ввода называется гарантийным. В случае недостатка напора в наружной сети для здания устанавливаются повысительные насосные установки, водонапорные баки, пневматические установки.

Схемы сетей внутренних водопроводов в зависимости от режима водопотребления, требований и назначения объекта бывают тупиковыми, кольцевыми, комбинированными, зонными.

Тупиковые сети используют там, где допускается перебой в водоснабжении в случае аварии. Кольцевые сети применяют, когда требуется надежная бесперебойная подача воды. Комбинированные сети устраивают в многофункциональных зданиях сложной конфигурации. Зонные (многозонные) сети представляют собой несколько раздельных сетей в одном здании. Их используют для надежного водоснабжения сложных, например высотных, зданий.

Магистральные трубопроводы в здании должны быть расположены по кратчайшим расстояниям в зависимости от технико-экономической целесообразности, режимов подачи и потребления воды, надежности снабжения, рационального размещения. В сетях с нижней разводкой горизонтальные магистрали трубопроводов располагаются в нижней части зданий (в подвале или техподполье). В сетях с верхней разводкой горизонтальные магистрали размещаются в чердачном помещении. В планировке помещений этажей сантехнические узлы и водоразборную арматуру располагают по единой вертикали друг под другом.

Для внутренней водопроводной сети используются стальные водопроводные трубы диаметром от 10 до 150 мм на резьбовых, фланцевых, сварных, клеевых соединениях и пластмассовые на сварке. Для вводов применяют чугунные раструбные трубы.

Водопроводную арматуру изготавливают из латуни, стали, бронзы, чугуна, пластмасс (краны, клапаны, сетки, вентили, смеси тело и т.д.). Запорная арматура включает в себя задвижки, запор вентили, автоматически закрывающиеся клапаны. Ее устанавливают у стояков хозяйственно-питьевой сети, на ответвлениях, на кольцевой магистральной сети, у основания пожарных стояков, при вводе в каждую квартиру, на подводках к санитарным приборам, к водонагревательным приборам и т.д.

Регулировочная арматура предназначена для регулирования расхода и для поддержания, понижения напора (регуляторы давления, регулировочные вентили). Предохранительная арматура (клапаны) позволяет поддерживать величину напора не более определенного значения, что сохраняет оборудование в случае непредвиденного повышения давления в трубопроводе. Обратные клапаны обеспечивают движение воды только в одном направлении.

Трубопроводы внутри здания крепят к строительным конструкциям на подвесках или кронштейнах. При прокладке в неотапливаемых подвалах или чердаках трубы утепляют.

Вертикальные трубы, стояки, разводящие трубопроводы и под водки к водоразборным устройствам прокладывают скрыто или открыто в зависимости от назначения и степени благоустройства зданий. Открытый способ прокладки предполагает расположение труб вдоль стен и в шахтах индустриальных сантехкабин. Скрытая прокладка обязывает проводить трубы в каналах, бороздах, блоках и панелях стен. Эти особенности прокладки коммуникаций должны быть предусмотрены в строительной части проекта здания. Скрытая прокладка предполагает устройство в панелях смотровых люков и отверстий в местах размещения вентилей и других устройств регулирования сети. Трубопроводы и приборы крепятся к стенам с помощью крюков, скоб, кронштейнов, дюбелей и т.д.

Повысительные насосные установки применяют для повышения напора воды в случае, когда гарантированный напор ниже требуемого. Для этого используют центробежные насосы. При необходимости бесперебойной работы сети устанавливают также резервные насосные агрегаты. Насосы размещают в отдельном отапливаемом помещении высотой не менее 2,2 м, расположенном под нежилыми помещениями, на специальном фундаменте со звукоизоляцией. Насосы должны быть подключены к двум независимым источникам энергии.

Регулирующие водонапорные резервуары (баки) создают запас воды на случай недостаточного напора. Для технологических нужд и пожаротушения запас воды в резервуаре целевой, неприкосновенный. Объем резервуара складывается из регулирующего и запасного объемов.

Водонапорные баки могут быть в плане круглыми и прямоугольными из листовой стали с крышками. Они создают большие нагрузки на перекрытия, требуют специального ухода, удорожают строительство.

Определение расчетного расхода воды во внутреннем водопроводе. Сети внутренних водопроводов рассчитывают по максимальному секундному расходу воды в здании. Подача нормативного расхода воды к самому высокому и удаленному диктующему водоразборному устройству должна быть обеспечена с максимальным свободным напором.

Максимальный секундный расход воды, л/с, в здании определяется по формуле

Где--a--- коэффициент, зависящий от общего числа приборов и вероятности их действия;

q0 -- секундный расход воды одним при 6 (в общем случае для подачи холодной воды q0 принимают равным 0,2 л/с).

Вероятность действия водоразборных устройств

где q -- норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления, л;

U-- число жителей в здании, которое определяют по региональному показателю санитарной нормы площади на одного человека, по числу квартир в здании и жилой площади квартиры;

N - фактическое число жителей в здании.

В зданиях с одинаковыми потребителями на расчетных участках принимают единую вероятность действия для всех водоразборных устройств.

Гидравлический расчет внутреннего водопровода. С помощью гидравлического расчета внутреннего водопровода определяют экономически выгодные диаметры труб для пропуска расчетных расходов воды и потерь напора от диктующего водоразборного устройства в здании до места присоединения ввода. На расчетной аксонометрической схеме внутренней водопроводной сети выбирают самый удаленный от ввода (расчетный) стояк в направление от диктующего устройства до места присоединения ввода к наружному водопроводу. Аксонометрическую схему разбивают на участки, в пределах которых не изменяется расход. На них устанавливают количество водоразборных устройств N. По расчетам определяют число жителей U в здании и вероятность действия водоразборных устройств Р. Для каждого участка находят произведение величин Р N, коэффициент a, секундный расход q ,л/с, и его длину. По таблицам СНиП 2.04.01-85 выбирают диаметр каждого расчетного участка при экономичных скоростях движения v= (0,9... 1,2) м/с и максимальной скорости З м/с. По диаметрам определяют потери на единицу длины. Для каждого расчетного участка вычисляют потери напора, м:

Где i - удельные потери напора на трение (принимаются в зависимости от диаметра трубопровода, материала и расчетного расхода воды);

L -- длина расчетного участка сети, м;

l -- коэффициент, учитывающий потери напора в зависимости от длины участка,

К -- коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивление в соединениях труб и арматуре.

Напор для подачи воды (требуемый напор) в наиболее удаленную высокорасположенную точку определяют как сумму, м:

Где Нгеом -- геометрическая высота подъема воды;

Нпот -- сумма потерь напора в трубопроводе;

Нf свободный напор на излив.

Потери напора для всего здания определяют как сумму потерь напора от диктующего водоразборного устройства до ввода. Потери на вводе определяют как потери на участке от водомерного узла до места присоединения ввода к наружному водопроводу.

Геометрическая высота подачи воды в здание равна расстоянию по вертикали от уровня земли над местом присоединен ввода к наружному водопроводу до уровня изливного отверстия диктующего водоразборного устройства. Ориентировочно требуемый напор, м, определяют по формуле

где 10 -- свободный напор для одноэтажной застройки; n -- число этажей в доме.

5.3 Противопожарные водопроводы

Противопожарные водопроводы устраивают в соответствии с требованием СНиП 2.08.01-82 в жилых зданиях выше 12 этажей и общественных зданиях определенных категорий. В жилых зданиях от 12 до 15 этажей устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод, а в зданиях выше 16 этажей -- раздельные противопожарный и хозяйственно-питьевой водопроводы.

Противопожарные водопроводы состоят из сети магистральных трубопроводов, пожарных кранов в, в случае необходимости, противопожарных насосов, водонапорных баков или пневматической установки. Пожарные краны размещаются в легкодоступных местах (коридорах, лестничных площадках, вестибюлях) в нишах стен размерами 855х620х270 мм на высоте 1,35 м над уровнем пола. Шкафы закрываются стеклянной дверцей. Сети противопожарных водопроводов проектируются из расчета надежности и бесперебойности работы, поэтому их делают кольцевыми в горизонтальном или вертикальном направлениях и при соединяют не менее чем двумя вводами к подающему трубопроводу. При необходимости сети противопожарного водопровода делают зонными.

Число пожарных кранов на здание рассчитывается из условий орошения всех помещений компактной частью струи, т.е. радиус действия пожарного крана с подключенным пожарным шлангом составляет 16-26 м. Ко всем пожарным кранам вода должна подходить с расчетным вапором при условии их одновременной работы. Для подключения рукавов пожарных машин в зданиях высотой 17 этажей и более должны быть предусмотрены два выведенных наружу патрубка. Для увеличения напора воды в случае необходимости автоматически должен подключаться специально установленный протвопожарный насос. Расход воды на пожарный кран -- 2,5 л.

Различают противопожарные водопроводы ручного действия и включающиеся автоматически.

Противопожарный водопровод ручного действия состоит из пожарного вентиля диаметром 50 мм в резиново-тканевого рукава длиной 10, 15, 20 м. Все здания оборудуют рукавами стандартной длиной на концах которых находятся брандспойты с диаметрами от 16 до 50 мм для создания компактной струи с большой длиной вылета. Радиус действия пожарного крана на 6 м больше длины рукава.

Автоматические средства пожаротушения применяют в здании с высокой пожарной опасностью. Различают автоматические спринклерные системы (разбрызгиватели) и полуавтоматические дренчерные системы (водяные завесы).

Одна спринклерная насадка рассчитана на площадь 9 м Автоматические спринклерные системы пожаротушения никогда не совмещают с хозяйственно-питьевыми.

6. Канализация и санитарная очистка поселений

6.1 Классификация сточных вод и системы канализации

Необходимой формой очистки населенных мест от сточных вод является канализация. Ее задача -- удаление воды, жидких отходов, образующихся в результате хозяйственно-бытовой деятельности населения городов в поселков и работы промышленных предприятий. Вместе с поверхностными водами (поливочными, атмосферными, грунтовыми), оказавшимися на поверхности городских и поселковых территорий, жидкие отходы представляют собой загрязненную жидкость и называются сточными водами. В них присутствуют химические, биологические и органические составляющие. Их необходимо удалять, очищать, дезинфицировать и направлять в ближайшие водоемы. Для этого служат канализационная система и водостоки.

Сточные воды подразделяют на следующие категории:

* бытовые или хозяйственно-бытовые -- из домов, производственных зданий, образующиеся в результате жизнедеятельности людей. Содержат органические, минеральные, бактериальные загрязнения;

* производственные -- из промышленных предприятий, образующиеся в результате технологических процессов. Содержат органические, минеральные, ядовитые загрязнения;

* атмосферные -- с территорий города, крыш домов, дождевые воды, талые воды. Содержат минеральные, химические загрязнения.

Системы водоотведения зависят от состава сточных вод. Степень загрязнения характеризуется количеством загрязнения в единице объема. Концентрация загрязнений зависит от нормы потребления воды в населенном пункте, характера производства места сбора осадочных вод, их количества. Система канализации сточных вод обеспечивает прием, транспортировку, очистку, обеззараживание, утилизацию полезных веществ в отведение в водоем. Существуют два вида канализации: вывозная и сплавная.

Вывозная канализация основана на вывозе отдельных объемов жидкости на поля аэрации.

Сплавная канализация состоит из системы подземных трубопроводов и устройств, транспортирующих сточные воды на очистные сооружения. Эта система наиболее распространена в больших населенных пунктах. Для ее устройства необходимо наличие внутреннего водопровода с нормой потребления не менее 60 л/сут на одного человека

Система сплавной канализации состоит из внутренних устройств, наружных сетей, насосных станций перекачки, очистных сооружений и устройств выпуска сточных вод.

Сплавная канализация в зависимости от того, как решен вопрос отведения сточных вод, подразделяется на ливневую, фекальную (хозяйственно-бытовую), общесплавную, раздельную (полную, неполную), полураздельную и комбинированную.

Общесплавная канализация осуществляет отвод одной системой трубопроводов ливневых сточных вод, которые поступают после дождя с городских территорий через дождеприемные решетки, и хозяйственно-фикальных, поступающих из жилых домов и производственных зданий. При раздельной канализации применяются две независимые системы отвода сточных вод: ливневая канализация (водосток) и хозяйственно-фекальная. Сточные воды промышленных предприятий отводятся отдельной системой для очистки их от специфических загрязнений. В настоящее время раздельная система канализации наиболее применима.

6.2 Наружные канализационные сети

Наружная канализация состоит из подземных трубопроводов, по которым из домов самотеком отводятся воды к насосным станциям. Внутриквартальная сеть присоединяется к уличной. В местах соединения сооружают контрольные колодцы, располагаемые у красных линий улиц. Канализуемая территория города разбивается на отдельные бассейны по границе водоразделов. Уличная канализация объединяется в пределах одного бассейна и направляется в главный коллектор. В пониженных участках коллекторов устраивают насосные станции для подъема сточных вод и обеспечения дальнейшего самотечного их сплавления (напорный коллектор). Коллекторы большого диаметра называются каналами.

Канализационные сети проектируют на основании генплана. По абсолютным горизонталям находят на рельефе местности границы бассейнов канализования по водоразделам и направления укладки главных коллекторов с естественным уклоном. Затем проектируют присоединения к ним и внутриквартальные сети.

Схемы канализования выбирают в зависимости от условий рельефа: перпендикулярная, пересеченная, параллельная, зонная (поясная), радиальная.

Трассу канализации выбирают с помощью технико-экономической оценки возможных вариантов. При параллельной прокладке нескольких напорных трубопроводов расстояния между наружной поверхностью труб до сооружений в инженерных коммуникаций должны приниматься в соответствии со СНиП 2.04.03-85 исходя из условий защиты смежных трубопроводов и производства работ.

Наименьшую глубину заложения принимают в соответствии со СНиП 2.04.03-85 для канализационных труб диаметром до 500 мм на 0,3 м меньше наибольшей глубины проникновения в грунт нулевой температуры, но не меньше 0,7 м до верха трубы, считая от отметок планировки, для труб большого диаметра -- меньше на 0,5 м.

Диаметры канализационных труб системы зависят от количества сточных вод, которое определяется степенью благоустройства, т.е. нормой водопотребления, наличием горячего водоснабжения. Так, норма расхода сточной воды на 1 чел. при централизованном горячем водоснабжении и наличии ванны -- 400 л/сут, а при газонагревательных установках -- 300 л/сут.

Для канализационных сетей применяют чугунные, асбестоцементные, пластмассовые, бетонные, железобетонные в керамические трубы, в зависимости от наличия напора и состава сточных вод.

Для напорных коллекторов применяют чугунные, железобетонные, стальные и асбестоцементные трубы; для безнапорных в самотечных коллекторов -- чугунные, асбестоцементные, пластмассовые, бетонные, железобетонные и керамические трубы. Коллекторы прокладывают из круглых железобетонных труб и сборных элементов.

6.3 Очистка сточных вод

Канализация не только отводит сточные воды от зданий, но очищает их до такой степени, что при попадании в водоем они не нарушают его санитарных условий. Для этого служат канализационные сети, насосные станции перекачки, сооружения для очистки сточных вод и выпуска сточных очищенных вод.

Сточные воды содержат большое количество углерода, азота калия, фосфора, кальция. Эти вещества могут быть использованы для удобрений. Применяют механическую, биологическую, физико-химическую очистки сточных вод, дезинфекцию.

Комплекс очистных сооружений сконструирован как система последовательно расположенных специальных устройств, отстаивающих воду, собирающих осадок. Осадок содержит высокую концентрацию вредных веществ. Его тоже перерабатывают и очищают.

Биологическая очистка осуществляется фильтрованием сточных вод через почву, через специальные сооружения с биофильтрами и использованием кислорода. На полях орошения, предварительно обезвреженные сточные воды используют для выращивания сельскохозяйственных культур. Поля фильтрации используют только для очистки сточных вод с интервалом полива 5-10 сут. Для использования этих методов очистки нужны большие площади.

В настоящее время разработаны способы искусственной очистки сточных вод через биофильтры с применением активных микроорганизмов, вторичных отстойников.

На последнем этапе очистки сточных вод их обеззараживают дезинфицируют. Методы дезинфекции могут быть применены различные: озонирование, ультрафиолетовое облучение, электролиз, хлорирование и др.

Спуск сточных вод в водоемы проводится в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами и Правилами охраны прибрежных районов морей.

6.4 Система хозяйственно-бытовой канализации

Внутренняя канализационная сеть (рис. 6) включает в себя устройства сбора сточных жидкостей, установленные в квартирах (ванны, умывальники, унитазы, мойки), отводные трубопроводы, канализационные стояки, выпуски в наружные сети, расположенные в подвале или техподполье. В зданиях индустриального типа полносборного домостроения для размещения санитарных устройств применяют санитарно-технические кабины раздельного и совмещенного типов заводского изготовления. Разработаны схемы расположения в них санитарных приборов, водопроводных, газовых и вентиляционных устройств.

Во внутреннюю систему включены устройства для прочистки сети и канализации. Все приемные устройства в санузлах и кухнях оборудованы гидравлическими затворами, которые называют сифонами. Сифон представляет собой изогнутый канал, заполненный водой на высоту 60 мм, закрываю выход газов. Отводные трубы от приборов подсоединяются к стоякам поэтому целесообразно все приемники сточных вол располагать друг под другом подсоединяя их к одному стояку. Диаметр стояка принимается одинаковым по всей высоте, равным максимальному диаметру присоединенных отводных труб. Стояки размещают открыто у стен либо скрыто в стенах, шахтах. Трубы применяют чугунные, из поливинилхлорида (ПВХ) и полиэтилена (ПВП).

Рис. 6. Элементы системы внутренней канализации

1 - вытяжная труба, 2 - канализационный стояк, 3 - отводные линии, 4 - выпуск, 5 - дворовая или внутриквартальная сеть, 6 - контрольный колодец, 7 - соединительные линии

На стояках в первом и последнем этажах, а также через три этажа по высоте предусматривают устройства для прочистки - ревизии на высоте 1 м от уровня пола. Для прочистки горизонтальных участков труб также устанавливают клапаны прочистки. Внутренняя система канализации самотечная с неполным наполнением труб. Скорость движения сточных вод по трубам должна быть не менее самоочищающей скорости -- 0,7 м/с.

В трубопроводах над сточными водами скапливаются газы. Для вентиляции канализационный стояк выводят выше кровли здания. Над плоской кровлей вентиляционная шахта выступает на 300 мм, над скатной крышей на 500 мм, над эксплуатируемой кровлей -- на .3 м. Диаметр вытяжки равен диаметру сточного трубопровода. Вентиляционная шахта не должна располагаться ближе 4 м по горизонтали к окнам и балконам.

Канализационные выпуски выполняют из чугунных безнапорных труб. Диаметр выпуска соответствует диаметру стояков -- 50, 100, 150 мм -- и не может быть меньше.

Минимальная глубина заложения канализационного выпуска должна быть больше глубины промерзания на 0,5 м от низа трубы. Канализационный выпуск прокладывают с уклоном от здания. Величину уклона либо принимают, либо рассчитывают по месту сопряжения. Минимальная длина выпуска составляет 3 м. Заканчивается канализационный выпуск колодцем диаметром 1 м с диаметром люка 600 мм. При наличии эксплуатируемого подвала на выпуске устанавливают задвижку для предотвращения его залива в случае засорения наружных сетей.

Минимальный диаметр дворовой сети равен 150 мм, уличной и городской 200 мм.

Канализационные колодцы, в отличие от водопроводных, -- мокрые. Колодцы бывают линейные, угловые, контрольные, а для подключения выпусков и перепадные.

Основы гидравлического расчета канализационных сетей. Канализационную сеть рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода сточных вод. Цель расчета наружных канализационных сетей состоит в определении экономически выгодных диаметров зависимости от расхода и принятого уклона. Как правило, расчет ведут одновременно с построением продольного профиля сети. Расчетный расход сточной жидкости, л/с, определяют по формуле



г де N -- численность населения города; qж -- норма водоотведения; Кобщ -- общий коэффициент неравномерности водоотведения бытовых сточных вод, который определяется в зависимости от величины среднего секундного расхода.

Расчетный расход сточных вод на участке канализационной сети определяют по формуле

Где qтр -- транзитный расход водьт, поступающей из боковой сети;

qпоп - попутный расход воды, поступающей от прилегающих зданий;

qс - сосредоточенный расход воды от промышленного предприятия.

Расчетное наполнение трубопроводов бытовой канализации принимают в зависимости от диаметров труб. Минимальные диаметр трубопроводов сетей уличной канализации принимают равными 200-250 мм.

Расчетная скорость -- это скорость движения сточных вод для труб бытовой канализации. Ее принимают равной 8 м/с для металлических труб, 4 м/с -- для неметаллических.

Наименьшим уклоном трубы называется уклон, который обеспечивает при расчетном наполнении трубы скорость самоочищения 0,7 м/с: для труб диаметром 150 мм -- 0,008; диаметром 200 мм -- 0,005. По полученным в ходе гидравлического расчета канализационной сети значениям расходов сточных вод определяют диаметры труб, уклоны, обеспечиваюшие требуемые значения расчетных скоростей и наполнений. На практике расчеты выполняют по графикам, номограммам и таблицам СНиП 3.05.04-85.

6.5 Внутренний водосток с покрытий

Система внутреннего водостока предназначена для отведения атмосферных осадков по сети трубопроводов сквозь здание в ливневую канализацию (городской водосток). Внутренний водосток состоит из водосборных воронок, трубопроводов, выпусков, устройств для прочистки и осмотра сети через ревизии.

Водосборные воронки устанавливают в пониженных местах кровель, одну или две на секцию жилого дома, в лотковых кровельных панелях. Число воронок на крышах других зданий рассчитывают из условия, что на 250 ... 500 м² площади кровли приходится одна воронка. К воронкам обеспечивают минимальный уклон 0,025 за счет конструктивного решения или стяжки из цементно-песчаного раствора.

Стояки внутреннего водостока монтируют из чугунных безнапорных труб в зданиях высотой до трех этажей, из чугунных напорных труб -- в зданиях свыше трех этажей. Стояки водостока могут быть выполнены также из стальных, асбоцементных и пластмассовых труб при соответствующем обосновании. Минимальный диаметр труб водостока равен 50 мм. Их прокладывают вдоль строительных конструкций скрыто или открыто.

Стояки объединяют нижним горизонтальным трубопроводом, отводящим воду через выпуски в сеть ливневой канализации. В некоторых случаях допускают осуществлять выпуск на отмостку здания, что снижает уровень благоустройства территорий. В этом случае перед ним должен быть установлен гидравлический затвор. На водосточной системе предусматривают ревизии и прочистки аналогично канализационным.

6.6 Дворовая система канализации

Для зданий коттеджной застройки небольшой этажности применяют дворовую канализацию. Ее конструкция предусматривает поступление из внутренних канализационных стояков сточных вод в квартальную или уличную сеть самотеком. Выпуски осуществляются через контрольный колодец. Смотровые колодцы располагаются через 40-50 м при диаметре труб 150 мм. Колодцы дворовой канализационной сети выполняют из сборных железобетонных элементов диаметром 1 м и располагают от стены дома на расстоянии 3 м (в сухих грунтах) и 5 м (во влажных грунтах). Трубы используют керамические, асбоцементные раструбные. Уклон трубопроводов 0,008-0,015 устраивают от дома в сторону уличного коллектора.

На территориях малоэтажной застройки дома оснащают упрощенной системой канализования. Ее можно оборудовать только при наличии водопровода. Сточные воды отводят в простой или биологический септик. Он должен быть удален от дома не менее чем на 5 м, а от колодца -- на 15-30 м. В простом септике сточные воды задерживаются на три дня, а в биологическим -- на 10 дней.

Септик представляет собой двух- или трехкамерный колодец, заглубленный в землю на 1,2-2,0 м с перегородкой. Принцип функционирования септиков состоит в том, что сточные воды подвергаются бактериологическому процессу переработки. Осадки, скапливающиеся на дне септика, удаляют, когда их высота достигает 1/3 высоты колодца или примерно один раз в год, после чего септик заливают свежей водой до уровня входного отверстия.

7. Теплоснабжение поселений

7.1 Источники тепла

Тепловая энергия требуется для работы промышленных предприятий, отопления, вентиляции, кондиционирования и централизованного горячего водоснабжения зданий. Жилищно-коммунальное хозяйство использует около 25% всей тепловой энергии, потребляемой городом.

Теплоснабжение поселений может осуществляться двумя способами. Централизованное теплоснабжение -- получение тепловой энергии от теплоэлектропентрали (ТЭЦ), местных котельных. Децентрализованное теплоснабжение -- получение энергии от местных источников тепла (котельной установки, газоводогрейного агрегата или печи).

Централизованное теплоснабжение представляет собой систему, состоящую из источника теплоты, трубопроводов и потребителей теплоты. Тепловой источник снабжает теплом группу домов, квартал или район города, а также промышленные предприятия. Он может находиться на значительном отдалении от потребителей. В соответствии со СНиП 2.07.01-89* теплоснабжение городов и жилых районов с застройкой зданиями высотой более двух этажей должно быть централизованным.

Теплоносителем может служить вода с температурой 95°С и выше, пар (низкого и высокого давления) и воздух. Водяные системы используют в жилых домах, паровые системы -- на промышленных предприятиях, воздушные в общественных зданиях.

По характеру тепловых нагрузок различают сезонных (система отопления, вентиляции, кондиционирования) и постоянных (промышленные производства, системы горячего водоснабжения жилых и общественных зданий) потребителей. Сезонные потребители изменяют нагрузку по времени года и сохраняют ее в течение суток. Постоянные потребители изменяют интенсивность потребления в течение суток.

Мощность источника тепла выбирают по укрупненным показателям - по количеству жителей или зданий. Расход тепла для производств определяют по нормам расхода тепла на единицу продукции.

Источником тепла может служить ТЭЦ, где вырабатывается и тепловая и электрическая энергия. Это наиболее совершенная форма теплового источника. Распространенным тепловым источником служат котельные установки, которые в зависимости от назначения подразделяют на производственные и отопительные. Отопительные котельные дают тепло на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий Они в зависимости от производственной мощности бывают индивидуальные и групповые. Последние условно подразделяют в зависимости от размера обслуживаемой территории на квартальные и районные.

7.2 Тепловые сети

Для транспортировки тепла к потребителям используют трубопроводы - тепловые сети, которые могут передавать тепло с помощью воды и пара, их соответственно называют водяными и паровыми. В настоящее время тепловые сети передают тепло на большие расстояния. Во избежание больших теплопотерь они должны быть теплоизолированными.

Различают транзитные, магистральные, распределительные и кольцевые трубопроводных. Тепловые сети, которые подводят тепло к промышленным предприятиям, называют промышленными, к жилым и общественным зданиям -- коммунальными, к предприятиям и гражданским зданиям -- смешанными.

Схемы тепловых сетей в плане могут быть двух видов: радиальные и кольцевые. Радиальная схема теплоснабжения представляет собой тупиковые ответвления ко всем объектам. В случае аварии эти объекты оказываются отключенными. Кольцевая схема теплоснабжения более надежна и бесперебойна в работе. В ней все ветки мелких ответвлений объединены в общий контур. Тепловые сети разных районов города могут быть соединены между собой, чтобы в случае выхода из строя одного источника тепла его мог дублировать другой. Это позволяет бесперебойно снабжать теплом все районы города и одновременно устранять неисправность.

Тепловые сети делают двух- и многотрубными. Наиболее распространена двухтрубная система, при которой одна труба -- подающая, другая -- обратная. В этой системе вода циркулирует по замкнутому кругу: отдан свое тепло потребителю, она возвращается в котельную.

В жилых районах применяют два вида водяных систем теплоснабжения: открытую и закрытую. Разница заключается в том, что при закрытой системе теплоснабжения в трубопроводах циркулирует постоянное количество воды, а при открытой системе часть воды непосредственно из системы разбирается на нужды горячего водоснабжения. В открытой системе теплоснабжения вода должна быть по качеству равноценна питьевой, а запас воды на источнике тепла должен постоянно пополняться.

Однотрубная система подает теплоноситель для отопления и вентиляции, а затем выпускает его в качестве горячего водоснабжения. Вариант наиболее дешевый, но трудно рассчитываемый. Трехтрубная система обеспечивает подачу тепла по двум трубам с разными параметрами теплоносителя, а возврат осуществляется по третьей трубе. В четырехтрубной системе подача тепла на отопление и горячее водоснабжение разделена по двум парам труб. Наиболее применима в настоящее время в населенных пунктах раздельная двухтрубная система теплоснабжения ввиду удобства и экономичности ее использования.

Для горячего водоснабжения используют открытый и закрытый варианты присоединения к тепловым сетям. В открытых сетях горячая вода поступает прямо из теплосети и восполняет в ней тепло из источника. Качество горячей воды невысокое. В закрытых сетях вода теплосети полностью возвращается к тепловому источнику, нагревая водопроводную воду для горячего водоснабжения в теплообменных аппаратах. В этом случае качество горячей воды высокое.

Тепловые сети прокладывают нал землей и под землей. Надземная прокладка дешевле, но часто недопустима по эстетическим соображениям. Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и бесканальную прокладки трубопроводов.

Канальная прокладка трубопроводов дороже, но надежнее, так как стенки канала защищают трубы от случайных воздействий, блуждаюших токов и т.д. Каналы делают кирпичными и железобетонными. По конструкции они бывают проходные (высотой 2 м), полупроходные (высотой 1,4 м) и непроходные.

Бесканальная прокладка теплопроводов -- простой и дешевый способ заложения, поэтому он наиболее распространен, особенно при реконструкции и в малоэтажной застройке. Трубы укладываются прямо в грунт. Этот способ имеет, однако, большие недостатки: коррозия, трудоемкость ремонта, отсутствие периодического надзора. Частично их преодолевают, защищая трубы от внешних воздействий грунта изоляционным материалом: цементной коркой и гидроизоляцией. Применяют и армированный пенобетон, где арматуру выполняют в виде сетки, что придает значительную жесткость трубопроводам.

В настоящее время вместо ранее применявшейся армопенобетонной бесканальной прокладки трубопроводов очень широкое применение получили теплоизолированные пенополиуретановые (ППУ) системы трубопроводов. Принципиальной особенностью вида прокладки трубопроводов является практически полная герметичность конструкции, позволяющая располагать трубопроводы тепловых сетей во влажных грунтах без дополнительной гидроизоляции и попутного дренажа. Кроме того, конструкция прокладки трубопроводов может быть оборудована системой оперативного дистанционного контроля (СОДК), позволяющей систематически отслеживать и находить места увлажнения изоляции. При этом способе бесканальной прокладки используют трубы с теплоизоляцией из пенополиуретана диаметром от 57 до 1020 мм в гидроизоляционной оболочке из плотного полиэтилена.

Из этого же вида тепловой изоляции изготавливают фасонные изделия для прокладки трубопроводов: отводы, z-образные элементы для компенсации температурных удлинений, тройники, неподвижные опоры, спускники и воздушники и др. Трубы применяют только новые стальные, черные или оцинкованные марок Ст. 10, Ст. 20, Ст. 17ГС и другие в соответствии с требованиями Госгортехнадзора России.

При строительстве теплотрасс из ППУ трубопроводов особое внимание уделяют тепловой и водонепроницаемой изоляциям стыковых соединений. При этом используют специальную сварную муфту, обеспечивающую абсолютно герметичное соединение стыков. Пенополиуретановая изоляция рассчитана на длительное воздействие температуры теплоносителя до 130°С и на кратковременное воздействие температуры до 150°С. Все трубы и остальные элементы трубопроводов при использовании такого оборудования снабжены проводами оперативного дистанционного контроля, сигнализирующими о повреждении проводов или о наличии влаги в изоляционном слое при эксплуатации. Система основана на проводимости теплоизоляционного слоя, которая изменяется при изменении влажности. Для поиска мест неисправности (увлажнение изоляции, обрыв сигнальных проводников) используют методы и приборы, основанные на действии импульсной рефлексометрии.

СОДК включает в себя сигнальные медные проводники, заложенные во все элементы теплосети, разъемы по трассе и в местах контроля (ЦТП, котельной), переносные приборы для периодической проверки и стационарные -- для непрерывного контроля.

Прокладка в непроходных каналах -- наиболее удобный способ прокладки теплопроводов, чем и объясняется его частое применение. Преимущество этого способа по сравнению с бесканальной прокладкой состоит в том, что трубопровод защищен от колебания давления в грунте, так как заключен в канал, где находится на специальных подвижных и неподвижных опорах. Его недостаток заключается в отсутствии постоянного наблюдения за состоянием сетей, а в случае аварии трудно найти место повреждения. В непроходных каналах теплосети могут располагаться с нефтемазутопроводами, трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1 МПа и водопроводами.

В проходных коллекторах теплосети могут размещаться совместно с водопроводами диаметром до 300 мм, кабелями связи, силовыми кабелями напряжением до 10 кВ, а в городских коллекторах также с трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1,6 МПа и напорной канализацией. Во внутриквартальных коллекторах допускается совместная прокладка водяных сетей диаметром не более250 мм с газопроводами природного газа давлением до 0,005 МПа и диаметром до 150 мм. При совместной прокладке теплосети и водопровода во избежание нагревания изолируют, размещая его либо в одном ряду, либо под тепловыми сетями, учитывая при этом нормативную глубину заложения. В проходных коллектора ведут непрерывное наблюдение и контроль за состоянием сетей. Ремонт таких сетей упрощается.

В сложных участках, например, под центральными магистралями с большим движением, при пересечении железных дорог, под зданиями, где проходные коллекторы невозможно проложить, а непроходные каналы нельзя прокладывать из-за ограниченной возможности развития на случай ремонта, применяют полупроходные каналы. Хотя в них проход очень мал (высота -- до 1,4 м, ширина -- 0,4-0,5 м), все же можно осмотреть и отремонтировать теплосеть.

Трассу тепловых сетей в городах прокладывают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений, но при обосновании допускается расположение теплотрассы под проезжей частью или тротуаром. Теплосети нельзя прокладывать вдоль бровок террас, оврагов или искусственных выемок при просадочных грунтах.

...