Рис. 2.3 Деталировка водопроводной сети: 1 -- задвижки, 2 -- контур смотровых колодцев

Рис. 2.4 Сборный железобетонный смотровой колодец, выполняемый в сухих грунтах: 1 -- кольца; 2 -- плита перекрытия; 3 -- каменная отмостка; 4 ходовые скобы; 5 -- плита днища на утрамбованном слое грунта

Колодцы на наружной водопроводной сети проектируют из монолитного и сборного железобетона. Наиболее совершенны и экономичны при массовом строительстве сборные железобетонные колоды круглой формы (рис. 2.4).

В незамощенных местах дорог люки колодцев должны незначительно возвышаться над поверхностью земли с устройством отмостки шириной 1 м вокруг люка и с уклоном от него. На проезжей части улицы с усовершенствованным покрытием люки располагают на одном уровне с поверхностью покрытия. При наличии грунтовых вод водонепроницаемость колодцев обеспечивается гидроизоляцией дна и стенок на высоту не менее 0,5 м выше уровня этих вод. Проемы в стенках колодцев, через которые проходят трубы, заделывают просмоленной прядью и асбестоцементным раствором.

Во избежание замерзания воды в трубах глубина их заложения (до низа трубы) должна быть больше глубины промерзания грунта. Но минимальная глубина заложения водопроводных труб должна обеспечивать их защиту от динамических нагрузок и составлять не менее 1 м до верха трубы.

В местах поворотов водопроводной сети, тройниках и тупиковых концах вследствие внутреннего давления возникают силы, действующие вдоль оси трубы и вызывающие продольное растяжение. Это явление может привести к повреждению раструбных соединений труб. Поэтому во всех указанных выше местах устанавливаются упоры.

Трубопроводы при пересечении с железными и автомобильными дорогами следует прокладывать в водопропускных трубах под насыпями или в путепроводах. При отсутствии такой возможности водопроводные линии укладываются в футляре, представляющем собой трубу диаметром на 300 мм превышающим диаметр трубопровода. Водопроводные трубы в месте ими пересечения реки или оврага укладывают по дню в виде дюкера.

2.6 Водонапорные башни

Полного соответствия водопотребления и подачи воды насосной станцией II подъема добиться невозможно. Для регулирования подачи и потребления служат водонапорные башни.

Водонапорная башня состоит из следующих основных элементов: водонапорного бака, поддерживающей конструкции (ствола) и отепляющего шатра вокруг бака. В районах с мягким климатом шатры можно не устраивать, но в этом случае бак должен иметь перекрытие. Вода в бак подается по трубе 1, заканчивающейся на уровне наибольшего наполнения. Конец ее может быть оборудован поплавковым клапаном 5, который автоматически закрывает подающую трубу при наполнении бака. Раздача воды из бака происходит по трубам 1 и 2. На трубе 2 устанавливают обратный клапан 3, препятствующий поступлению воды в бак по этой трубе. Конец трубы 2 располагают над дном бака и оборудуют сеткой 4. Трубу 1, служащую для подачи воды в бак и разбора воды из него, называют подающе-разводящей. Задвижка 10 служит для отключения водонапорной башни от сети. Для подачи воды в бак и разбора воды из него могут выполняться отдельные трубы.

Для слива воды в случае переполнения бака служит переливная труба 9, заканчивающаяся в верхней части воронкой 6. К переливной трубе присоединена грязевая труба 7 с задвижкой 8, предназначенная для периодического удаления скапливающегося на дне бака осадка, а также для отвода воды при промывке бака.

Для возможности осмотра бака снаружи и внутри его устанавливают лестницы.

Расстояние между стенками шатра и бака должно составлять около 0,7 м.

Водонапорные башни бывают железобетонные, кирпичные, металлические и деревянные.

Железобетонные водонапорные башни в конструктивном отношении выполняются двух типов: со стволом в виде сплошного железобетонного цилиндрического стакана и со стволом из опорных колонн.



Рис. 2.5 Схема оборудования водонапорной башни трубопроводами

Рис. 2.6 Железобетонная водонапорная башня с цилиндрическим стволом: 1 -- защитная железобетонная оболочка; 2 -- кирпичный цоколь

Рис. 2.7 Железобетонная водонапорная башня с опорой из сборных элементов

Рис. 2.8 Бесшатровая сборно-металлическая водонапорная башня (конструкция инж. А. А. Рожневского)

2.7 Резервуары

Резервуары служат для хранения запасов воды и в зависимости от назначения могут быть расположены в различных местах системы водоснабжения. Резервуары сооружают преимущественно в следующих целях;

а) прием и хранение воды, поступающей от насосных станций I подъема, фильтровальных станций или районных водопроводов и подаваемой далее насосными станциями II (или последующего) подъема;

б) прием «свежей» воды, питающей системы оборотного водоснабжения;

в) хранение регулирующего объема воды и поддержание напора в сети (водонапорный резервуар);

г) хранение противопожарных и аварийных запасов воды. Часто резервуары служат одновременно для нескольких из указанных целей.

Объем резервуаров зависит от их назначения и производительности системы водоснабжения. Так, объем водонапорных резервуаров для хранения регулирующего объема воды, устраиваемых вместо водонапорных башен в тех случаях, когда имеется значительное естественное возвышение, определяется так же, как объем баков водонапорных башен.

Рис. 2.9 Железобетонный резервуар объемом 1000 м3, выполняемый в мокрых грунтах: 1-- днище на утрамбованном грунте, гидроизоляция битумом, бетонная подготовка; 2 -- стенка, 3 -- люк с лазом; 4 -- вентиляционные трубы; 5 -- перекрытие; 6 -- гидроизоляция битумом; 7 -- грязевая труба; 8 -- приямок

2.8 Водопроводные насосные станции

В зданиях водопроводных насосных станций размещают насосы и двигатели к ним, трубопроводы, задвижки, контрольно-измерительные приборы, водомеры, электрооборудование и пр.

Агрегаты (насос и двигатель) располагают перпендикулярно или параллельно продольной оси здания в один или два ряда, а также в два ряда в шахматном порядке. Вблизи насосных станций с большой подачей на напорных трубопроводах устраивают камеру, в которой размещают задвижки, расходомеры, предохранительные и обратные клапаны. Это позволяет уменьшить размеры зданий самих станций.

По расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяют на станции I подъема, II подъема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции I подъема подают воду из источника водоснабжения на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в распределительную сеть, водонапорную башню и другие сооружения. Насосные станции II подъема служат для подачи воды с очистных сооружений к потребителям. Повысительные насосные станции предназначаются для повышения напора в водопроводной сети Циркуляционные насосные станции устраиваются в промышленных системах водоснабжения и служат для подачи отработавшей воды на охлаждающие устройства и возврата этой воды на предприятие.

Насосные станции первого подъема чаще используют в качестве источника водоснабжения открытые водоемы, поэтому их приходится заглублять, чтобы обеспечить необходимую высоту всасывания для насосов и простоту их заполнения.

На станции установлены три насоса, из которых два рабочие насосы и один резервный.

Регулирование режима работы насосов осуществляется задвижкой на нагнетательном трубопроводе. Такие же задвижки установлены на всасывающем трубопроводе для отключения насосов от трубопроводной сети. Насосы защищены от раскрутки ротора при отключении электропитания и действия гидравлического удара предохранительным или обратным клапаном

Насосные станции второго подъема могут быть заглубленными и незаглубленными.

Насосы устанавливают в машинном зале. Подвод и отвод воды осуществляется по двум всасывающим и двум нагнетательным трубопроводам.

Регулирование подачи производится задвижкой на нагнетании. Отключение от трубопроводной сети делается задвижками на всасывающих трубопроводах.

С машинным залом совмещены помещения обслуживающего персонала, мастерские и подсобные хозяйственные помещения.

Здание обычно одноэтажное с заглубленным машинным залом. Подземную часть выполняют из бетона, верхнее - из кирпича.

Также в зданиях насосной станции размещают контрольно-измерительные приборы, водомеры, электрооборудование.

2.9 Водоподъемное оборудование водопроводных насосных станций. Насосы

Насос - гидравлическая машина, в которой механическая энергия приводного двигателя преобразуется в гидравлическую энергию движущейся жидкости. Насосы:

- поднимают жидкость на определенную высоту;

- подают жидкость на определенное расстояние в горизонтальной плоскости;

- заставляют циркулировать в замкнутой системе.

Основные параметры режимов работы насосной станции и ее оборудования являются:

- Подача - объем жидкости, подаваемой насосом в единицу времени, куб.м/с, л/с, куб.м/час.

- Напор - это удельная энергия жидкости, м, дм, см.

- Мощность - перемещение полезного расхода Q и создание напора Н.

Полный напор H, который должен создавать центробежный насос, складывается из следующих величин (рис. 2.10): геометрической высоты всасывания Нгвс, геометрической высоты нагнетания HГ.н, потерь напора во всасывающем трубопроводе (с арматурой) hпот.вс, потерь напора в напорном трубопроводе (с арматурой) hпот.вс. Следовательно:

Н = HГ.вс + HГ.н + hпот.вс +

Рис. 2.10 Схема насосной установки: 1-- приемный клапан; 2--всасывающий трубопровод; 3 -- вакуумметр; 4 -- насос; б -- манометр; 6 -- обратный клапан; 7 -- задвижка; 8 -- напорный трубопровод

2.10 Схема устройства и классификация центробежных насосов

Наиболее распространенный тип насосов - центробежный.

Основным рабочим элементом центробежного насоса является рабочее колесо 1 с изогнутыми лопастями 2, расположенное на валу внутри корпуса 3. Корпус насоса соединен со всасывающим 4 и нагнетательным 5 трубопроводами. Перед пуском насоса корпус его и всасывающий трубопровод заполняют жидкостью. При вращении рабочего колеса жидкость, находящаяся между лопастями, под действием центробежной силы отбрасывается к периферии, выходит в спиральную камеру и далее в нагнетательный трубопровод. В центральной части насоса, перед входом в рабочее колесо, возникает разрежение, и вода под действием атмосферного давления направляется из источника по всасывающему трубопроводу в насос.

Рис. 2.11 Схема центробежного насоса

Перекачиваемая жидкость получает энергию от вращающегося с частотой 500-3000 об/мин рабочего колеса, в котором лопатки воздействуют на жидкость и заставляют ее двигаться от оси к периферии рабочего колеса. Жидкость с высокой скоростью поступает в спиральный корпус, где происходит преобразование скорости в давление с таким расчетом, чтобы выпустить поток в напорный патрубок с большим давлением и небольшой скорости.

Недостаток центробежных насосов - отсутствие способности самовсасывания, поэтому перед пуском их надо заполнять водой.

Классификация центробежных насосов. Центробежные насосы классифицируют по ряду признаков.

По напору различают насосы низконапорные (до 20 м), средненапорные (от 20 до 60 м) и высоконапорные (более 60 м).

По числу колес насосы делят на одноколесные и многоколесные. Многоколесными, как правило, делают высоконапорные насосы.

По расположению вала насосы бывают горизонтальные и вертикальные.

В зависимости от перекачиваемой жидкости различают насосы водопроводные (водяные), канализационные (фекальные), песковые, грязевые (землесосные) и пр.

2.11 Проектирование наружной водопроводной сети

При проектировании водопровода любого объекта должно быть определено, сколько воды и какого качества необходимо подать для нужд всех потребителей, расходующих воду на разные цели.

Хозяйственно-питьевые водопроводы должны обеспечивать:

1. хозяйственно-питьевые потребности в районах жилой застройки;

2. полив и мойку территории населенных пунктов;

3. поливка посадок в теплицах и парниках;

4. хозяйственно- бытовые потребности на предприятиях;

5. производственные нужды предприятий, на которые требуется питьевая вода, или на которых не целесообразно сооружать отдельные водопроводы;

6. нужды местной промышленности обслуживающей население;

7. тушение пожаров;

8. собственные нужды станции очистки и подготовки воды и прочие нужды, включая промывку водопроводной сети;

9. нужды сельскохозяйственных производственных комплексов.

2.12 Удельные расходы и нормы потреблений

,

,

,

,

,

При числе жителей более 30000 человек произведение б в =1,25ч1,5.

,

Расход воды на производственные нужды.

Расход определяется в зависимости от количества выпускаемой продукции или работающих агрегатов и удельных расходов воды. Сведения об этом дают технические проектировщики. Все расходы на производственные нужды независимо от характера предприятия и его профиля могут быть сгруппированы:

1. охлаждение агрегатов или продукции;

2. использование в составе продукции;

3. парообразование;

4. промывка или очистка;

5. гидротранспортировка;

6. сепарация, флотация и прочие нужды.

Расходы воды местной промышленностью

Местная промышленность, обслуживающая население, расходует от 5 до 10% от расхода воды на хозяйственно бытовые нужды.

Расход воды на пожаротушение.

Этот расход эпизодический. Вода расходуется на внутренние и наружное пожаротушение. Расход воды на наружное пожаротушение зависит от количества жителей, степени огнестойкости, категории зданий и других показателей.

,

Собственные нужды водопровода.

Промывка, смыв осадков в отстойник. Промывка водопроводной сети составляет от 5 до 10% от расхода на хозяйственно питьевые нужды.

2.13 Правила проектирования наружной водопроводной сети

Основное направление магистральных линий должно соответствовать требуемому направлению движения воды. По основному направлению должно быть проложено несколько магистралей работающих параллельно, для обеспечения надежности водоснабжения. Основные транзитные магистрали должны быть соединены перемычками, образуя кольца.



Кольца должны иметь вытянутую форму по направлению движения воды.

Из соображения бесперебойности расстояние между магистралями принимают 400-1000 метров и 300-600 метров расстояние между перемычками.

Магистральная сеть должна охватывать всех крупных потребителей и подводить воду к запасным емкостям.

Квартальные сети прокладывают по проездам параллельно зданиям на расстоянии не менее 5. . .10 м в зависимости от материала труб. Сети размещают: на расстоянии не менее 1,5 м от тепловой сети, канализационных трубопроводов при диаметре водопроводной сети до 200 мм и не менее 3 м при большем диаметре; на расстоянии 1 м от газопроводов низкого, среднего давления (до 0,3 МПа) и силовых кабелей; на расстоянии 0,5 м -- от кабелей связи. При параллельной прокладке трубопроводов диаметром до 300 мм расстояние между наружной поверхностью труб должно быть не менее 0,7 м, что обеспечит возможность монтажа и ремонта труб при аварии на одной из них. Для уменьшения строительной стоимости желательно прокладывать водопровод 17 в одной траншее с тепловыми сетями 18 и горячим водопроводом 16 (см. рис. 2.2, в) или использовать подвалы и технические подполья зданий для прокладки труб.

В больших микрорайонах со значительным количеством коммуникаций целесообразно использовать туннели (Рисунок 3., ж), проходные или полупроходные каналы (Рисунок 3., г, д, е). Размер канала определяют в зависимости от числа и диаметра прокладываемых коммуникаций. Расстояние от канала до здания должно быть не менее 5,0 м; до стволов деревьев -- не менее 2,0 м.

Глубина заложения труб принимается на 0,5 м больше глубины промерзания. Для предупреждения нагревания воды в летнее время глубина заложения принимается не менее 0,5 м от верха труб. Пересечение сетей с канализационными трубами и другими трубопроводами, транспортирующими ядовитые и дурнопахнущие жидкости, производится, как правило, выше последних на расстоянии (в свету) не менее 0,4 м. При пересечении с другими трубопроводами это расстояние должно быть не менее 0,2 м, при пересечении кабелей -- 0,5 м.

Расчетная схема отдачи воды из сети.

Последовательность работы по составлению расчетной схемы водонапорной сети

л/с (на один погонный метр)

л/с.

 , л/с

, л/с

м/с.

1).

2). В каждом замкнутом контуре сумма потерь напора на участках, по которым происходит движение по часовой стрелки (положительны), равны сумме потерь напора на участках, на которых вода движется против часовой стрелки (отрицательны).

3 внутренний водопровод зданий

3.1 Назначения внутреннего водопровода

Внутренним водопроводом называется система водоснабжения здания, обеспечивающая подачу воды от наружного водопровода под напором ко всем водоразборным устройствам внутри здания.

Внутренний водопровод представляет собой систему устройств, обеспечивающих подачу воды к санитарно-техническим приборам, технологическому оборудованию и пожарным кранам, расположенным внутри зданий. Внутренний водопровод состоит из следующих устройств: одного или нескольких вводов, водомерных узлов, сети трубопроводов (магистральных, распределительных, подводок) и арматуры. В отдельных случаях в систему включают оборудование местных установок для повышения напора, для дополнительной обработки (кондиционирования) воды -- умягчения, обесцвечивания, обезжелезивания, обеззараживания, подогрева или охлаждения.

Внутренний водопровод может быть присоединен к централизованной системе водоснабжения населенного пункта или оборудован устройствами для получения воды от местных водозаборов из подземных или поверхностных источников.

В состав системы внутреннего водопровода входят: ввод, водомерный узел, разводящая сеть, стояки, подводки к санитарно-техническим приборам, технологическим установкам и оборудованию, запорная, регулировочная, предохранительная и смесительная арматура, различные соединительные и монтажные элементы для труб (сгоны, колена, фитинги, переходники).

3.2 Системы внутреннего водоснабжения зданий

Системы водоснабжения подразделяются по назначению: хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные.

Объединение всех видов систем внутреннего водопровода в одну - хозяйственно-производственно-противопожарную с подачей воды питьевого качества на все нужды не всегда бывает оправдано с экономической точки зрения ввиду относительно высокой стоимости питьевой воды, большого расхода воды на производственные нужды и ряда других факторов. Проектируются либо раздельные системы, либо комбинации объединения водопроводных сетей: хозяйственно-питьевая и противопожарная, хозяйственно-питьевая и производственная, производственно-противопожарная. Как правило, жилые и общественные здания оборудуются объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом с подачей воды питьевого качества.

По принципу действия внутренние водопроводы подразделяют на системы: без повысительных устройств; с напорно-запасными баками; с повысительными насосами; с комбинацией напорно-запасных баков и повысительных центробежных насосов; с гидропневматическими установками; зонные системы.

Выбор одной из указанных систем, прежде всего, зависит от соотношения величины требуемого напора Нтр, обеспечивающего подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и удаленному от ввода (диктующему) устройству с учетом потерь напора на преодоление сопротивлений по этому пути движения воды, и напора в наружном водопроводе у места присоединения в нему ввода водопровода здания Нгар (гарантийного напора). Он может быть больше, равен или меньше напора, который требуется для нормальной работы внутреннего водопровода.

Если Нгар > Нтр, система действует под напором насосов наружной городской сети. В связи с повышением этажности современных зданий эта схема применяется все реже.

При периодическом недостатке напора в городской сети принимается система с повысительным водонапорным баком. При этом, когда Нгар > Нтр, вода из наружной сети подается и к водоразборным кранам и в напорный бак, когда же напор в городской сети снижается ниже расчетной величины (Нгар < Нтр), потребители обеспечиваются водой из водонапортных баков, расположенных в самой высокой точке здания. Эти системы рационально используют энергию насосов городского водопровода. К недостаткам системы следует отнести ухудшение качества воды при неправильной эксплуатации баков.

Система с повысительными насосами принимается, когда напор в городской сети постоянно или периодически ниже требуемого в здании (Нгар < Нтр). Эти системы получили широкое применение, однако их использование приводит к значительному перерасходу электроэнергии, так как насос работает постоянно, независимо от того, есть ли потребность в воде в данный момент времени.

3.3 Схемы внутреннего водопровода

Схемы водоснабжения здания бывают: тупиковые, кольцевые, зонные, комбинированные. По расположению магистральных трубопроводов: с нижней и с верхней разводками.

Кольцевые сети применяют при недопустимости перерыва в водоснабжении здания водой во многоэтажных зданиях с противопожарным водопроводом, а также в производственных зданиях.

Комбинированные сети (тупиковые и кольцевые) применяют в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.

Зонные сети представляют собой несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или раздельных. Сети отдельных зон могут иметь самостоятельные вводы и насосные установки. Применяются только в зданиях повышенной этажности.

При нижней разводке магистральные трубопроводы размещают в нижней части здания, а при верхней на чердаке или под потолком верхнего этажа. Если здание допускает перерыв в подаче воды и количество пожарных кранов в здании не превышает 12, устраивается тупиковая схема.

Санитарные узлы и водоразборную арматуру группируют поэтажно, располагая их друг над другом, трубопроводы прокладывают по кратчайшему расстоянию.

Из наружной водопроводной сети через ввод 1 вода подается под давлением в разводящую магистраль 3 внутри здания и далее через стояки 4 и подводящие трубы 5 поступает в водоразборные устройства 6. Для определения расхода воды на вводе в здание устанавливается водомерный узел 2, состоящий из водомера и арматуры. Поливочные краны 7 используют для ухода за прилегающей к зданию территории.

Запорная арматура включает вентили, задвижки, проходные пробковые краны.

Регуляторы давления устанавливаются на вводах в здание и на этажах во многоэтажных зданиях.

Для поддержания расчетного напора воды перед водоразборными устройствами применяются предохранительные клапаны.

Рис. 3.1 Схема внутреннего водопровода с повысительной насосной установкой (сеть кольцевая с нижней разводкой): 1 -- ввод № 1; 2 -- обратный клапан; 3 -- перемычка; 4 -- задвижка; 5 -- пожарный стояк; 6 -- пожарные краны; 7 -- водомерный узел; 8 -- монтажные, запорные вентили; 9 -- поливочный кран; 10 -- спуск (пробка); 11 -- кольцевая магистраль; 12 ввод № 2; 13 -- насосная установка

3.4 Насосные и гидропневматические установки

При проектировании системы внутреннего водопровода с насосной установкой в жилых зданиях ее вместе с водомерным узлом размещают в помещениях центральных тепловых пунктов. Насосы устраивают на виброизолирующих основаниях.

При установке насосов необходимо предусматривать обводную линию с установкой на ней обратного клапана и задвижек. На всасывающей линии каждого насоса устанавливаются только задвижки, а на напорных трубопроводах - задвижки и обратные клапаны.

Гидропневматические установки могут быть переменного и постоянного давления. Установка состоит из герметичного водяного бака, насоса, компрессора, воздушного бака, комплекта приборов автоматического управления.

При работе установки вначале в водяной бак подается сжатый воздух под большим давлением. По мере водоразбора в водопроводной сети давление в баке будет снижаться. Когда его снижение достигнет допустимого минимума, автоматически включается двигатель насоса, который начинает подавать воду в бак. Давление в баке при этом будет возрастать до первоначального предела. При достижении максимального давления насос также автоматически отключается. Струйный регулятор запаса воздуха восполнит его неизбежные потери. Таким образом, гидропневматическая установка работает в циклическом режиме.

3.5 Устройство вводов

Ввод - трубопровод, соединяющий наружный водопровод с внутренним водопроводом здания.

Он состоит из узла присоединения к наружной городской сети, задвижки, подземного водопровода и водомерного узла (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Водомерные узлы: а -- простой; б -- с обводной линией; 1 -- первый запорный вентиль; 2 -- водосчетчик; 3 -- контрольно-спускной кран; 4 -- второй запорный вентиль; 5 -- крышка; 6 -- обводная линия; 7 -- опломбированная задвижка

Узел присоединения (врезки) ввода, состоящий из тройника и задвижки (для возможности отключения ввода на ремонт), размещаются в колодце (диаметром не менее 700 мм) в месте присоединения к наружному водопроводу. Подземный трубопровод прокладывается с уклоном 0,003 - 0,005 в сторону наружной сети.

Водомерный узел располагается внутри здания. Он может быть установлен на расстоянии 1 м от наружной стены подвального этажа здания. Помещение подвального этажа сухое с плюсовой температурой. Водомерный узел жестко крепится к стене на кронштейнах. Ось водосчетчика должна быть расположена на 0,3 - 1 м от пола. В водомерном узле предусматривается обводная линия, на которой устанавливается опломбированная задвижка (рис. 5). В зданиях устанавливают водомерные узлы унифицированных конструкций с крыльчатыми и турбинными водомерами.

Ввод водопровода проектируется по кратчайшему расстоянию к зданию.

При расчетном диаметре (d до 65 мм) ввод может быть запроектирован из стальных водогазопроводных труб, соединяемых на сварке с обязательной противокоррозионной гидроизоляцией, с применением рулонных гидроизоляционных материалов. При диаметре d > 65 мм применяются чугунные раструбные трубы с обязательной заделкой стыка. В последние годы для прокладки вводов используются пластмассовые трубы. Они долговечны и имеют достаточную механическую прочность.

Рис. 3.3 Детали заделки трубы ввода в стене фундамента здания: а -- при сухих грунтах; б, в -- при мокрых грунтах; 1 -- цементная стяжка; 2 -- смоляная льняная прядь; 3 -- металлическая гильза; 4- жирная глина; 5 -- труба ввода; 6 -- бетон; 7 -- фланцы; 8 -- гидроизоляция; 9 -- зажим сальника

Минимальную глубину заложения ввода можно принять ниже глубины промерзания грунта на 0,5 м. Пересечение ввода со стенами подвала следует выполнять в сухих грунтах с зазором 0,2 м между трубопроводом и строительными конструкциями с заделкой отверстия в стене водонепроницаемыми и газонепроницаемыми эластичными материалами (рис. 6). В мокрых грунтах пересечение трубы ввода со стеной подвала устраивается с помощью сальниковых уплотнителей.

Расстояние по горизонтали между вводами хозяйственно-питьевого водопровода и выпусками канализации или водостоков должно быть не менее 1,5 м при диаметре ввода до 200 мм.

В ряде случаев возникает необходимость врезки трубы ввода в действующую наружную водопроводную сеть. Это можно осуществить с помощью специальных устройств:

- фрезовое приспособление, крепящееся на сварке;

- фрезовое приспособление, крепящееся с помощью седелки.

Устройство, крепящееся на сварке, состоит из: патрубка, камеры с сальником и краном для сброса давления воды, режущего инструмента (фрезы со сверлом). В патрубке, приваренном к трубе ввода имеется клапан. После высверливания отверстия вал со сверлом поднимают, клапан закрывают, сбрасывают давление в верхней камере. Головку с верхней камеры снимают и приваривают клапан-заглушку.

При необходимости высверливания в трубе большего отверстия (но не более 1/3 диаметра трубы) применяется седелка. Она представляет собой чугунную фасонную деталь, которая крепится к трубе хомутом на резиновой прокладке для присоединения запорной арматуры. Для высверливания в трубе отверстия к запорной арматуре прикрепляется сверлильное приспособление. После высверливания отверстия приспособление снимают и присоединяют трубу ввода. По конструкции седелки бывают резьбовые, фланцевые, раструбные.

3.6 Устройство и размещение отдельных элементов и установок в зданиях и микрорайонах

Трубопроводная арматура 6 (рисунок 3.4) отключает участки для ремонта и осмотра, регулирует давление и расход в системе.



Рисунок 3.4 Элементы внутреннего (холодного) водопровода

Наиболее распространена запорная арматура: задвижки 9 и вентили 21.

Предохранительную арматуру применяют на трубопроводах для исключения превышения давления в системе выше допустимого (предохранительные клапаны) и исключения обратного движения жидкости в обратном направлении (обратные клапаны).

Водонапорный бак 19 (рисунок 3.4.) изготовляют из стального листа и устанавливают на поддоне 15. Для обеспечения нормальной эксплуатации баков их оборудуют подающим 13, отводящим 14, переливным 18, спускным 17 и сливным 16 трубопроводами. Переливной трубопровод отводит воду в систему канализации. На подающем трубопроводе устанавливают поплавковые клапаны 20, заполняющие бак до определенного уровня.

Гидропневматический бак 4а (рисунок 3.4) размещают в нижней части здания. Он находится под значительным давлением. Поэтому его изготовляют из толстого стального листа, с цилиндрическим корпусом и сферическими днищами. В верхней части бака над поверхностью воды находится сжатый воздух, объем которого уменьшается при наполнении бака, а давление увеличивается. Для исключения разрыва бака при повышении давления он оборудуется предохранительным клапаном 15, подающим 13 и отводящим 14 трубопроводами.

Установка для повышения давления 3 (рисунок 3.4) состоит из насосных агрегатов 11 (насос и двигатель), объединенных всасывающим 10 и напорным 12 коллекторами. До насоса устанавливается задвижка, после -- обратный клапан и задвижка.

Водомерный узел 2 учитывает количество воды, поданной в здание. Он состоит из водосчетчика 8, задвижек 9 и контрольно-спускного крана.

Ввод 1 (рисунок 3.4) подает воду из наружной водопроводной сети в здание. Он выполняется в виде чугунной или асбестоцементной трубы, прокладываемой под землей. В месте присоединения ввода в колодце наружной сети и за первой капитальной стеной здания устанавливают задвижки.

При конструировании (размещении элементов водопровода в здании) необходимо, чтобы он не портил интерьер помещения и обеспечивал подачу воды всем потребителям при минимальном протяжении трубопроводов. В местах пересечения строительных конструкций элементами водопровода не должны повреждаться несущие элементы здания. Желательно размещать водопровод совместно с другими инженерными коммуникациями: горячим водопроводом, отоплением, канализацией, сокращая таким образом затраты на их монтаж и эксплуатацию.

Подводки к водоразборной арматуре прокладывают, открыто над полом, у стены, под потолком. В помещениях с повышенными требованиями к интерьеру их прокладывают ,скрыто в стене (в борозде) или декоративном плинтусе. Подводки прокладывают на высоте 0,3. . .0,4 м и присоединяют к стоякам, которые располагают, как правило, совместно со стояками канализации в шахте или вертикальной борозде.

Магистрали объединяют стояки. На сетях с нижней разводкой их прокладывают в подпольях, подвалах и технических этажах, а в случае их отсутствия -- в первом каналах или под полом с устройством съемного фриза, а также по конструкциям зданий, по которым допускается открытая прокладка трубопроводов. При верхней разводке магистрали монтируют на чердаке здания, под потолком верхнего этажа или в межферменном пространстве производственных зданий.

Трубопроводы размещают в помещениях с температурой более 4 °С.. Их прокладывают параллельно стенам зданий и линиям колонн, по возможности прямолинейно, чтобы длина их была минимальной.

Трубопроводную запорную арматуру устанавливают на водопроводной сети перед поплавковым клапаном смывного бачка, на подводке в квартиру, у основания стояка, на входе трубопровода в здание и т. д.

Установки для повышения давления (насосные установки) располагают в сухом отапливаемом помещении (t=4°С) с освещением и вентиляцией. Возможно, устанавливать их в помещении котельных, бойлерных, тепловых пунктах. Расстояния между выступающими частями оборудования должны быть не менее 0.7 м. от боковых агрегатов; 1.0 м. - от торцевых стен. Высота помещения должна быть не менее 2.2 м. и достаточна для подъема и транспортирования над установленными агрегатами самого крупногабаритного оборудования, применяемого в насосной установке.

Щит для управления электродвигателями устанавливают в помещении насосной установки так, чтобы расстояние от него до выступающих частей насосных агрегатов было не менее 2.0 м.

В связи с значительным шумоизлучением насосные установки нельзя размещать под жилыми квартирами, больничными помещениями, учебными аудиториями и другими помещениями, в которых недопустим высокий уровень шума.

Гидропневматические установки монтируют в отдельных освещаемых и вентилируемых помещениях с температурой воздуха не ниже +4°C 1 и 2 степеней огнестойкости, имеющих отдельный выход наружу или на лестничную клетку. Обычно установки размещают в подвальных помещениях или на первых этажах здания. Возможно, монтировать их на технических этажах многоэтажных зданий, что позволяет облегчить их конструкцию, так как снижается давление внутри бака. Запрещается располагать установки в помещениях, смежных со зрительными залами, сценами, гардеробами и другими помещениями, где возможно пребывание большого количества людей.

Гидропневматические баки устанавливают вертикально или горизонтально. Расстояние между баками, от баков до стен и перекрытия принимают не менее 0.6 м.

Водонапорные баки устанавливают в возвышенных частях зданий, на чердаках или в специальных башнях и пристройках над зданием. Помещение для установки баков должно иметь освещение, вентиляцию и положительную температуру воздуха (более +4°C). Несущие конструкции помещения должны выполняться из несгораемых материалов. Для возможности осмотра и ремонта баков расстояние между баками и строительными конструкциями должно быть не менее 0.7 м, со стороны расположения поплавковых клапанов - 1.0 м, от верха бака до перекрытия- не менее 0.7 м.

Водомерный узел устанавливают на вводе за первой капитальной стеной здания, в сухом отапливаемом помещение, имеющем искусственное освещение. Ввод желательно делать в часть здания, где сосредоточено большое количество водоразборной арматуры. Для уменьшения диаметра и потерь напора в сети предпочтительным является ввод в среднюю часть здания.

3.7 Увязка монтажа и трассировки коммуникаций со строительными конструкциями и другими инженерными системами в зданиях

При нижней разводке магистральный трубопровод прокладывают под потолком подвального этажа здания (на 0,5 м от него) или технического подполья. В качестве средств крепления магистрального трубопровода к строительным конструкциям могут использоваться кронштейны, подвески и т.д. (рис. 3.5).

При отсутствии подвала и технического подполья магистраль может прокладываться в подпольных каналах 1 этажа, иногда вместе с трубопроводами отопления, горячего водоснабжения. Она может располагаться под ними и проходить рядом с ними.

Прокладка магистральных линий в земле под полом не допускается подпольные каналы бывают непроходные высотой 0,3 - 0,7 м, проходные высотой 1,7 - 1,8 м и полупроходные высотой 0,8 - 1 м. Ширина каналов принимается от 0,3 до 1 м.каналы выполняются из несгораемых материалов. Сверху их перекрывают съемными плитами.

Уклон магистрали принимается 0,003 - 0,005 в сторону ввода. При прокладке магистрального трубопровода, стояков, подводок к поливочным кранам следует предусматривать их тепловую изоляцию.

В настоящее время применяются экологически чистые теплоизоляционные материалы нового поколения. Например, пенофольгироваанный утеплитель служит не только термо-, но также и гидроизолятором. При его применении (рис. 8) по трубам приклеиваются кольца из пенофольгированного утеплителя, а сверху полностью закрывают им трубу. Тогда внутреннее пространство между трубами и утеплителем будет иметь свойства термоса.

Стояки и подводки к водоразборным устройствам прокладывают двумя основными способами - открытой прокладкой - по колоннам, балкам, фермам, стенам и скрытой - в бороздах, каналах и панелях, санитарно-технических кабинах вместе с трубопроводами другого назначения. Поскольку, в последнее время, к отделке зданий предъявляются повышенные требования, предпочтение отдается скрытой прокладке трубопроводов.

Борозды и каналы для трубопроводов должны быть выполнены при производстве строительных работ. Они заделываются штукатуркой по сетке или облицовкой, а в местах установки арматуры предусматриваются дверки.

В местах пересечения вертикальных трубопроводов с перекрытиями на трубы надевают гильзы из толя, листовой стали.

Последовательный метод монтажа труб россыпью подразумевает монтаж всех трубопроводов после окончания строительных работ и установки санитарно-технического оборудования. Он начинается либо с нижнего, либо с верхнего этажа здания.

Параллельный метод применяют в строящихся зданиях одновременно с выполнением общестроительных работ, начиная монтаж с нижних этажей.

Для хозяйственно-питьевого водопровода допускается применение труб из материалов, разрешенных Госкомсанэпидемнадзором: стальные водогазопроводные, медные, бронзовые, латунные, пластмассовые.

Для соединения труб применяют сварные, муфтовые, резьбовые и раструбные соединения.

Прокладка пластмассовых труб должна предусматриваться преимущественно скрытой - в каналах, шахтах, потому что они менее прочные, чем стальные, имеют значительный коэффициент линейного расширения и подвержены старению. Допускается открытой только прокладка подводок из этого материала к водоразборным устройствам.

3.8 Противопожарный водопровод

В зависимости от пожароопасности и огнестойкости здания устраивают следующие системы противопожарного водоснабжения: система с пожарными кранами в зданиях из трудносгораемых и сгораемых материалов и при постоянном присутствии людей, которые могут обнаружить пожар и принять меры к его ликвидации до приезда пожарной команды; автоматические и полуавтоматические системы -- спринклерные и дренчерные -- для зданий, где огонь может быстро распространяться, а также в помещениях малодоступных, не охраняемых, но опасных в пожарном отношении.

Системы с пожарными кранами состоят из тех же элементов, что и другие системы водоснабжения (кроме водосчетчика), но в связи с повышенными требованиями к надежности подачи воды и быстродействию системы они имеют ряд особенностей.

Водоразборной арматурой являются пожарные краны (рисунок 3.7, б), состоящие из пожарного вентиля 4, рукава 7 (шланга), металлического пожарного ствола 1 (брандспойта), быстросмыкающихся полугаек 6 для соединения рукава со стволом и вентилем. Пожарные краны размещают в шкафчиках 5 с остекленной дверцей и присоединяют к стоякам 9. Пожарные рукава длиной 10 или 20 м укладывают внутри шкафчика на поворотную полку 8 (рисунок 3.7., б) или наматывают на катушку 2 (рисунок 3.7., а), которая поворачивается на кронштейне 3. Шкафчики расположены так, чтобы ось пожарного вентиля находилась на высоте 1,35 м над полом.

Пожарные краны размещают в наиболее доступных местах здания так, чтобы каждая точка орошалась заданным количеством струи. При размещении пожарных кранов на этажах следует учитывать длину рукава, размещение дверей, через которые можно подать пожарный ствол и рукав в самое удаленное от пожарного крана помещение.

Водопроводные сети выполняют кольцевыми (при числе пожарных кранов более 12). В зданиях высотой более 16 этажей предусматривают также вертикальное кольцевание. Противопожарный водопровод присоединяют к наружной сети двумя вводами. Рассчитывают его так же, как холодный водопровод.

Секундные расчетные расходы равны:

в отдельных противопожарных водопроводах

gр.пож = gст. n

где gст -- расчетный расход одной струи, л/с; n -- расчетное число струй;

в объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводах

gр = gр.хоз + gр.пож

где gР.хоз -- секундный расход в хозяйственном холодном водопроводе.

Требуемый напор вычисляют по формуле, при этом потери в водосчетчике не учитывают. Рабочий напор Hраб перед пожарным краном определяют в зависимости от высоты компактной части струи 10 (рисунок 3.7, б), длины рукава, диаметра ствола (спрыска) и пожарного вентиля. Ориентировочные значения Hраб пож приведены в приложении 1. При расчете трубопроводов допускается скорость до 2,5 м/с.

Хозяйственно-противопожарные водопроводы проверяют на пропуск пожарного расхода через трубопроводы, диаметр которых определен по хозяйственному расходу. Допустимый напор в противопожарном водопроводе -- 90 м. вод. ст.

Автоматические спринклерные и дренчерные системы гасят очаг пожара без участия человека с одновременной подачей сигнала пожарной тревоги.

Автоматические спринклерные системы находятся в помещениях, где возможно возникновение и быстрое распространение огня (склады, окрасочные цехи и т. д.). Спринклерная система (рисунок 3.7 г) состоит из водопитателей (наружная сеть 17, гидропневматического 19, водонапорного 25 баков), насосов18, подводящих трубопроводов 24, контрольно-сигнального клапана 23 (КСК); спринклерной сети, включающей подающие 22, распределительные 21 трубопроводы; спринклерных оросителей 20. Контрольно-сигнальный клапан и трубопроводы за ним образуют секцию, которую можно быстро отключить для ремонта.

Спринклерные оросители (рисунок 3.7, в) вскрываются при повышении температуры и заливают очаг пожара. Они состоят из штуцера 11 с рамкой 15 и розеткой 16, диафрагмы 12 с отверстием, которое закрывается стеклянным клапаном 13. Клапан 13 прижат к отверстию замком, состоящим из пластинок меди 14, спаянных легкоплавким припоем и упирающихся в рамку 15. При возникновении пожара припой под действием температуры плавится: замок распадается, давление воды выбивает клапан 13 -- вода, ударяясь о розетку, разбрызгивается и орошает площадь 9. . .12 м2.

Автоматические дренчерные системы в отличие от спринклерной термочувствительные замки установлены не на каждом оросителе, а на побудительном трубопроводе 17, клапана группового действия 26, который подает воду сразу в несколько оросителей. Дренчерные оросители 28 (дренчеры) отличаются от спринклерных тем, что в них отсутствует замок, и выходное отверстие всегда открыто.

Полуавтоматические дренчерные системы (рисунок 3.7, д) дистанционного действия включаются людьми при возникновении пожара или опасности его распространения.

В них пуск системы осуществляется задвижкой с электроприводом или обычной задвижкой, находящейся в узле управления.

Рисунок 3.5

В помещениях, где вода может нанести значительный ущерб (книгохранилища, библиотеки и т. д.), используют установки газового пожаротушения. При пожаре двуокись углерода, фреон или другие огнегасящие газы, хранящиеся в баллонах, по трубопроводам и насадкам подаются в помещение, быстро заполняют его и тормозят процессы горения.

Во время тушения пожара все воздуховоды в помещении автоматически закрываются, чтобы быстрей создать необходимую концентрацию газа. После ликвидации очага пожара газы удаляются вытяжной вентиляцией. Баллонные установки с газом размещаются, как правило, в подвале или на первом этаже в помещении, имеющем отдельный выход наружу, ограждения с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч, приточно-вытяжную вентиляцию, освещение и отопление. Высота помещения 2,5. . .3,5 м, проходы между оборудованием, а также между оборудованием и стеной не менее 0,7. . .0,8 м, расстояние между оборудованием и электрощитом не менее 2,0 м.

3.9 Определение расчетных расходов воды во внутреннем водопроводе

Сети внутреннего водопровода рассчитываются на пропуск расчетных секундных расходов воды ко всем водоразборным устройствам в здании.

Показателем водообеспеченности сети служит подача нормативного расхода к диктующему водоразборному устройству (наиболее высоко и далеко расположенному) от ввода водопровода в здание с максимальным значением свободного напора - Нf. Расчет сети внутренних водопроводов производится по максимальному секундному расходу воды, л/с:

q = 5 б qo, л/с

где qо - секундный расход воды одном прибором;

б - коэффициент, зависящий от произведения общего числа приборов N и вероятности его работы Р.

Вероятность действия водоразборных устройств Р при наличии одинаковых потребителей в здании может быть определена по формуле:

,

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

N - количество приборов в здании;

U - количество жителей в здании. Эту величину можно получить, зная санитарную норму площади на одного человека f, количество квартир в здании n кв, жилую площадь квартиры Fж. Тогда средняя заселенность квартиры Uо определится из выражения:

Uо = Fж / f,

А значение U по формуле:

U = Uо n кв.

При выборе водомера учитываются его гидрометрические характеристики и допустимые потери напора. Подбор водомера рекомендуется проводить в первую очередь на пропуск хозяйственно-питьевого расхода. Желательно, чтобы выбранный типоразмер водомера пропускал и противопожарный расход воды.

Потери в водомере:

h = S q2, м,

где q, л/с, - максимальный секундный расход воды в здании на вводе;

S - сопротивление водомера.

Потери в крыльчатых водомерах не должны превышать 5 м, а в турбинных - 2,5 м.

3.10 Гидравлический расчет внутреннего водопровода

Целью гидравлического расчета является определение экономически выгодных диаметров труб для пропуска расчетных расходов воды и потерь напора от диктующего прибора лдо места присоединения вводы к наружной водопроводной сети. он проводится в следующей последовательности.

1. Зная место расположения ввода в здание, на плане подвала здания проектируется разводка сети внутреннего водопровода и строится расчетная аксонометрическая схема внутренней водопроводной сети. На схеме выбирается расчетный стояк (самый удаленный от ввода) и расчетное направление от диктующего устройства до места присоединения ввода к наружному водопроводу.

2. Аксонометрическая схема разбивается на расчетные участки так, чтобы в пределах участка не изменялся расход.

3. Определяется количество водоразборных устройств N на расчетных участках. Определяется расчетное количество жителей U в здании.

4. Определяется величина вероятности действия водоразборных устройств P.

5. На каждом участке определяется произведение P и N приборов, снабжающихся водой на данном участке (PN), а затем по полученному значению этого произведения определяется коэффициент б.

6. На каждом расчетном участке вычисляется секундный расход, q, л/с.

7. Определяются длины расчетных участков.

8. По полученному расходу по таблицам гидравлического расчета выбирается диаметр d, мм, каждого расчетного участка, исходя из значения экономических скоростей движения воды v э = 0,9 - 1,2 м/с. Максимальная скорость во внутреннем водопроводе не должна превышать 3 м/с.

9. Для каждого выбранного диаметра расчетного участка определяют потери на единицу длины - 1000i (для удобства обращения с малыми числами значение I увеличено в 1000 раз).

10. Определяются потери напора на каждом расчетном участке:

Hl = 1000i L (1 + Kl) / 1000,

где коэффициент Kl учитывает потери на местные сопротивления в сопротивлениях труб и арматуре (0,3);

L - длина расчетного участка сети, м.

11. Определяется сумма потерь напора в здании Hl от диктующего водоразборного устройства до водомерного узла. Определяются потери на участке от водомерного узла до места присоединения ввода к наружному водопроводу (ВУ - Ввод) - потери на вводе Нвв. Гидравлический расчет внутренней водопроводной сети сводится в таблицу.

12. Геометрическая высота подачи воды в здание Hgeom определяется как разность отметок изливного отверстия диктующего водоразборного устройства и отметки поверхности земли над точкой присоединения ввода к наружному водопроводу (принимается 750 мм для кранов раковин, 1 000 мм для кранов мойки, 2 200 мм для душа).

13. Определяются потери напора в водомере h.

14. По таблицам определяется величина свободного (рабочего) напора у диктующего устройства Hf.

15. Определяется величина требуемого напора в здании Нт, м:

Нт = Hgeom + Hl + Hвв + h + Hf,

где Нf - свободный напор, м, диктующего санитарно-технического прибора, необходимый для его нормальной работы.

4 Основы канализования населенных мест

4.1 Системы водоотведения городов и промышленных предприятий

В городах и других населенных пунктах образуются загрязнения различного характера, связанные с повседневной деятельностью человека. К таким загрязнениям относятся физиологические отбросы человека и животных, а также загрязненные воды из бань, прачечных, ванн, душей, от мытья продуктов питания, посуды, помещений, улиц и др. В большом количестве образуются загрязнения и на промышленных предприятиях. Это - получающиеся в результате технологических процессов отбросы и отходы, разбавленные в той или иной степени водой.

Вода, которая была использована для различных нужд и получила при этом дополнительные примеси (загрязнения), изменившие ее химический состав или физические свойства, называется сточной жидкостью.

Содержащиеся в сточной жидкости органические загрязнения могут загнивать и служат хорошей средой для развития микроорганизмов, в том числе патогенных, т. е. таких, которые вызывают инфекционные заболевания. Содержащиеся в сточной жидкости различные химические соединения, нефтепродукты, жиры, масла, смолы, ядовитые вещества способны убить все живое на земле и в водоемах. Накопление сточной жидкости на поверхности и в глубине почвы, а также в водоемах вызывает загрязнение окружающей местности и атмосферы, исключает возможность использования водоемов для хозяйственных целей и является причиной возникновения инфекционных заболеваний.

В зависимости oт происхождения сточные воды подразделяют на бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные) и атмосферные.

Бытовые сточные воды по природе загрязнения делятся на фекальные, поступающие из туалетов и загрязненные в основном физиологическими отбросами, и хозяйственные, поступающие из раковин, умывальников, ванн, трапов, а также из бань, прачечных, душей, после мытья помещений и др.

Состав бытовых сточных вод более или менее однообразен. Он характеризуется содержанием в основном органических загрязнении в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях. Концентрация загрязнений зависит от степени разбавления их водопроводной водой, т. е. от нормы водопотребления.

Производственные сточные воды образуются в результате загрязнения водопроводной воды в процессе использования ее в производстве. Производственные сточные воды делятся на загрязненные и условно чистые.

Состав и концентрация загрязнений производственных сточных вод весьма разнообразны, так как они зависят от характера производства, выпускаемой продукции и особенностей технологического процесса. Некоторые производства дают несколько видов сточных вод с различным составом и концентрацией загрязнений Загрязненные производственные сточные воды могут быть подразделены на содержащие в основном органические загрязнения и содержащие в основном минеральные загрязнения. Условно чистые воды, содержащие весьма малое количество загрязнений, можно спускать в водоем без очистки.

...