→ → Наружные сети водопровода и сооружения на них. Система водоснабжения городских территорий Канализационные сети и сооружения на них

Наружные сети водопровода и сооружения на них. Система водоснабжения городских территорий Канализационные сети и сооружения на них

ЛЕКЦИЯ 6

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

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

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

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

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

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

Комбинированная схема состоит из закольцованных и тупиковых линий.

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

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

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

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

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

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

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

Водопроводные сети разделяются на магистральные линии и распределительные.

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

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

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

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

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

По очертанию в плане водопроводные сети бывают тупиковые, кольцевые.

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

Рис. 33. Водопроводная сеть:

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

Рис. 34. Расположение трубопроводов на городской магистрали большой ширины

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

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

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

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

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

Обычно водопроводы состоят из следующих сооружений:

1) водоприемных для забора воды из природных источников;

2) насосных станций для подъема воды;

3) сооружений для очистки воды;

4) водоводов и водопроводных сетей для подачи воды потребителям;

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

6) резервуаров для хранения воды.

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

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

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

По назначению водопроводы подразделяют на следующие:

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

производственные - для снабжения промышленных предприятий водой;

противопожарные - подающие воду для тушения пожара;

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

По способу подачи воды различают напорные и самотечные водопроводы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 2 б.Схема водопровода с повторным использованием воды

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

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

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

Расчетный расход воды для населенных пунктов определяют по следующим формулам:

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

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

Суточное потребление воды

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

где N2-количество работающих в смену.

Максимальное секундное потребление воды в л в данную смену

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

Суточное потребление воды на пользование душем равно

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

производствам). Потребление воды душем в смену равно

где Nt - количество пользующихся душем в смену.

Секундное водопотребление (душ. Сек в данной смены

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

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

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

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

(12)

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

(13)

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

Максимальное секундное водопотребление в столовых равно

где Т„ - число часов работы столовых.

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

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

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

Рис. 3. График суточного потребления воды в городе

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На подачу этого количества воды и должен быть рассчитан водопровод.

МВД РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Л Е К Ц И Я

ИРКУТСК-2007

МВД РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ МИНИСТЕРСТВА ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» (ФГОУ ВПО ВСИ МВД РОССИИ)

УТВЕРЖДАЮ Начальник кафедры канд. техн. наук, доцент

полковник внутренней службы

А.В. Малыхин «____» ______________ 2007 г.

ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Л Е К Ц И Я

высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность

Тема 4. Обеспечение надежности работы систем противопожарного водоснабжения

ЛЕКЦИЯ 4. « ВОДОВОДЫ И НАРУЖНАЯ ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ»

Иркутск-2007

Противопожарное водоснабжение: лекция «Водоводы и наружная водопроводная сеть» высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность. – Иркутск: ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007 – 18 с.

Подготовлена А.Ю. Кочкиным, кандидатом технических наук, старшим преподавателем кафедры пожарной техники, автоматики и связи

Обсуждена на заседании ПМС «____» ноября 2007 г. Протокол № ___

© ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007

ЦЕЛЬ: Изучить назначение, виды устройство и работу водоводов и наружной водопроводной сети

В результате занятия курсанты должны:

Знать: устройство водоводов, способы резервирования водоводов, оборудование, которое устанавливается на системах водоснабжения для обеспечения надежности работы, а также приспособления для забора воды на нужды пожаротушения. Размещение пожарных гидрантов в колодцах. Нормативные требования к установке гидрантов на водопроводных сетях.

Уметь: Проводить обследование пожарных гидрантов, а проверять их на работоспособность.

Иметь представление: об устройстве запорной и регулирующей арматуры, которая располагается на водопроводной сети.

Воспитательная цель: воспитывать у курсантов стремление к получению новых знаний для применения их в практической работе ГПС. Приобретения навыков ведения конспектов. Соблюдение воинских требований на занятиях.

Время: 2 часа.

Методическое обеспечение:

1. Доска, мел;

2. Плакаты;

3. Кодоскоп, слайды;

4. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

Рассматриваемые вопросы:

1. Устройство водоводов и водопроводной сети;

2. Арматура водопроводной сети;

3. Пожарные гидранты и колонки;

4. Противопожарные требования к установке пожарных гидрантов;

5. Требования к устройству наружной водопроводной сети.

Вопрос первый. Устройство водоводов и водопроводной сети

Наружная водопроводная сеть является одним из важнейших элементов системы водоснабжения, которая состоит из водоводов и водопроводной сети.

Водоводы прокладываются между насосными станциями и водопроводной сетью, предназначены для подачи в нее воды.

Водопроводная сеть представляет систему линий, разводящих воду по территории населенного пункта или промышленного объекта, является конечным звеном на пути движения воды от источника к потребителю.

Обеспечение надежной работы водоводов, осуществляющих подачу воды от источника к потребителю, является важной задачей. Отказ водоводов при одном водопитателе может вызвать отказ всей системы водоснабжения. Наиболее часто для повышения надежности работы водоводов применяют резервирование. Оно может проводиться двумя способами: без перемычек и с перемычками (рисунок 1).

Рисунок 1 – Движение воды по водоводам и в перемычках:

а – водоводы в исправном состоянии; б – при выходе из строя одного из участков водоводов

В первом случае система водоводов состоит из нескольких параллельно проложенных линий без перемычек. Такая прокладка водоводов используется только для водоводов относительно малой протяженности, когда линии водоводов прокладываются на значительном расстоянии друг от друга.

Использование второго способа прокладки водоводов с применением перемычек значительно повышает надежность систем водоснабжения. При устройстве перемычек в каждом узле примыкания водоводов необходимо устанавливать по 3 задвижки, таким образом, на каждую перемычку

необходимо устанавливать 6 задвижек. Это позволяет отключать при аварии только один поврежденный участок, не приостанавливая подачу воды.

На рисунке 1б показано движение воды по водоводам и в перемычках при выходе из строя одного участка водовода, для отключения которого требуется закрыть две задвижки первую и вторую.

Трассировка водопроводной сети должна, с одной стороны, обеспечивать достаточную надежность, с другой стороны, быть экономичной.

Разветвленная (тупиковая) сеть (рисунок 2а) имеет меньшую стоимость, чем кольцевая (рисунок 2б). Однако, от каждого узла тупиковой сети до точки подачи воды есть только один путь. Для надежности работы необходимо иметь не менее двух таких путей. Этому требованию удовлетворяет кольцевая сеть. Структура кольцевой сети обладает высокой степенью резервирования путей подачи воды и, следовательно, высокими показателями надежности. Кроме того, кольцевая водопроводная сеть при тех же диаметрах труб, по сравнению с тупиковой имеет значительно большую водоотдачу, примерно в 2 раза.

Рисунок 2 – Трассировка распределительной водопроводной сети: а – тупиковая; б – кольцевая

Под термином « надежность» принято понимать свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов.

Надежность обеспечения водой отдельных потребителей в значительной степени зависит от места их расположения на территории объекта или населенного пункта. Чем дальше находится потребитель от точки подачи воды в сеть, тем ниже надежность его водообеспечения.

СНиП 2.04.02-84* устанавливает допустимые пределы снижения общей подачи воды при возникновении аварии и наименьшую величину давления в сети в критической точке при аварийной ситуации. Нарушение этих пределов является отказом системы водоснабжения. В сетях с одним источником

питания критические (диктующие) точки обычно оказываются расположенными в наиболее удаленных и наиболее высокорасположенных пунктах. Выбор критических точек должен быть приведен с учетом возможности питания всей сети от источника, а также питание ее одновременно от источника и от регулирующей емкости (водонапорной башни). При наличии нескольких источников питания надежность водообеспечения улучшается.

Тупиковые линии водопроводов допускается применять:

- для подачи воды на производственные нужды – при допустимости перерыва в водоснабжении на время ликвидации аварии;

- для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды – при диаметре труб не более 100 мм;

- для подачи воды на противопожарные или на хозяйственнопротивопожарные нужды независимо от расхода воды на пожаротушение – при длине линий не более 200 м;

- в населенных пунктах с числом жителей до 5000 человек и расходом воды на наружное пожаротушение до 10 л × с-1 или при количестве внутренних пожарных кранов в здании до 12 допускаются тупиковые линии длиной более 200 м при условии устройства противопожарных

резервуаров или водоемов, водонапорной башни или контррезервуара в конце тупика.

Трубы должны быть проложены на глубине, обеспечивающей незамерзаемость воды в зимних условиях, исключающей возможность нагревание ее летом и предупреждающей повреждение труб под нагрузками от движущегося транспорта. Для обеспечения незамерзаемости глубина укладки труб Zтр (считая до дна траншеи) должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины Zр проникания в грунт нулевой температуры, т.е.:

Zтр = Zр + 0,5, м (1)

Расчетную глубину проникания в грунт нулевой температуры следует устанавливать на основании многолетних наблюдений.

Вывод по вопросу. Таким образом, от правильности устройства, а также метода резервирования водоводов и водопроводной сети зависит обеспеченность водой населенных пунктов и промышленных предприятий.

Вопрос второй. Арматура водопроводной сети

На водопроводных сетях устанавливается следующая арматура:

- запорно-регулирующая (вентили, краны, задвижки, затворы);

- предохранительная (предохранительные, обратные и редукционные клапаны, вантузы, выпуски);

- водозаборная (водоразборные колонки, краны и пожарные гидранты).

Запорная и регулирующая арматура. Задвижки и вентили (рисунок 3)

предназначаются для отключения отдельных участков сети при аварии, ремонте, а также при регулировании расходов. Задвижки с ручным приводом

устанавливаются на трубопроводах диаметром до 300 мм, с электроприводом – на трубопроводах диаметром 300 мм и более.

Рисунок 3 – Задвижка

Защитная арматура. Вантузы служат для автоматического впуска и выпуска воздуха из трубопроводов. Они устанавливаются на трубопроводах диаметром 400 мм и более, на возвышенных точках на расстоянии 250…2500 м друг от друга. Если воздух не будет удален из трубопровода, то образуются воздушные подушки, уменьшающие площадь живого сечения трубопровода.

Вантуз (рисунок 4) состоит из чугунного корпуса 1, в котором располагается стальной полый шар 2 с вертикальным стальным штоком, корпус закрыт крышкой 3. Выделяющийся из воды воздух скапливается в верхней части вантуза. Под давлением воздуха уровень воды опускается вместе с шаром, который открывает при этом соединенный с ним клапан 4, вследствие чего воздух выходит наружу. После этого вода, заполняющая вантуз, поднимает шар и закрывает клапан.

Рисунок 4 – Вантуз: а – разрез; б – вид с боку; 1 – корпус; 2 – шар; 3 – крышка; 4 – клапан

Подобные же вантузы могут использоваться и для впуска воздуха в водовод при образовании в нем пониженных давлений или разрыва сплошности потока при гидравлических ударах.

Обратные клапаны (рисунок 5) предназначены для пропуска воды только в одном направлении. Они устанавливаются на напорных линиях, после центробежных насосов, на линиях для отключения водонапорных башен и в ряде других случаев.

Рисунок 5 – Обратный клапан

Предохранительные клапаны служат для предотвращения повышения давления в трубах сверх допустимого при возникновении гидравлического удара в водопроводах и водоводах в результате остановки насосов или быстрого закрытия задвижек в сети.

Рисунок 6 – Устройство пружинного предохранительного клапана 1 – патрубок; 2 – шток; 3 – пружина; 4 – клапан; 5 – соединительный фланец

Предохранительные клапаны могут быть пружинными или рычажными (рисунок 6). Принцип работы пружинного предохранительного клапана

заключается в следующем: под действием повышенного давления в клапане преодолевается усилие пружины, и вода через трубу выбрасывается наружу. Арматура наружной водопроводной сети размещается в специальных колодцах. Водопроводные колодцы могут быть железобетонные, бетонные, кирпичные, из бутового камня. Колодцы диаметром до 2 м выполняют круглой формы, больших размеров – прямоугольной формы.

В случаях расположения грунтовых вод выше дна колодца следует предусматривать гидроизоляцию дна и стен колодца на 0,5 м выше уровня грунтовых вод. При расположении колодцев на проезжей части, люки колодца должны располагаться на уровне с дорожным покрытием. Для предотвращения замерзания пожарных гидрантов, колодцы (при соответствующем обосновании) утепляют.

Вывод по вопросу. На водопроводной сети устанавливается различное оборудование, которое предназначено для предохранения трубопроводов, перекрытия на ремонтные участки, регулирования расхода, а также отбора воды на пожаротушение.

Вопрос третий. Пожарные гидранты и колонки

Пожарные гидранты предназначены для отбора воды на пожаротушение из систем наружного водоснабжения.

Пожарные гидранты выполняют наземными и подземными.

Наибольшее распространение в нашей стране получил подземный гидрант московского типа (рисунок 7), изобретателем которого является русский инженер Н.П. Зимин.

Гидрант устанавливается на фланец пожарной подставки 2 наружной водопроводной сети. Высота чугунной колонки гидранта 1 может быть от 0,75 до 2,5 м. Гидрант закрыт крышкой 3. Для пользования гидрантом открывается люк колодца, затем крышка гидранта и на его верхний конец с резьбой навинчивают пожарную колонку (рисунок 9).

Квадратная головка стержня колонки войдет в торцовый ключ 6 гидранта. Вращение рукоятки колонки через стержень передается стержню 8 гидранта. Винтовая нарезка, имеющаяся на стержне 8 гидранта, входит в медную гайку 9 и заставляет стержень передвигаться в вертикальном направлении для открывания и закрывания связанного с ним пустотелого шарового клапана 10. Стержень 8 жестко связан с разгрузочным клапаном 11 шарового клапана. При движении стержня 8 вниз откроется разгрузочный клапан. Через открывшееся в шаре отверстие начнет поступать вода сначала в шар, а затем через отверстие 13 внутрь стояка гидранта. Когда давление над шаровым клапаном будет равно давлению водопроводной сети, шаровой клапан под давлением силы тяжести откроется. В нижней части гидранта имеется отверстие 14, через которое выпускается вода из колонки и стояка гидранта после его закрытия, что исключает замерзание воды зимой. Во время открывания гидранта отверстие автоматически закрывается специальным ползунком 15, жестко скрепленным со стержнем.

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

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

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

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

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

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



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

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

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

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

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

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

Водопроводная сеть прокладывается по городу с кольцеванием магистралей вокруг основных районов, микрорайонов и промплощадок (см. рис. 16). Глубину заложения труб водопровода принимают равной нормативной глубине промерзания в данной местности плюс запас 0,5 метра. Трубы небольшого диаметра 100-200 мм монтируют из стали с антикоррозионным покрытием или из чугуна. Трубы большего диаметра прокладывают из железобетона.

Сооружения на городском водопроводе:

 смотровые колодцы с задвижками и пожарными гидрантами (около зданий), шаг колодцев 100-150 метров;

 насосные станции подкачки (районные и местные) для компенсации потерь напора на водопроводе, а гарантированный напор должен поддерживаться в пределах

10 < H < 60 м водяного столба.

Особенности водоснабжения промпредприятий

Промпредприятия снабжаются водой по следующим схемам:

1) Прямоточная схема.

2) Схема с повторным использованием воды.

3) Схема оборотного водоснабжения.

Раздел 4-й Канализация: наружные сети и сооружения

Канализация  это система подземных трубопроводов, самотёком удаляющая сточные воды за пределы территории, с последующей их очисткой и сбросом в водоём. В условиях плоского равнинного рельефа (как в Омске) дополнительно сооружают насосные станции перекачки и напорные коллекторы-трубопроводы. Состав остаточных загрязнений в очищенных сточных водах при сбросе в водоём не должен превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК).

Городскую канализацию обычно устраивают двух типов:

1) К1+К3, то есть объединённую , предназначенную для транспортировки бытовых (хозяйственно-фекальных) и промышленных стоков за черту города на очистные сооружения.

2) К2, то есть дождевую (ливневую), районные коллекторы которой сбрасывают условно-чистые стоки в водоём в черте города , а при необходимости строят дополнительные очистные сооружения, в основном механической очистки.

Канализацию городов, населенных пунктов и промплощадок устраивают в нашей стране по требованиям строительных норм и правил:

СНиП 2.04.03-85 (с изм.). Канализация. Наружные сети и сооружения.

Канализация в данном курсе рассмотрена в основном на примере г. Омска.

Элементы городской канализации

Элементы схемы городской канализации рассмотрим на примере Омска (рис. 17).

Элементы городской канализации:

1 дворовые и внутриквартальные канализационные сети (не показаны на карте-схеме);

2  уличные коллекторы (не показаны на карте-схеме);

3  районные коллекторы с насосными станциями перекачки;

4  городской (главный) коллектор с насосными станциями перекачки;

5  дюкеры с насосными станциями перекачки;

6  главная канализационная насосная станция перекачки;

7  загородный напорный трубопровод;

8  очистные сооружения канализации;

9 выпуск в водоём.

Канализационные сети и сооружения на них

Наружные сети канализации проектируют согласно требованиям СНиП 2.04.03-85 «Канализация: наружные сети и сооружения».

Канализационные сети города устраивают по иерархическому принципу: мелкие сети подсоединяют к сетям более крупного диаметра (коллекторам). При этом прокладку канализационных сетей по возможности стараются устраивать так, чтобы трубы работали самотёком, используя рельеф местности. Это становится проблематично в условия равнинного, плоского рельефа, как например в Омске. Тогда дополнительно строят канализационные насосные станции перекачки.

Иерархия городских канализационных сетей следующая:

 дворовые и внутриквартальные сети диаметром  150-200 мм, которые строят на территории застройки в пределах красных линий, то есть не выходя на территорию улиц:

 уличные коллекторы диаметром  250-400 мм, которые строят, наоборот, за красными линиями застройки, то есть по территории улиц (могут иметь насосные станции перекачки);

 районные коллекторы диаметром  500-1000 мм, которые строят для района канализования (могут иметь насосные станции перекачки);

 городской коллектор диаметром  1000-5000 мм, который строят вдоль города по наиболее пониженной его части (имеет насосные станции перекачки).

На канализационных сетях сооружают смотровые колодцы из железобетонных колец диаметром 1 метр (глубиной до 6 метров) и 1,5 метра (глубиной до 6 метров). Шаг колодцев принимают по СНиП 2.04.03-85. Например, для дворовых канализационных сетей диаметром  150-200 мм шаг между соседними колодцами должен быть не более:

 35 метров при  150 мм;

 50 метров при  150 мм.

Для перехода сточных вод через реки устраивают дюкеры  трубы под дном водоёма на глубине не менее 0,5 метров до шелыги (верха трубы).

На окраине города, куда сточные воды поступают по городскому канализационному коллектору, находится главная насосная станция перекачки, которая по напорному загородному коллектору перекачивает стоки на очистные сооружения канализации (см. рис. 17).

Водоснабжение и канализация строительных объектов – наиболее необходимое изобретение человека.


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

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

Правила прокладки коммуникаций

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

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

Такие серьезные требования обуславливаются:

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

Основные стадии работ

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

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

Внешние сети водоснабжения

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

Центральные сети состоят из следующих элементов:

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

Виды автономного водоснабжения

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

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

Наружные системы — водоснабжение и канализация

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

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

Типы приемного оборудования канализации

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

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

Выгребная яма для стоков и отходов

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

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

Альтернатива ямам – септики

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

Наиболее популярными стали септики следующих видов:

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

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

Обустройство септиков

Для самостоятельного обустройства септика требуется учитывать следующие факторы:

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

Работы производятся в следующем порядке:

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

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

Промышленная очистка

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

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

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

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

Перечень труб и дополнительных элементов

Заключение

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

 

 
Это интересно: