Нормы водопотребления

Этап проектирования водоснабжения

Для того чтобы получить наиболее удачное комплексное решение схемы водоснабжения, необходимо выбирать ее одновременно со схемой канализации или утилизации сточных вод. Проектирование водопроводов и канализаций осуществляют в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) и техническими условиями строительства внешних водопроводных и канализационных сетей. Основными исходными материалами для разработки проекта водоснабжения и канализации являются проект объекта и генеральный план застройки населенного пункта. В заданиях по разработке проекта характеризуют объект проектирования и указывают границы территории, которую следует обеспечить водоснабжением и канализацией, расчетный период, сроки очередности строительства, а также стадии проектирования.

Проектирование водоснабжения осуществляется в два этапа: разработка проектного задания со сметно-финансовыми расчетами и изготовление рабочих чертежей на основе утвержденного проектного задания. Систему водоснабжения и канализации проектируют и рассчитывают на определенный расчетный период. При этом расчетным периодом называют промежуток времени, на протяжении которого сооружения будут иметь необходимую расчетную мощность и пропускную способность, а также будут отвечать своему назначению без перестройки.

Нормы потребления воды

Вода используется потребителями для самых различных целей, но все расходы воды можно свести к трем основным категориям:
— хозяйственно-питьевые или бытовые нужды;
— производственные нужды;
— тушение пожаров.
На хозяйственные и производственные нужды подача воды должна осуществляться за счет постоянной нормальной работы водопровода. На пожаротушение вода используется эпизодически и для ее подачи форсируют работу водопровода лишь на время тушения пожара.

К хозяйственно-питьевому водоснабжению относят расход воды на питье, гигиенические нужды, приготовление пищи, уборку помещений, а также на полив зеленых насаждений. Потребность воды определяют по количеству жителей и нормам водопотребления с учетом коэффициентов неравномерности. При этом нормой хозяйственно-питьевого водопотребления называют среднесуточное количество воды, которое расходуется одним человеком. В зависимости от степени благоустройства жилого дома и его санитарно-технического оборудования нормы потребления могут быть различными (см. таблицу 1). Для больших административных или промышленных центров, для курортов и для домов, насыщенных современной техникой (стиральные и посудомоечные машины, бассейны со сменной водой и т.п.), нормы водопотребления могут быть увеличены при соответствующем обосновании. Расход воды для полива зеленых насаждений учитывают, исходя из конкретных запросов. Для засушливых районов, а также при необходимости массового полива зеленых насаждений на большой площади норму на полив устанавливают, исходя из местных условий. Дифференцированные суточные нормы воды на полив принимают (л/м2):

Расход воды на промышленных предприятиях

Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды и души на промышленных предприятиях принимают дополнительно к хозяйственно-питьевому водопотреблению населением города (см. табл. 1). Их рассчитывают на время пребывания рабочих и служащих’ на производстве. Приведенные в табл. 4 нормы не включают расход воды на пользование душами.

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления и коэффициенты неравномерности расходов воды

Виды цехов	Нормы расхода воды на 1 человека в смену, л	Коэффициенты часовой неравномерности водопотопления, kч
Цехи с тепловыделением более 20 ккал на 1 м 3 /ч	45	2,5
Остальные цехи	25	3

Часовой расход воды на 1 душевую сетку на промышленных предприятиях принимают 500 л, а продолжительность пользования душем-45 мин после окончания каждой смены. Расчетное количество душевых сеток принимают для смены с максимальным количеством работающих, обслуживаемых одной сеткой (табл.5).

Расчетные показатели душевых сеток

Группы производственных процессов по санитарной характеристике	Расчетное количество человек на одну душевую сетку	Расход воды на 1 принимающего душ, л/смену
Iа (отсутствие загрязнения одежды и рук)	15	25
Iб (загрязнение одежды и рук)	7	53,5
IIв (использование воды)	5	75
IIг (выделение больших количеств пыли и загрязняющих веществ)	3	125

Расходы воды на производственные (технологические) нужды промышленных предприятий принимают на основании технологических расчетов (по заданию технологов или хозяйственных и планирующих организаций). При отсутствии этих данных расходы воды ориентировочно можно определять, пользуясь укрупненными удельными нормами на единицу продукции, выпускаемой предприятием. Эти нормы зависят от вида продукции, технологии производства и устанавливаются на основании опыта эксплуатации аналогичных предприятий. Ориентировочные удельные расходы воды на технологические нужды некоторых промышленных предприятий можно принимать по табл. 6.

Удельные расходы воды на производственные нужды промышленных предприятий

Промышленное предприятие	Измеритель	Удельный расход воды, куб. м
Обогатительная фабрика	1 т руды	8-23
Агломерационная фабрика	1 т агломерата	1.1-5.7
Металлургический комбинат или завод	1 т стали	220-245
	1 т чугуна	240-245
Трубный завод	1 т труб	120-130
Коксохимический завод	1 т кокса	19-22
Цинковый завод	1 т цинка	374-490
Свинцовый завод	1 т свинца	170-180
Медный завод	1 т меди	180-310
Нефтеперерабатывающий завод	1 т нефти	15-25
Содовый завод	1 т соды	95-115
Лакокрасочный завод	1 т красок	2-6
Лесопильный завод	1 м 3 сырья	3-3,5
Фанерный завод	1 м 3 фанеры	12-18
Сульфитно-целлюлозный завод	1 т продукта	320-385
Фабрика первичной обработки шерсти	1 т шерсти	40-70
Меховая фабрика по обработке шкур и овчины	1 тыс. шкур овчины	208-289
Ватная фабрика	1 т ваты	70
Кожевенный завод	1 т изделий	89-258
Обувная фабрика	1 тыс. пар	7-9
Валяльно-войлочная фабрика	1 т изделий	49-96
Фабрика восстановления шерсти	1 т шерсти	91-106
Фабрики-прачечные и химчистки
а) стирка белья	1 т белья	37,5
б) химчистка	То же	83
Льнокомбинат	1 т ткани	190-350
Тонкосуконная фабрика	1 т изделий	300-400
Пряжекрасильный цех хлопчатобумажного комбината	1 т пряжи	150-300
Прядильная фабрика	1 т пряжи	60-210
Ситцевая фабрика	1 т изделий	200-250
Мыловаренный завод	1 т мыла	30-50
Клееварочное производство	1 т продукции	120-400
Хлебзавод	1 т хлеба	1,8-4,8
Кондитерская фабрика	1 т изделий	16-30
Макаронная фабрика	То же	1,7
Мясокомбинат	1 т продукции	10-40
Рыбзавод	То же	15-23
Молокоприемный пункт	1 т молока	4,0-5,2
Молочный завод	1 т продукции	7,5-12
Маргариновый завод	1 т маргарина	16-84
Колбасный завод	1 т колбасы	13-76
Мелькомбинат	1 т муки	5,4-5,6
Сахарный завод	1 т сахара	18-25
Плодоовощной консервный завод	1 т учетных банок	8-28
Пивоваренный завод	1 м 3 продукции	10-15
Спирто-водочный завод	1 т продукции	15-20
Крахмало-паточный завод	То же	30-60
Сыродельный завод	1 т сыра	30-40
Табачная фабрика	1 т табака	3-5
Кирпичный завод	1 тыс. шт. кирпича	1,3-1,8
Цементный завод	1 т цемента	2-13,5
Стекольный завод	1 тыс. м 2 105-160	2-6
Завод металлоконструкция	1 т металла	12,5-30
Завод ячеистых и силикатныз бетонов	1 м 3 бетона	1,6-3,3
Шинный завод	1 т покрышка	3,5-3,9

Примечание. Удельный расход воды принимается в зависимости от технологии производства, производительности предприятия и принятой системы водоснабжения.

Нормы водопотребления и определение расчетных расходов

Нормы водопотребления. При проектировании систем водоснабжения одной из первоочередных задач является определение необходимого потребителю количества воды, для чего нужны сведения о количестве всех потребителей, получающих воду от рассчитываемой системы водоснабжения, и нормы водопотребления для них.

В городах и поселках, как правило, устраивается объединенная хозяйственно-противопожарная система водоснабжения. Этой же системой подается вода на хозяйственно-питьевые нужды промышленных предприятий, расположенных в черте города, а также на производственные нужды предприятий, потребляющих воду питьевого качества в силу технологической необходимости или экономической целесообразности.

При отсутствии самостоятельной системы поливного водопровода (вследствие невозможности ее устройства или экономической неэффективности) вода для мойки улиц и полива зеленых насаждений подается также объединенной системой.

При проектировании системы водоснабжения промышленной зоны или отдельного объекта, которые не имеют связи с городским водопроводом, необходимо учесть все виды потребления воды, существующие на их территории.

Эти системы рассчитываются самостоятельно. Необходимость устройства таких систем определяется из условия технологической, экономической и экологической целесообразности, а также требований рационального использования водных ресурсов.

Расчетный расход воды каждого из потребителей определяется на основе норм, получаемых путем обработки статистических данных о фактическом потреблении или технологическим расчетом. Характерным примером этого могут являться промышленные объекты нефтегазового комплекса РФ, в том числе ОАО «Газпром». При всем разнообразии процессов на предприятиях нефтегазового комплекса направления использования воды являются практически аналогичными городскому водопроводу. Вода используется для производственных и хозяйственно-бытовых нужд, а специфической особенностью является широкое использование в технологических процессах добычи, подготовки, переработки, транспортировки и хранения газа.

Вода как базовый компонент необходима для приготовления солянокислых растворов, используемых при обработке скважин для интенсификации притока газа, растворов реагентов и антифриза, используется для охлаждения подшипников насосов, компрессоров, теплообменной аппаратуры, газоперекачивающих агрегатов и для многих других целей.

Общий расход воды на нужды населения пропорционален числу жителей в населенном пункте, для которого строится система водоснабжения, а также расходу воды на хозяйственно-питьевые нужды, приходящемуся на одного жителя, т.е. норме водопотребления.

Норма водопотребления (или удельное водопотребление) учитывает количество воды, потребляемое одним человеком в сутки на хозяйственно-питьевые нужды не только в жилых домах, но и в общественных зданиях, за исключением расхода воды в домах отдыха, санаториях, детских лагерях и т.п. Также она зависит от степени благоустройства зданий и местных климатических условий.

В настоящее время СНиП 2.04.02-84* (Водоснабжение. Наружные сети и сооружения) предусмотрены следующие расчетные среднесуточные расходы на хозяйственно-питьевые нужды на одного жителя.

Нормы хозяйственно-питьевого потребления воды

Степень благоустройства районов жилой застройки

Нормы хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов на одного жителя (среднесуточные за год), л/сут

Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией, без ванн

То же, с ваннами и местными водонагревателями

То же, с централизованным горячим водоснабжением

Для районов, где водопользование предусмотрено из водозаборных колонок, среднесуточная (за год) норма водопотребления на одного жителя принимается равной 30-50 л/сут.

Выбор нормы водопотребления в указанных диапазонах производится с учетом природно-климатических условий, мощности источника водоснабжения, уклада жизни населения и других местных условий.

Выбирая норму водопотребления, необходимо предусматривать мероприятия по сокращению утечек в системе и нерационального использования воды в зданиях, к которым следует отнести организацию зонирования системы, улучшение ее эксплуатации, регулирование давления и т.п.

Расход воды на предприятия состоит из производственных, хозяйственно-бытовых и душевых.

Расход воды на производственные (технологические) нужды зависит от вида производства, принятого технологического процесса, вида системы водоснабжения, качества воды и т.д. Он определяется по удельным нормам водопотребления на единицу продукции, которые задаются на основе технологических расчетов той или иной отрасли промышленности, а также из условий применения наиболее прогрессивных технологий, предусматривающих маловодные процессы, устройство оборотных и замкнутых систем водоснабжения.

В соответствии с существующими нормами расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве учитывается дополнительно к тем хозяйственно-питьевым расходам, которые рассматривались выше: в цехах со значительным тепловыделением — 45 л, а в остальных цехах —25 л на каждого работающего в смену. Помимо этого, на производствах, связанных с необходимостью принятия душа, должен быть предусмотрен расход воды из расчета 500 л/ч на одну душевую сетку в течение 45 мин.

Расход воды на поливку и мойку улиц и площадей , а также на поливку зеленых насаждений зависит от размеров поливаемых площадей, способа поливки, типа покрытий и т.п. В СНиП 2.04.02 — 84* предусмотрены следующие удельные нормы расхода воды» л/м 2 на одну мойку или на одну поливку.

Нормы расходования воды на полив территории

Норма расхода, л/м 2

Механизированная мойка усовершенствованных покрытий проездов и площадей

Механизированная поливка усовершенствованных покрытий проездов и площадей

Поливка вручную (из шланга) усовершенствованных покрытий тротуаров и проездов

Поливка городских зеленых насаждений

Поливка газонов и цветников

При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды принимается равным 50-90 л/сут в расчете на одного жителя. При назначении нормы поливки учитываются климатические условия, мощность источника водоснабжения, степень благоустройства населенных пунктов и другие местные условия. Число поливок в зависимости от климата принимается 1-2 в сутки.

Расход воды для тушения пожара определяют по нормативным документам (СНиП 2.04.02-84*), составленным на основании обработки статистических данных о фактических расходах воды при тушении пожаров на различных объектах. Нормы расходования воды на пожаротушение зависят от численности населения и характера застройки.

Нормы расходования воды на нужды пожаротушения в населенных пунктах

Число жителей в населенном пункте, тыс. чел.

Расчетное число одновременных пожаров

Расход воды, л/с, на один пожар независимо от огнестойкости зданий при высоте застройки

до двух этажей включительно

три этажа и более

Продолжительность тушения пожара принимается равной 3 ч. Расход воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях с фонарями и в зданиях шириной до 60 м без фонарей зависит от объема здания, степени огнестойкости его строительных конструкций, а также категории пожарной опасности производства, размещенного в здании.

Нормы расходования воды на пожаротушение предприятий при ширине производственных зданий до 60 м

Степень огнестойкости зданий

Категория производства по пожарной опасности

Расход воды, л/с, на наружное пожаротушение (на один пожар при объеме зданий, тыс. м 3 )

Нормы расхода воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях без фонарей шириной 60 м и более имеет некоторые отличия.

Нормы расходования воды на пожаротушение предприятий при ширине производственных зданий от 60 м и более

Степень огнестойкости зданий

Категория производства по пожарной опасности

Расход воды, л/с, на наружное пожаротушение (на один пожар при объеме зданий, тыс. м 3 )

Расчетное число одновременных пожаров для объединенного противопожарного водопровода населенного пункта и промышленного предприятия или сельскохозяйственного производственного комплекса, расположенных вне населенного пункта, принимается в зависимости от площади, занимаемой предприятием, и числа жителей в населенном пункте.

Расчетное число одновременных пожаров

Площадь предприятия, га

Число жителей в населенном пункте, тыс. чел.

Число одновременных, пожаров

** Один на предприятии и один в населенном пункте * На предприятии или в населенном пункте — по наибольшему расходу.

При нескольких промышленных предприятиях и одном населенном пункте расчетное число одновременных пожаров принимается по согласованию с органами Государственного пожарного надзора. Расчетный расход на пожаротушение должен быть обеспечен при наибольшем расходе на другие нужды.

Максимальный срок восстановления неприкосновенного противопожарного расхода, хранящегося в резервуарах, составляет 1-3 сут. в зависимости от категории объекта по пожарной опасности.

Определение расчетных расходов воды. Режим потребления воды населением на хозяйственно-питьевые нужды является в значительной мере случайным и мало поддающимся управлению процессом. Поэтому для возможности получения достаточно точного и экономичного проектного решения системы водоснабжения необходимо знать расчетные графики потребления воды населением.

Потребление воды на хозяйственно-питьевые нужды неравномерно как в течение года, так и в течение суток. Наблюдаются изменения расхода: сезонные, вызванные изменением температуры и влажности воздуха; недельные, обусловленные особенностями жизнедеятельности людей в различные дни недели, а также суточные, Последние характеризуются неравномерностью потребления воды в отдельные часы суток, что в значительной мере зависит от степени благоустройства и изменения давления в водопроводной сети.

Изменение часовых расходов может вызываться и такими случайными факторами, как показ популярных телепрограмм, спортивных мероприятий и т.п. Значительное влияние на режим водопотребления оказывает социальный и демографический состав населения.

Для получения графиков водопотребления необходим ряд наблюдений за потреблением воды в населенных пунктах, близких по численности населения, климатическим условиям, санитарно-техническому благоустройству районов жилой застройки и демографическому составу.

Прогноз режима водопотребления необходим для определения таких величин, как водопотребление, регулирующие объемы воды в емкостях, затраты энергии на транспортирование воды и др. Он должен служить основой для решения задач управления: оптимального распределения нагрузок между источниками питания, выбора работающих агрегатов и т.п. Необходимо отметить, что разработать графики, адекватно отражающие водопотребление рассматриваемого объекта, весьма сложно и трудоемко.

На практике это приводит к необходимости использования приближенных графиков, степень упрощения которых зависит от характерных особенностей и требований проектирования и эксплуатации.

На основании данных о нормах водопотребления, сведений о расчетном числе жителей и потребности в воде промышленных предприятий, забирающих воду из городского водопровода, может быть определено полное среднее расчетное количество воды, которое должно быть подано городу в течение суток.

На хозяйственно-питьевые и бытовые нужды населения средние суточные расходы воды Q, м 3 /сут, определяются как Q=q_срN

где q_cр — средний за год расчетный расход воды на одного жителя, принимаемый в соответствии е действующими СНиП; N—расчетное число жителей.

Расчетные объемы водопотребления промышленных объектов определяются на основании технологических расчетов.

Определенные среднесуточные расходы водопотребления могут служить только в качестве общего показателя потребности в воде. В действительности суточные расходы воды в значительной мере зависят от сезона года, климатических изменений, дней недели.

Согласно установленным канонам система водоснабжения должна удовлетворять потребности населения в воде в любые сутки, в том числе в сутки наибольшего (максимального) водопотребления.

Суточная неравномерность потребления воды характеризуется коэффициентами суточной неравномерности К_max сут и К_min сут Максимальный коэффициент суточной неравномерности представляет собой отношение суточного расхода в дни наибольшего водопотребления к среднему суточному расходу за год Q:

Минимальный коэффициент суточной неравномерности К_min сут — это отношение суточного расхода в дни наименьшего водопотребления Q_min сут к среднему суточному расходу за год:

Эти коэффициенты, учитывающие уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, принимаются равными: К_max сут = 1,1-1,3; К_min сут =0,7 -0,9. Они получены в результате анализа неравномерности водопотребления в действующих водопроводах.

Максимальный суточный расход Q_max сут = К_max сут * Q является основным расходом, на который должна быть рассчитана система водоснабжения. Однако следует помнить, что потребление воды в течение суток также неравномерно. Степень неравномерности расходования воды зависит от числа жителей в населенном пункте, а также от благоустройства зданий, условий работы предприятий и других местных условий.

Режим водопотребления в течение суток определяется по результатам наблюдений за действующими системами водоснабжения. Они могут быть представлены в табличной, интегральной, аналитической или графической форме. На рисунке ниже приведен пример ступенчатого графика водопотребления, где по оси ординат отложены значения часового расхода воды в процентах от суточного расхода.

Часовая неравномерность потребления воды характеризуется максимальными коэффициентами часовой неравномерности К_max час и К_min час , равными:

Максимальный часовой расход для суток наибольшего водопотребления: Q_max час = К_max час * Q_max сут /24