Как устроена система внутреннего водопровода?
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ
ЗДАНИЙ И ПОМЕЩЕНИЙ ДОМА И ОФИСА
Уровень технического прогресса позволяет обеспечить существование в зданиях систем водоснабжения, отопления, канализации, вентиляции, кондиционирования воздуха, электроснабжения и электрооборудования. Количественный и качественный состав оборудования влияет на комфортность проживания и работы людей.
Специалисты в области домоведения должны обладать знаниями в широком круге решаемых вопросов, в том числе и в области инженерно-технического оборудования, от эффективной работы которых зависит комфортность проживания и работы. В этой части учебного пособия основное внимание уделяется вопросам работы систем водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, электроснабжения, газоснабжения, мусороудаления.
Холодное водоснабжение
Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений и мероприятий, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям с требуемым напором и расходом.
Системы внутреннего водопровода
Системой внутреннего водоснабжения здания или отдельного объекта называют совокупность устройств, обеспечивающих получение воды из наружного водопровода и подачу ее под напором к водоразборным устройствам, расположенным внутри здания или объекта. Система холодного водоснабжения, называемая обычно внутренним водопроводом, состоит из следующих устройств: ввода (одного или нескольких), водомерного узла (одного или нескольких), сети магистралей, стояков, распределительных трубопроводов и подводок к водоразборным устройствам, запорной, регулировочной арматуры, соединительных и монтажных элементов для труб.
Ввод – это трубопровод, соединяющий наружный водопровод с внутренним водопроводом здания. К водоразборной арматуре относятся различные клапаны, смесители для ванн, умывальников, моек и пр. Запорная арматура включает вентили, задвижки. На сети внутреннего водопровода при d 50 мм – задвижки. Запорная арматура устанавливается: у основания стояков, у клапанов смывных бачков унитазов, у водонагревателей, в водомерном узле, на разветвлениях магистралей и пр.
Условные обозначения устройств на рисунках 1 – 5 приведены из ГОСТ 21.205 – 93 «Условные обозначения элементов санитарно-технических систем» и ГОСТ 21.206 – 93 «Условные обозначения трубопроводов». Основные элементы показаны в прил. 1.
Классификация систем внутреннего водоснабжения зданий
По назначению системы водоснабжения здания подразделяются:
¨ на хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды, по ГОСТ Р 51232–98 «Вода питьевая» для питья, умывания, купания, приготовления пищи и т. д.;
¨ производственные системы водоснабжения обеспечивают подачу воды для технологических процессов производства. Требования, предъявляемые к качеству подаваемой воды, разнообразны и определяются технологическими требованиями производства;
¨ противопожарные системы водоснабжения предназначены для тушения огня в здании при возникновении пожара. В этих системах может быть использована вода и не питьевого качества.
Иногда используют объединение всех видов систем внутреннего водопровода в одну – хозяйственно-производственно-противопожарную с подачей воды питьевого качества на все нужды. Однако это не всегда бывает оправдано с экономической точки зрения ввиду относительно высокой стоимости питьевой воды.
По расположению магистральных трубопроводов схемы водоснабжения здания бывают с нижней и с верхней разводками.
При нижней разводке магистральные трубопроводы размещают в нижней части здания, а при верхней – на чердаке или под потолком верхнего этажа.
По принципу действия внутренние водопроводы можно подразделить на системы: без повысительных устройств; с напорно-запасными баками; с повысительными насосами; с комбинацией напорно-запасных баков и повысительных насосов; с гидропневматическими установками; зонные системы.
Выбор одной из указанных систем прежде всего зависит от соотношения величины требуемого напора Hr, обеспечивающего подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и удаленному от ввода водоразборному устройству с учетом потерь напора на преодоление сопротивлений по этому пути движения воды, и напора в наружном водопроводе у места присоединения к нему ввода водопровода здания Hg (гарантийного напора). Он может быть больше, равен или меньше напора, который требуется для нормальной работы внутреннего водопровода Hr.
Если Hg> Hr, 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 (рис. 1а). При этом, когда Hg>Hr, вода из наружной сети подается и к водоразборным кранам и в напорный бак, когда же напор в городской сети снижается ниже расчетной величины (Hg Зонные системы водоснабжения проектируются в многоэтажных зданиях. При этом нижняя зона здания работает под напором наружного водопровода, а верхняя – от повысительных насосов. Высота зоны определяется максимально допустимым гидростатическим напором в самой нижней точке сети.
Гидропневматические установки могут быть переменного и постоянного давления. Установка состоит из герметичного водяного бака, насоса, установки пополнения запаса воздуха, компрессора, воздушного бака, комплекта приборов автоматического управления. При работе установки вначале в водяной бак подается сжатый воздух (или запасается в воздушном баке) 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 цикличном режиме. Промежутки между включениями насосов возрастают с уменьшением водопотребления в водопроводной сети. Системы с гидропневматическими установками не имеют недостатков, присущих системам с баками. Они просты в эксплуатации и позволяют регулировать давление по времени суток. На рис. 3. показаны основные элементы гидропневматической установки.
Рис. 3. Схема типовой насосной установки с гидропневматическими баками:
1 —рабочие насосные агрегаты; 2 — резервный насосный агрегат; 3 — обратный клапан; 4 — задвижка; 5 — шкаф управления; б — реле давления; 7 — трехходовой кран с манометром; 8 — струйный регулятор запаса воздуха; 9 —гидропневматический бак
Особое внимание при проектировании уделяется рациональному размещению санитарно-технических устройств в здании. Санитарные узлы и водоразборную арматуру группируют поэтажно, располагая их друг над другом, трубопроводы прокладывают по кратчайшему расстоянию. При решении планировки помещений и санитарно-бытовых узлов рациональным является линейная планировка, при которой приборы размещаются на одной монтажной стене.
Внутреннее водоснабжение
В состав внутренней системы водопровода входит ввод, насосы, водомерный узел, водонапорно-запасные баки и водопроводная сеть.
Вводом принято называть перпендикулярный стенам здания трубопровод. Основа водомерного узла – водомер, используемый для учета потребления воды. Расположенные на наиболее высокой отметке системы внутреннего водопровода водонапорно-запасные баки предназначены для создания определенного водного запаса и давления, необходимого для достижения водой самых удаленных и высоких точек водоразбора в случае недостатка напора во внешней сети. Назначение насосов – подача во внутреннюю сеть воды при малом давлении в наружных коммуникациях.
Функции водопровода:
По своему предназначению водопроводная система бывает:
1) Для питьевой воды и хозяйственных потребностей;
2) Для пожаротушения;
3) Для производственных нужд.
На предприятиях, как правило, применяется совместная сеть, используемая одновременно для удовлетворения всех потребностей.
Принципиальные схемы устройства
На выбор схемы, по которой будет смонтирован внутренний водопровод, оказывает влияние величина давления во внешней сети и этот показатель в точке присоединения к ней системы.
Схема без использования водонапорной емкости и насоса
При обеспечении в наружном водопроводе требуемого давления для доставки ко всем точкам водоразбора в системе воды нет необходимости в водонапорном баке и насосе. Чугунный или стальной трубопровод прокладывают вне пределов здания ниже уровня промерзания земли. Колодец устраивается в месте соединения ввода к внешней сети. Для обеспечения возможности демонтажа внутреннего трубопровода и устранения аварий, на отводе труб к колодцу делают задвижку.
Для прохождения трубопровода в основании выполняют отверстие, получившийся зазор между которым и трубой заполняют специальными составами, например, цементным раствором, смоляной прядью, мятой глиной. Они также защищают коммуникации от возможных повреждений и деформаций во время усадки здания. Продолжением трубопровода служит водомерный узел, расположенный внутри здания – в техническом помещении первого этажа или в подвале так, чтобы он находился в достаточно теплом месте для предупреждения замерзания воды в зимний период. В конструкцию водомерного узла входит водомер, задвижки, контрольно-спусковой кран, обводная линия. Задвижки закрываются при поломке водомера или в процессе проверки правильности его работы, в результате чего вода, минуя водомер, перетекает в обводную линию. В случае необходимости при пожаре ускорения поступления воды, она также направляется по обводной линии. Контрольно-спускной кран необходим во время ремонта системы водопровода для удаления из нее воды, ее разборке, а также при проверке качества функционирования водомера. Вода из водомерного узла попадает в магистраль, потом – в стояки, затем доходит до водоразборных кранов.
Внутренняя система водопровода с водонапорными баками
В случае периодического, на несколько часов, понижения давления в наружном трубопроводе, когда напора в нем становится недостаточно для доставки воды к наиболее отдаленным и высоким точкам водоразбора, применяется система с использованием водонапорного бака. При данной схеме вода, когда давления хватает, попадает, кроме водоразборных кранов, еще дополнительно в водонапорный бак. Он имеет поплавковый клапан, который при заполнении емкости перекрывает поступление воды.
Система с установкой насоса и водонапорных баков
При постоянном недостатке давления во внешней системе, неравномерном разборе воды, кроме водонапорно-запасного бака, дополнительно устанавливают насос. Однако его постоянная работа экономически невыгодна. Поэтому насос отключается при наполнении бака и автоматически включается при его опустошении. Когда насос выключен, обводная линия позволяет воде достичь уровня, соответствующего давлению во внешних коммуникациях. Как правило, устанавливают несколько насосов, из которых один является основным, а второй – запасным.
Внутреннее водоснабжение с насосом
При равномерном потреблении воды, но одновременно периодически или постоянно слишком низким напором в наружном трубопроводе, монтируют систему внутреннего водопровода с насосом, мощность которого определяется, исходя из расчетного потребления воды. Включается насос самостоятельно, когда давление во внешних коммуникациях становится слишком слабым.
Система внутреннего водопровода с водонапорными баками.
Системой внутреннего водопровода является вся сеть трубопроводов, проходящих внутри здания от водомера до водоразборных точек.
Если гарантийный напор недостаточен в часы наибольшего водопотребления (а в другие часы суток напор выше требуемого для здания), применяются системы с водонапорным баком без повысительной насосной установки. Водонапорные баки следует размещать на высоте, обеспечивающей необходимый напор во внутренней сети, питаемой из бака.Запас воды в баках на хозяйственно-питьевые нужды следует предусматривать в зависимости от количества расходуемой воды, степени неравномерности расхода и поступления воды в баки. Водонапорные баки должны быть оборудованы: – трубой, подающей воду в напорный бак с установкой на ней одного или нескольких поплавковых клапанов для автоматического отключения подачи воды в бак.
Перед каждым поплавковым клапаном должен быть установлен запорный вентиль или задвижка. Водонапорные баки для питьевой воды должны быть снабжены крышками и должны устанавливаться на специальном поддоне.Баки надлежит устанавливать в вентилируемом и освещаемом помещении, в котором следует поддерживать положительную температуру.
1 — задвижка; 2 — водомер; 3 — тройник с резьбовой пробкой; 4 — разводящий магистральный трубопровод; 5 — стояки; 6 — подводки; 7 — водонапорный бак; 8 — шаровой кран, 9 — обратный клапан; 10 — насос
30. Система внутреннего водопровода здания с повысительными насосами.
Система водопровода с постоянно или периодически действующими насосами (рис. 2) применяется, если наружная сеть обеспечивает необходимое количество воды, но давление не всегда достаточно, чтобы обеспечить подачу воды в самую удаленную и наиболее высоко расположенную водоразборную точку. В этом случае насосная установка, включенная в линию после водомера, работает постоянно или периодически, по мере надобности нагнетая воду в домовую сеть.
1 — задвижка; 2 — водомер; 3 — тройник с резьбовой пробкой; 4 — разводящий магистральный трубопровод; 5 — стояки; 6 — подводки; 10 — насос
31. Система внутреннего водопровода здания с повысительными насосами и водонапорными баками.
Системы с водонапорным повысительной установкой и водонапорным баком обычно устраивают тогда, когда напор в наружном водопроводе недостаточен для работы системы холодного водоснабжения, а постоянная работа насосов нецелесообразна из-за неравномерности водопотребления в здании.
32. Система внутреннего водопровода здания с повысительными насосами и пневматической установкой.
В отдельных случаях вместо водонапорного бака применяют пневматическую установку, состоящую из водяного и воздушного баков или одного водовоздушного бака, оснащенных специальным оборудованием (компрессорами, клапанами, манометрами и др.). Такая система водоснабжения называетсясистемой с повысительными насосами и пневматической установкой. Пневматические установки в зданиях служат для повышения давления во внутренней сети водопровода и создания запаса воды на случай пожара, а также для подачи части этой воды в домовую сеть в случае недостаточного давления в городской сети.
Пневматические установки для забора воды могут иметь то же назначение, что и водонапорные башни. Вместо открытых баков для воды в них имеются герметически закрытые резервуары (баки). Принципиальная схема автоматической водоподъемной установки с пневматическим напорно-регулирующим баком (напор обеспечивается давлением сжатого воздуха на поверхность воды в баке) приведена на рис. 9.3. Через приемную сетку 2 насос 3 с электродвигателем 1 всасывает воду и подает ее в напорный трубопровод 4 под давлением Р Часть бака 5 заполняется водой до уровня А—А, а имеющийся в баке воздух, подаваемый пневмонасосом 7, сжимается до давления Р2. Если расход воды меньше подачи насоса или водоразбор вообще прекращен, вода заполняет бак и повышает давление внутри него. Когда уровень воды в баке повышается до линии Б—Б, а давление увеличивается до Р2, на которую отрегулировано реле давления 6, происходит разрыв электрической цепи и выключение электродвигателя 1. В дальнейшем вода подается к точкам водоразбора 8 под действием давления воздуха внутри бака.
