Водопроводная сеть: назначение, виды, схемы внутренних водопроводов

Сети внутренних водопроводов состоят из маги­стральных и распределительных трубопроводов, подводок к водоразборным устройствам (рисунок ниже).

В зависимости от режима водопотребления и назначения здания, а также от технологических и противопожарных требо­ваний сети бывают:

• тупиковые — применяют в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды в случае выхода из строя части или всей сети водо­провода, в жилых, административных, а иногда и производст­венных зданиях;

• кольцевые — применяют в зданиях, где необходимо обеспе­чение надежного и бесперебойного снабжения водой потреби­телей (в многоэтажных зданиях, зданиях с противопожарным водопроводом, производственных зданиях и т.п.); их присое­диняют к наружному водопроводу несколькими вводами, по­этому в случае отключения одного из них подача воды в здание не прекращается;
• комбинированные — состоят из кольцевых и тупиковых маги­стральных трубопроводов и применяются в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств;
• зонные — несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или раздельных. Сети отдельных зон могут иметь само­стоятельные вводы и установки для повышения напора;
• многозонные — применяются в отдельных зданиях (высотных).

В нижней точке сети (у арматуры) каждой зоны в целях обеспечения ее прочности гидростатический напор не должен превышать 60 м вод. ст. (0,6 МПа).

По расположению магистральных трубопроводов выделя­ют сети с нижней или верхней разводкой. При нижней разводке магистральные трубопроводы размещают в нижней части зда­ния, а при верхней разводке — на чердаке или под потолком верхнего этажа. Устройство сети с верхней разводкой может быть дешевле, чем с нижней. В то же время при прокладке ма­гистралей на неотапливаемом чердаке требуются дополни­тельные расходы на утепление трубопроводов.

Схема водопровода в санитарно-техническом узле 5-этажного жилого дома

На рисунке ниже в качестве примера приведена одна из возмож­ных схем внутреннего водоснабжения здания с повысительной установкой.

Система внутреннего водопровода с кольцевой сетью и нижней разводкой

Схема сети внутреннего водопровода выбирается с учетом размещения водоразборных устройств в планах каждого этажа, режимов подачи и потребления воды, надежности снабжения потребителей водой, а также технико-экономической целесо­образности. Особое внимание при проектировании уделяется рациональному размещению санитарно-технических прибо­ров в здании. Например, санитарные узлы и водоразборную арматуру группируют поэтажно, располагая их друг над дру­гом, трубопроводы прокладывают по кратчайшему пути.

Кольцевая водопроводная сеть

Кольцевые водопроводные сети представляют собой систему смежных замкнутых колец (контуров). По надежности и бесперебойности эксплуатации кольцевые сети имеют весьма существенное преимущество перед разветвленными. В случае аварии (разрыв трубопровода) на одном из участков разветвленной сети подача воды в узловые точки, находящиеся за участком, не будет обеспечена. Для кольцевой сети подача воды не прекращается, так как поврежденный участок сети отключается, а в узловые точки вода подается по другим прилегающим к ним участкам. В случае изменения водопотребления в узловых точках в течение суток возможно осуществить переток воды из другого кольца. В кольцевой сети при возникновении гидравлического удара повышение давления в трубопроводе будет значительно меньше, чем в разветвленной сети. Однако протяженность кольцевой сети существенно больше разветвленной и, следовательно, больше и ее стоимость. Кольцевая сеть обеспечивает гарантированное водопотребление в узлах сети, что очень важно для осуществления пожаротушения.

Схема кольцевой водопроводной сети представлена на рис. 5.12.

Рис. 5.12. Схема кольцевой сети

В кольцевых сетях в отличие от разветвленных неизвестными величинами являются диаметры участков, расходы на участках и их направления.

На каждом участке неизвестны диаметр и расход. Количество неизвестных соответствует числу участков кольцевой сети. Для определения диаметров и расходов в каждом участке сети необходимо составить соответствующее количество уравнений и решить эту систему уравнений. Гидравлический расчет в этом случае достаточно сложен.

Последовательность гидравлического расчета кольцевой водопроводной сети следующая.

1. Определяются путевые расходы на участках кольцевой сети. Путевые расходы приводятся к узловым расходам. Путевые расходы на участках сети:

; ; и т.д.

2. Предварительно намечается оптимальное направление потоков воды при неизвестных диаметрах труб по отдельным участкам сети исходя из условия, что подача воды производится в наиболее удаленные точки по наикратчайшему пути передвижения потока.

3. Суммарный расход воды, приходящий в узловую точку, должен быть равен сумме расходов участков, присоединенных к точке, плюс узловой расход, .

Например, для точки 3 будем иметь

.

4. Диаметры трубопроводов на участках определяются по расчетным путевым расходам исходя из условия наивыгоднейших экономических диаметров с использованием соответствующих таблиц.

5. Сумма гидравлических потерь в каждом замкнутом кольце при достаточно правильном выборе диаметров труб участков должна быть равна нулю. Принимая условие, что потери напора на участках, в которых вода движется по часовой стрелке, равны потерям напора при движении ее против часовой стрелки, .

Например, для кольца В (см. рис. 5.12)

.

Следует отметить, что при соблюдении этого условия сумма потерь в любом кольце будет равна нулю, а гидравлические потери на участках — минимальны.

Если предварительное определение путевых расходов и диаметров трубопровода участков сети не позволяет получить условие , то производится увязка сети. Увязка заключается в возможном перераспределении направления движения расчетных потоков воды, направляя несколько большие расходы на участки, где гидравлические потери меньше, или наоборот. В результате перераспределения расходов сумма гидравлических потерь должна быть близкой к нулю.

Гидравлический расчет кольцевой сети при наличии большого количества колец представляет собой весьма сложную задачу. Сложность заключается в решении систем квадратных уравнений. В связи с этим используются способы, основанные на методе последовательных приближений. Приближенный метод расчета позволяет упростить увязку кольцевых сетей. Применяются два метода увязки сетей — метод В. Лобачева и метод М. Андрияшева.

Кольцевая схема водоснабжения здания

Внутренним водопроводом принято называть системы холодного водоснабжения (ХВС) зданий, которые в общем виде представляют собой совокупность элементов и устройств, объединенных в единый инженерный комплекс, основными функциями которого являются прием воды от внешних источников и ее транспортировка (подача) к водоразборным устройствам.

Основными элементами систем внутреннего холодного водоснабжения зданий являются:

• точки подключения к внешним источникам воды, называемые вводами;
• водомерные узлы, обеспечивающие контроль и подсчет поступающей от внешних источников воды;
• устройства и оборудование для очистки воды;
• устройства и установки для подъема воды (насосные станции);
• сети магистральных, распределительных и подводящих трубопроводов, обеспечивающие доставку воды к водоразборным точкам;
• запорная, водоразборная и регулировочная арматура.

Главным нормативным и руководящим документом, регламентирующим технические требования к внутренним системам ХВС зданий, является СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий» (актуализированная редакция старого СНиП 2.04.01-85* с аналогичным названием).

В зависимости от функционального назначения водопотребляющего здания или объекта различают следующие виды внутренних водопроводов (систем ХВС):

• Хозяйственно-питьевые – для подачи очищенной питьевой воды;
• Производственные – для обеспечением водой различных производствено-технологических процессов;
• Противопожарные – для тушения пожаров (обычно используется вода, непригодная для питья).

Рассмотрим основные схемы организации систем внутреннего водопровода в современных зданиях.

Одной из наиболее распространенных и самой простой в исполнении является схема внутреннего водопровода без водоподъемных установок и устройств (водонапорных резервуаров, насосов и т.п.), общий вид которой приведен на Рис.1. Реализация данной схемы возможна только если величина напора, создаваемого во внешнем водопроводе, будет достаточна для стабильного обеспечения водой максимально удаленной водозаборной точки. Данная схема выполняется с нижней разводкой (в подвале).

Рис.1. Схема внутреннего водопровода с нижней разводкой без водоподъемных устройств
1 – стояки; 2 – запорный вентиль; 3 – разводящая линия; 4 – тройник с пробкой для спуска воды из системы; 5 – водомерный узел.

Если же в часы максимального потребления воды (в жилых домах обычно это вечернее время) давления в подводящем (внешнем) трубопроводе городской сети не хватает для обеспечения стабильной подачи воды к самым верхним водоразборным точкам, необходимо использовать схему с верхней разводкой и напорным резервуаром, представленную на Рис.2.

Рис. 2. Схема внутреннего водопровода с верхней разводкой и водонапорным резервуаром (без подкачивающего насоса):
1 – поплавковый клапан; 2 – водонапорный резервуар; 3 – контрольно-спускной кран; 4 – водомерный узел; 5 – ввод в здание.

В высоких многоэтажных жилых домах для подачи воды на самые верхние этажи может потребоваться установка дополнительного подкачивающего насоса на вводе в здание, общая схема которого продемонстрирована ниже на Рис.3.

Рис.3. Схема установки подкачивающего центробежного насоса на вводе в здание:
1 – ввод в здание; 2 – запорный клапан; 3 – обратный клапан; 4 – центробежный насос; 5 – водомерный узел.

При недостаточном давлении воды на вводе для тушения пожаров в зданиях устанавливают специальные пожарные насосы с дистанционным пуском от пожарных кранов или автоматическим. Для повышения давления применяют также пневматические установки, работающие на сжатом воздухе, получаемом от компрессора.

Рис. 4. Схема внутренней кольцевой водопроводной сети:
1 – магистральный водопровод; 2 – обратный клапан; 3 – водомер; 4 — подводка; 5 – распределительный трубопровод (стояк); 6 – ввод.

Кольцевая водопроводная сеть, ее преимущества и недостатки. Схема кольцевой сети. Указать на схеме ее элементы

Водопроводная сеть представляет собой совокупность трубопроводов, по которым вода транспортируется потребителям. Основное назначение водо­проводной сети — подавать потребителям воду в требуемом количестве, хоро­шего качества и с необходимым напором. Обычно водопроводная система на­ряду с подачей воды для хозяйственных нужд обеспечивает ещё и нужды по­жаротушения. Проектируют водопроводную сеть с учётом совместной работы насосных станций, водонапорной башни и других элементов системы водо­снабжения.

Трассировка водопроводной сети заключается в придании ей опреде­лённого геометрического начертания. Она зависит от: конфигурации населён­ного пункта, расположения улиц, кварталов, общественных и производствен­ных зданий, расположения источника водоснабжения и многих других факто­ров.

Н.С. — насосная станция

Б — водонапорная башня

Рисунок — Схема начертания кольцевой водопроводной сети

Кольцевую сеть применяют в населённых пунктах близ­ких по очертанию к квадрату или прямоугольнику. В этих сетях трубопрово­ды образуют один или несколько замкнутых контуров — колец. Благодаря кольцеванию каждый участок получает питание от двух или нескольких ли­ний, что значительно повышает надёжность работы сети и создаёт ряд других преимуществ. Кольцевые сети обеспечивают бесперебойную подачу воды да­же при авариях на отдельных участках: при выключении аварийного участка подача воды к другим линиям сети не прекращается. Они меньше подвержены авариям, т.к. в них не возникает сильных гидравлических ударов. При быст­ром закрытии какого-либо трубопровода поступавшая к нему вода устремля­ется в другие линии сети и действие гидравлического удара уменьшается. Во­да в сети не замерзает, т.к. даже при небольшом водоразборе она циркулирует по всем линиям, неся с собой тепло. Кольцевые сети обычно несколько длин­нее тупиковых, но устроены из труб меньшего диаметра. Стоимость кольце­вых сетей немного выше тупиковых. Благодаря высокой надёжности они на­ходят широкое применение в водоснабжении. Они полностью отвечают требованиям противопожарного водоснабжения. После того, как выполнен расчёт водопотребления населённого пункта, производится трассировка кольцевой разводящей сети. С этой целью на территории объекта водоснабжения (плане посёлка) вычерчивают трубопроводы, соединяют их концы и начала, образовывая замкнутые контуры-кольца, и подводят воду к крупным объектам. Далее на кольцевой сети намечаются узлы и участки. Каждый участок сети анализируется и замеряется. Все результаты сводятся в таблицу. Следует заметить, что особенностью кольцевых сетей является то, что раздача воды водопотребителям происходит практически на всех её участках, а это значит, что все они являются участками с путевыми расходами. Исклю­чение составляют лишь те участки, где явно нецелесообразно разбирать воду. Это могут быть участки, подводящие воду к крупным водопотребителям (на­пример, бане, больнице, МТФ и пр.).