В О Д О С Н А Б Ж Е Н И Е
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
(Раздел – ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ)
Конспект лекций
(Часть 1 – лекции №1 … №7)
Санкт-Петербург
 | Якубчик Петр Петрович профессор кафедры «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика» Государ-ственного образовательного учреждения высшего профессионального образова-ния «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС) (e-mail: uchebupr@pqups.edu) |
В О Д О С Н А Б Ж Е Н И Е
(Раздел – Водопроводная сеть населенных мест)
Конспект лекций составлен в 2008 году и состоит из двух частей:
в 1-ой части приводится содержание лекций №1 …№7, во второй части – лекций №8 … №15.
Содержит сведения, предназначенные для студентов очного, очно-заочного и заочного обучения специальности 270112.65 «Водоснабжение и водоотведение», изучающих специальную дисциплину «Водоснабжение (раздел «Водопроводная сеть»).
Водопроводная сеть является одним из наиболее дорогостоящих сооружений в общей системе водоснабжения. Она должна обеспечивать подачу заданных расходов воды к местам ее потребления под необходимым напором. Работа водопроводной сети неразрывно связана с насосными станциями, водоводами, регулирующими и запасными емкостями. Поэтому приобретение навыков проектирования, строительства и эксплуатации водопроводных сетей является одной из основных задач студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение».
Конспект лекций является кратким изложением курса «Водоснабжение (раздел – «Водопроводная сеть»), читаемого на кафедре «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика» ПГУПС и предназначен для студентов очного, очно-заочного и заочного обучения.
Лекции рассчитаны на 34 часа аудиторных занятий и не менее 34 часов самостоятельной работы, читаются студентам очного обучения один семестр на третьем курсе. Для систематизации работы над материалом в приложении к конспекту помещены контрольные вопросы и список рекомендуемой литературы.
По дисциплине Водоснабжение (раздел «Водопроводная сеть») учебной программой предусмотрена разработка курсового проекта.
Рекомендации по разработке курсового проекта изложены в методических указаниях: «Водопроводная сеть», ПГУПС, 2002 г. (авторы: П.П.Якубчик, Ю.А.Смирнов, Н.А.Черников, М.Ю.Юдин). Студентам предлагается разработать курсовой проект на тему; «Расчет и проектирование водопроводной сети населенного пункта и железнодорожной станции».
Лекция № 1
Основные понятия о водоснабжении; санитарное, экономическое и техническое значение водоснабжения. Краткая история развития водоснабжения.
Водоснабжение представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, обеспечивающих получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям. Системы водоснабжения, которые строятся в местах, где живут и работают люди, и функционируют производственные предприятия относятся к системам жизнеобеспечения.
Потребление воды превосходит суммарное потребление всех видов остальных ресурсов и продукции. Так для добычи одной тонны нефти необходимо затратить не менее 10 м 3 воды, а для производства одной тонны стали используется примерно 100 м 3 воды. Чтобы получить одну тонну бумаги потребуется 250 м 3 воды, а для изготовления одной тонны капрона – 5600 м 3 и т.д.
Снабжение потребителей водой высокого качества и в достаточном количестве имеет большое санитарно-гигиеническое, экономическое и техническое значение.
Санитарно-гигиеническое значение водоснабжения заключается в том, чтобы обеспечить население чистой, доброкачественной водой, водой которая полностью предотвращает заболевание людей.
Экономическое и техническое значение водоснабжения заключается в обеспечении в достаточном количестве и с необходимым качеством водой всю промышленность страны.
Водоснабжение в России получило всестороннее развитие в основном в 20 веке. До этого периода строительство целенаправленных систем водоснабжения развивалось медленно.
К первым отечественным централизованным водопроводам, построенным в XI – XIV веках относятся:
водопровод Новгородского Кремля;
водопровод Ферганской Долины.
В XX веке строится самотечный родниковый водопровод Московского Кремля, а в XVII веке этот водопровод перестраивается с искусственным водоподъёмом.
В 1721 – 1723 годах сооружаются знаменитые на весь мир Петергофские фонтаны. Сегодня их производительность превышает 3500 л/с.
В 1749 году строится водопровод для Царского Села (г. Пушкин).
В 1804 году сооружается первый Московский самотечный водопровод из села «Большие Мытищи», известный сегодня, как Мытищинский водопровод.
В XIX веке водопроводная техника развивается быстрыми темпами. Этому во многом способствовали питомцы нашего вуза, в настоящее время ГОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения», такие как А.В.Белелюбский, А.И.Дельвиг, В.Е.Тимонов.
Следует отметить, что для решения научных и инженерных задач водопроводной техники много сделали русские ученые и инженеры: Н.Е.Жуковский, И.П.Зимин, К.М.Игнатов, Ш.И.Черепашинский, Н.К.Чижов и др. Многие задачи теории и практики водоснабжения решили советские ученые: Н.Н.Абрамов, С.Х.Азердер, В.М.Богевер, Н.Н.Гениев, В.С.Дикаревский, Н.А.Кашкаров, В.А.Клячко, Л.Ф.Мошнин, В.Г.Лобачев, Н.Г.Малишевский, А.А.Сурин, М.Т.Турчинович и многие другие.
На железнодорожном транспорте системы водоснабжения служат для обеспечения доброкачественной водой железнодорожников и пассажиров, станций, локомотивных и вагонных депо, промышленных предприятий железнодорожного транспорта и других подобных объектов. При этом вода расходуется на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды.
Общее водопотребление на железных дорогах России достигает почти 500 млн. м 3 /год. Количество потребителей – более 4000 пунктов водоснабжения. Протяженность водопроводных сетей на железнодорожном транспорте свыше 20 тыс.км.
Министерство образования и науки
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ
по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение»
для специальности: 270102 «Промышленное и гражданское строительство»
(новый шифр и название специальности(ей)
форма обучения: очная, очно-заочная и заочная
(форма обучения – очная, очно-заочная, заочная)
Составитель Ткачёва Ю.Ю.
Лекции по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение» / ВИТИ НИЯУ МИФИ. Волгодонск, 2010. 96 с.
Предназначены для студентов очной, очно-заочной и заочной формы обучения специальности 270102 – Промышленное и гражданское строительство
ãВИТИ НИЯУ МИФИ, 2010
Ю.Ю. Ткачёва, 2010
1 Основы водоснабжение населенных мест
1.1 Системы водоснабжения населенных мест
Системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающих забор воды из природного источника, очистку и обработку ее, транспортирование и подачу потребителям требуемых расходов, качества под необходимыми напорами.
Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, т. е. Обеспечивать снабжение потребителей водой без снижения установленных показателей своей работы в отношении количества и качества подаваемой воды (перерывы в подаче воды, снижение подачи воды, ухудшение ее качества в недопустимых пределах).
Системы водоснабжения (водопроводы) классифицируют по ряду признаков.
По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.
По назначению системы водоснабжения подразделяют на хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные, снабжающие водой технологические цехи; противопожарные, обеспечивающие подачу воды для тушения пожаров.
По способу подачи воды различают самотечные водопроводы (гравитационные) и водопроводы с механической подачей воды (с помощью насосов).
По виду используемых природных источник о в различают водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников — рек, водохранилищ, озер, морей, и водопроводы, забирающие воду из подземных источников (артезианских, родниковых). Имеются также водопроводы смешанного питания.
На основе технико-экономических расчетов часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные или производственно-хозяйственно-противопожарные. Так, в городах и поселках обычно устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод. На промышленных предприятиях, как правило, сооружают два раздельных водопровода — производственный и хозяйственно-противопожарный. Объединенный производственно-хозяйственно-противопожарный водопровод устраивают тогда, когда для технологических нужд предприятия требуется небольшое количество воды питьевого качества. На некоторых промышленных предприятиях устраивают специальные противопожарные водопроводы.
Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми. Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, называют районной системой водоснабжения или районным водопроводом. Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, называют обычно местными системами водоснабжения.
В случаях когда отдельные части территории имеют значительную разницу в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения. При таком рельефе местности в сети для высокорасположенных участков насосы должны поддерживать высокое давление, которое недопустимо в сети для низко-расположенных участков (обычно при шести — восьмиэтажной застройке в сети поддерживается давление не более 0,6 МПа). В связи с этим водопроводную сеть разбивают на зоны, для каждой из которых устанавливают требуемый напор.
После определения необходимого объема водопотребления объекта и сбора сведений о возможных для использования природных источниках, выбирается конкретный источник водоснабжения и намечается схема СПВ (схема подачи воды).
Водоснабжение и водоотведение Конспект лекции
Г82 Водоснабжение и водоотведение: Конспект
/Б.М. Гришин, Н.И. Ишева, Т.В. Алексеева – Пенза: ПГУАС, 2010.
Изложены основы водоснабжения и водоотведения населенных мест; сведения о потребителях воды в зданиях; теоретические и практические основы проектирования и монтажа внутренних водопроводов, канализации зданий и сооружений в условиях экономии материальных, трудовых, энергетических ресурсов и охраны окружающей среды.
Конспект лекций подготовлен на кафедре «Водоснабжение и водоотведение» и предназначен для использования студентами специальности 270101 «Промышленное и гражданское строительство», 270106 «Городское строительство и хозяйство», 270115 «Экспертиза и управление недвижимости» дневной и заочной форм обучения.
© Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2010
© Б.М.Гришин, Н.И. Ишева, Т.В. Алексеева, 2010
Строительство благоустроенных зданий различного назначения немыслимо без глубокого знания современного состояния инженерного дела, а также основ смежных инженерных дисциплин.
Современные системы водоснабжения и водоотведения представляют собой сложные инженерные сооружения, обеспечивающие подачу воды потребителям, а также отвод и очистку сточных вод. Правильное решение инженерных задач водоснабжения и водоотведения в значительной степени определяет высокий уровень благоустройства жилых, общественных и промышленных зданий, населенных мест в целом.
Инженер-строитель должен быть всесторонне образованным специалистом, вооруженным прочными знаниями теоретических основ водоснабжения, водоотведения и санитарно-технического оборудования зданий. Без этого невозможно правильно решить многие инженерные задачи по проектированию и строительству различных промышленных и жилых зданий.
Целью изучения дисциплины «Водоснабжение и водоотведение» является теоретическая и практическая подготовка студентов к проектированию и монтажу инженерных систем водоснабжения и канализации, к увязке их со строительными и архитектурными решениями.
Настоящий конспект лекций составлен в соответствии с программой курса «Водоснабжение и водоотведение» для специальностей 270101″Промышленное и гражданское строительство», 270106 «Городское строительство и хозяйство», 270115 «Экспертиза и управление недвижимости» и предназначен для студентов дневной и заочной форм обучения.
Лекция 1. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВНУТРЕННИХ ВОДОПРОВОДОВ ЗДАНИЙ
Для водоснабжения зданий необходимо располагать информацией о:
1. Источнике водоснабжения.
2. Качестве требуемой воды.
3. Количестве воды.
4. Режиме водопотребления.
5. Необходимом напоре.
6. Надежности системы водоснабжения.
1. Наиболее часто для водоснабжения зданий используется городской водопровод, гарантирующий необходимое качество воды.
Кроме того, для отдельно стоящих зданий, а также промпредприятий используются местные источники водоснабжения (наиболее часто – подземные). Воду из данных источников необходимо очищать и обеззараживать.
2. Качество воды зависит от назначения водопровода. Если вода используется для питьевых целей, то ее качество должно соответствовать ГОСТу 2874-82* «Вода питьевая». Для производственных целей и для полива может использоваться грубоосветленная вода.
3. Количество воды зависит от числа потребителей, пользующихся водопроводом, и норм водопотребления. В зависимости от количества воды определяется производительность всех сооружений водопровода.
Количество воды оценивается расходом, м 3 /сут:
(1)
где qж – норма водопотребления, л/сут.чел.;
Расходы определяют для максимальных часов, суток, а также минимальных часов.
Норма водопотребления для каждого вида здания устанавливается СНиПом 2.04.01-85*.
4. Режим водопотребления — это режим расходования воды по часам суток или же по суткам за год. Колебания расходов учитывают коэффициенты неравномерности: часовые, суточные.
5. Вода в здание подается под напором. Напор – линейная величина, выражающая удельную энергию потока в данной точке. Для расчета систем водоснабжения зданий необходимо знать следующие напоры:
Требуемый — напор, обеспечивающий подачу воды потребителю:
(2)
где Нgеот – геометрическая высота подъема воды — разница в абсолютных отметках наиболее высоко располагаемой водоразборной арматуры и ввода в здание, м;
Hf – свободный напор на излив из водоразборной арматуры, принимается по СНиП 2.04.01-85*.
Гарантированный – напор, в наружной сети водопровода в точке присоединения ввода в здание.
Допустимый – максимальный напор, регламентируемый СНиПом: 45м – на хозяйственно-питьевое водоснабжение; 90м – на противопожарный водопровод.
Избыточный — напор выше допустимого или требуемого.
6. Надежность системы — бесперебойность подачи воды: кольцевание магистралей, устройство двух и более вводов.
Классификация систем внутреннего водопровода
Под внутренним водопроводом подразумевается система холодного водоснабжения здания.
Системой внутреннего водопровода называется комплекс инженерных устройств, обеспечивающих подачу воды к любой водоразборной точке здания в необходимом количестве с требуемым напором и заданного качества.
Системы водоснабжения подразделяются по назначению, сфере обслуживания, способу использования воды, по обеспеченности напором с учетом установленного оборудования.
По назначению системы подразделяются на:
Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения зданий используются для питья, приготовления пищи, санитарно-гигиенических нужд. Вода должна соответствовать ГОСТу 2874-82* «Вода питьевая».
Противопожарные системы водоснабжения зданий используются для тушения пожаров.
Производственные системы водоснабжения зданий применяются для обеспечения водой технологических процессов в производстве.
По сфере обслуживания системы бывают:
— единые – обеспечивающие подачу воды на все нужды: хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные;
— раздельные – каждый вид водопровода проектируется отдельно;
— объединенные – по экономическим соображениям системы водоснабжения объединяют (хозяйственно-питьевой – противопожарный или производственно-противопожарный, в которых предполагается подача воды идентичного качества).
По способу использования воды различают системы:
— с повторным использованием воды.
По обеспеченности напором с учетом установленного оборудования различают системы обеспеченные напором от сети наружного водопровода и не обеспеченные напором от сети наружного водопровода, т.е. системы с водонапорным оборудованием:
— с напорно-запасными баками;
— с повысительными установками;
— с запасными резервуарами (баками) и повысительными установками;
— с уравнительными баками;
— с гидропневматическими установками.
По типу сетей системы водоснабжения бывают:
Выбор внутренней системы водоснабжения зависит от соотношения гарантированного напора Нq, м, в наружной водопроводной сети и требуемого напора Нr, м, для подачи воды к водоразборной арматуре, режима водопотребления, а также назначения водопровода.
– применяется система без дополнительных устройств для повышения напора.
– выбор системы зависит от режима водопотребления: повысительные установки — режим водопотребления характеризуется неравномерностью, регулирующие емкости или регулирующие емкости с насосами – при существенном изменение водопотребления в здании.
Пневматические установки применяются в противопожарных системах или объединенных системах с противопожарным водопроводом, а также в малоэтажной застройке.
Для создания постоянных напоров у водоразборной арматуры (в банях, прачечных, душевых) устраивают систему с уравнительными баками.
Зонные системы применяют в многоэтажных зданиях, когда напор в сети превышает максимально допустимый (45 м для хозяйственно – питьевого водопровода и 90 м – для противопожарного).
Основные элементы системы внутреннего водопровода
Внутренний водопровод состоит из следующих основных элементов, представленных на рис.1, 4, 5:
Рис. 1. Основные элементы внутреннего водопровода
1 — ввод в здание – напорный трубопровод, предназначен для присоединения сети внутреннего водопровода к наружной водопроводной сети;
2 — водомерный узел служит для учета расхода воды потребителем;
3 — магистральная сеть предназначена для подачи воды к стоякам, может прокладываться в подвале или на чердаке;
4 — стояки служат для распределения воды по этажам от магистрального трубопровода к отдельным группам водоразборных точек;
5 — подводки (разводящая сеть) служат для подачи воды внутри квартиры или другого помещения к водоразборной арматуре;
6 — водоразборная арматура (краны туалетные, водоразборные, лабораторные, поливочные, пожарные и др.);
7 — запорная арматура (вентили, задвижки, шаровые краны);
8 — запасные и регулирующие емкости (рис.4);
9 — повысительные установки: насосные и пневматические – используются при недостаточности напора (рис.5);
10 — предохранительная арматура (предохранительные клапаны, обратные клапаны) (рис.4,5).
Схемы внутренних водопроводов
Системы внутренних водопроводов могут быть выполнены по различным схемам. Под схемой понимается начертание в пространстве сети трубопроводов в зависимости от установленного оборудования.
Сети по конфигурации могут быть тупиковыми или кольцевыми, с нижней или верхней разводкой магистрали. Рассмотрим изображение некоторых систем на различных схемах. Условные обозначения см. рис. 1, 4, 5.
1. Схемы хозяйственно-питьевого водопровода:
1.1. Простая система без дополнительных устройств для повышения напора применяется, когда напор в наружной сети водопровода достаточен для нормального функционирования всех водоразборных устройств, установленных на сети внутреннего водопровода. По виду сетей системы могут быть тупиковыми, кольцевыми и комбинированными.
Тупиковые схемы (рис.2) применяются наиболее часто. При устройстве кольцевой сети (рис.3) предусматривают два и более вводов. Чаще всего кольцуют только магистрали, но иногда производят и кольцевание стояков (секционные узлы).
Рис.2. Система без повысительных установок тупиковая (с нижней разводкой)
Рис.3. Система без повысительных установок кольцевая (с нижней разводкой магистрали)
1.2. Системы с регулирующей емкостью.
Схема, представленная на рис.4, применяется, когда давление в наружной сети водопровода меньше требуемого в течение какого-то промежутка времени.
Рис.4. Система с регулирующей емкостью (тупиковая с нижней и верхней разводкой магистрали): а — с нижней разводкой магистрали; б — с верхней разводкой магистрали
1.3. Система с повысительными установками. Данная схема применяется при постоянном или длительном недостатке давления в наружной сети (рис.5). 
Рис.5. Система с повысительными установками (с нижней разводкой магистрали)
При недостаточном давлении в наружной сети и неравномерном водопотреблении применяются повысительные установки и водонапорные баки.
1.4. Зонная система применяется, когда давление во внутренней сети хозяйственно-питьевого водоснабжения превышает 45 м, а в сети противопожарного водопровода превышает 90 м.
Схемы зонной системы представлены на рис.6.
Рис.6. Схемы зонных водопроводов: а — параллельное зонирование; б — последовательное зонирование
Первая зона обслуживает нижние этажи; вторая всегда проектируется с повысителъными установками. Если вода подается насосами из одной зоны в другую, то такая схема называется последовательной.
2. Схемы систем производственного водопровода:
2.1. Двойная схема обеспечивает непрерывность подачи воды к потребителям (рис.7).
Рис.7. Схема двойной сети
2.2. Схемы циркуляционного водоснабжения применяются с целью повторного использования воды. Различные схемы представлены на рис.8, 9.
Рис. 8. Схема повторного использования воды
Рис. 9. Схема оборотного водоснабжения
Лекция 2. УСТРОЙСТВО ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВНУТРЕННИХ ВОДОПРОВОДОВ
Основные элементы внутреннего водопровода представлены на рис.1.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
