Водопотребление. Нормы водопотребления

Основные категории водопотребителей

Основными категориями потребителей воды являются:

• население, которое использует воду для хозяйственно- питьевых нужд;
• предприятия (технологические нужды предприятия, хозяйственно-питьевые нужды рабочих);
• оборудование и машины для полива улиц и зеленых насаждений;
• пожарное оборудование для подачи воды на пожаротушение.

Нормы водопотребления. Определение суточных расходов воды

Норма водопотребления — количество воды, забираемое потребителем за единицу времени. Удельное водопотребление — расход воды на единицу продукции, площади, технологическую операцию.

Хозяйственно — бытовые нужды населения

В населенном пункте основная масса питьевой воды, расходуется на удовлетворение хозяйственно-бытовых нужд населения.
Норма водопотребления зависит от:

• степени благоустройства жилищ;
• климатических условий;
• уклада жизни населения и т.д.

СП 31.13330 (СНиП 2.04.02-84) рекомендует следующие нормы водопотребления:

Таблица 1. Нормы потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды одного жителя

Выбор конкретной нормы в пределах, указанных в таблице, определяется местными условиями по опыту близлежащих населенных пунктов с одинаковой степенью благоустройства.

Следует отметить, что в странах западной Европы в зданиях с полным благоустройством, оборудованными счетчиками воды, нормы водопотребления находятся в пределах 90-120 л/сут. чел. Нормы водопотребления, приведенные в таблице, учитывают расходы воды на хозяйственно-бытовые нужды в общественных зданиях (кроме домов отдыха, лагерей, туристических комплексов).

Нормы водопотребления не являются постоянными величинами, которые были назначены однажды. Имеется тенденция к их росту из-за:

• улучшения степени благоустройства жилищ. Например, покупка населением автоматических стиральных и посудомоечных машин, оборудование квартир электрическими водонагревателями, установка санитарно- технических приборов, которые требуют больших расходов воды (ванн или смывных бачков повышенной емкости, ванн с гидромассажем и т.д.).
• износа как физического, так и морального санитарно- технических приборов. Здесь имеется виду износ прокладок в водоразборных приборах, которые приводят к протеканию кранов и смывных бачков.
• повышения напора в водопроводных сетях. Такая картина наблюдается повсеместно из-за того, что происходит зарастание труб продуктами коррозии и для пропуска требуемых расходов необходимо устанавливать насосы с большим напором. По данным НИИ КВОВ АКХ повышение напора на 10 м водного столба увеличивает расход воды через водоразборные приборы на 6,5% и в отдельных потребителей расход воды может увеличиваться в 1,5-2 раза, по сравнению с нормативным.
• есть еще целый ряд причин, которые носят местный характер. Например, развитие частного предпринимательства, рост количества скота или птицы в частном жилом секторе без подачи сведений в абонентский отдел водоканала и т.д.

В тоже время, имеются причины, которые обуславливают снижение удельного водопотребления населением:

• установка более совершенного водоразборного оборудования (смывных бачков, которые исключают течи, рычажных водоразборных кранов);
• интенсивная пропаганда экономного расходования воды через средства массовой информации;
• установка индивидуальных приборов учета расхода воды;
• повышение цен на воду.

Особенно резкое снижение потребления воды населением происходит при сочетании двух последних факторов.

Как показывает мировая практика, не последнюю роль в нормировании водопотребления играют национальные традиции и технология обслуживания жилья. В таблице 2 приведены средние показатели норм водопотребления развитыми странами. Как видно из таблицы, нормы потребление воды значительно ниже, чем в большинстве стран СНГ. Это обусловлено тем, что вода весьма дорогая и налажен строгий учет ее потребления.

Таблица 2. Нормы водопотребления населением для стран с высоким уровнем жизни

Поливка улиц и зеленых насаждений

Удельные расходы воды на поливку принимается в зависимости от вида насаждений, характера покрытий улиц, климатических и других местных условий и приведены в таблице 3.

При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства среднесуточные нормы потребление воды на поливку, в расчете на одного жителя, следует принимать 50 — 90 л/сут в среднем за поливочный сезон, в зависимости от климатических условий, мощности источника водоснабжения, степени благоустройства населенных пунктов, уклада жизни населения и других местных условий.

Таблица 3. Нормы расхода воды на полив улиц и зеленых насаждений.

Количество поливок принимается 1 — 2 в сутки в зависимости от климатических условий.

Водопотребление в промышленности

Количество воды, расходуемой на единицу продукции, технологическую операцию, обслуживание оборудования, определяется технологами при разработке технологии производства. Для этой цели ведомственными институтами разрабатываются научно-обоснованные нормы водопотребления. Практика показала относительную ценность таких норм, так как расход воды на единицу одной и той же продукции, но на разных предприятиях может колебаться в несколько раз. Во многом это определяется принятой технологией и сложившейся культурой производства, качеством сырья, местными условиями. Иногда наличие или отсутствие водных ресурсов диктует технологию производства.

Ориентировочные нормы водопотребления на промышленные нужды могут приниматься по справочнику «Укрупненные нормы расхода воды и отвода сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленности».

Нормы водопотребления на бытовые нужды рабочих и душ.

Нормы водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды рабочих промышленных предприятий принимаются:

• для цехов с тепловыделением 80 кДж/час и более на 1м3 производственного помещения (“горячие цеха”) – 45 л/чел./смену;

• для остальных цехов — 25 л/чел/смену. Норма водопотребления на одну душевую сетку принимается равным 500 л/час. Продолжительность работы душа составляет 45 минут в последующий час после окончания смены, следовательно, расход воды составит 375 литров на одну душевую сетку Нормы водопотребления на пожаротушение.

Противопожарный водопровод предусматривается в населенных пунктах, на промышленных предприятиях и сельскохозяйственных комплексах. Нормирование расхода воды на пожаротушение имеет ряд особенностей:

• пожар — событие случайное;

• норма на пожаротушение зависит от многих факторов: численности населения, этажности зданий, степени огнестойкости зданий, размеров промышленных зданий, характера производства, наличия современных средств пожаротушения и т. д.

В таблице 4 приведены нормы расхода воды на пожаротушение в населенных пунктах независимо от огнестойкости зданий.

Таблица 4. Расчетное число пожаров и нормы расходования воды на наружное пожаротушение

По материалам: Водоснабжение: учебное пособие / Н. И. Куликов [и др.]. – Новосибирск: ООО «ЦСРНИ», 2016. – 704 с.

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