Водоснабжение жилого дома

Особенности организации системы водоснабжения в многоэтажном доме

Обеспечение качественной подачи горячей и холодной воды в многоквартирном жилом доме представляет собой достаточно сложную задачу. Каждая квартира — это отдельный объект водоснабжения, в котором может быть несколько независимых точек водозабора. В связи с этим схема водоснабжения многоэтажного жилого дома объединяет множество труб разного проходного сечения, которые могут быть изготовлены из разных материалов. Эти трубы должны быть увязаны в единую разводку таким образом, чтобы в каждой точке водозабора обеспечить достаточный напор горячей и холодной воды в соответствии с требованиями нормативной документации.

Система водоснабжения жилого многоквартирного дома включает в свой состав комплекс оборудования. Основным видом оборудования являются насосы различных типов и разной производительности, которые дополнительно оснащаются фильтрами. Также в состав системы входит запорно-регулирующая арматура, приборы учета воды, внутриквартирная разводка труб. Еще одним обязательным элементом являются регуляторы давления воды.

Устройство центрального водоснабжения в многоэтажном доме

Централизованное водоснабжение в многоэтажном доме осуществляется от распределительной сети городского водоканала. Подача воды в дом осуществляется по подающей трубе большого сечения, которая завершается задвижкой. После задвижки располагается водомерный узел, в котором осуществляется общий учет воды, подаваемой на дом. Водомерный узел состоит из счетчика воды, перед которым монтируется сетчатый фильтр грубой очистки, и ограничивается двумя задвижками. Часто он оснащается обратным клапаном. Также предусматривается устройство обвода водомера. Это резервный счетчик с фильтром и задвижками, через который вода направляется в тех случаях, когда основной водомер находится на обслуживании, поверке или ремонте. Использование обвода водомера позволяет выполнять эти работы без остановки водоснабжения многоэтажного жилого дома.

После водомерного узла вода подается непосредственно в магистраль дома. Из магистрали она распределяется по отдельным стоякам, которые направляют ее на этажи для последующего распределения по квартирам. Вход каждого стояка оснащается шаровым краном или задвижкой, что дает возможность при необходимости ремонта или обслуживания перекрывать подачу воды только в одном стояке, а не во всем доме.

Давление воды в системе

Схема водоснабжения многоэтажного жилого дома и давление в системе зависит от этажности здания. В домах высотой до 9 этажей применяется простая система с нижним розливом. Она устроена таким образом, что вода от магистрали расходится по стоякам сразу на все этажи здания. При такой схеме нормативное давление на входе в стояк составляет около 4 атмосфер. Потери давления в вертикальном стояке составляют около 1 атмосферы на 10 метров трубопровода. Таким образом, давление воды для потребителей на верхнем этаже должно быть не менее 1 атмосферы.

В многоэтажных домах высотой более 9 этажей система делится на две зоны — верхнюю и нижнюю. Нижняя зона работает по описанному выше принципу и обеспечивает водоснабжение потребителей до 9 этажа. Для верхней зоны давление воды на входе в стояк достигает 6 атмосфер. Она поднимается на верхний этаж и через магистральную трубу распределяется по стоякам, по которым спускается вниз до 10 этажа. При высоте здания более 20 этажей организация водоснабжения жилого дома подразумевает деление системы водоснабжения на 3 зоны.

Система централизованного холодного водоснабжения многоэтажного дома всегда устраивается без циркуляции воды в трубопроводе. Вода всегда стоит на подпоре и подается к конечным потребителям с давлением в пределах 1-4 атмосфер.

Схемы подачи воды в квартиры

От стояков вода на этажах распределяется в квартиры и по внутриквартирной разводке. От устройства системы в этой части, в значительной степени зависит стабильность и качество подачи воды потребителям. Сегодня применяются две основные схемы водоснабжения жилого дома для подключения к водопроводу отдельных квартир — последовательная и коллекторная.

Последовательное подключение квартир

Последовательная схема подключения квартир многоквартирного дома к централизованному водоснабжению и выполнения внутриквартирной разводки является наиболее простой и очень распространенной. В частности, она применяется в большинстве домов старой постройки, а также может использоваться в бюджетных новостройках. Принципиальной особенностью этой схемы является то, что к одной магистральной трубе большого сечения подключается сразу большое количество потребителей. Подключение каждой отдельной линии выполняется путем врезки тройника, за счет чего схему также часто называют тройниковой.

Эта схема водоснабжения оптимально подходит для квартир, которые имеют один санузел. Кроме того, условием для эффективного использования этой схемы является небольшое количество точек водозабора в квартире — сантехнических приборов и бытовой техники, подключаемой к водопроводу.

Для последовательной схемы водоснабжения характерны следующие преимущества:

• простая схема;
• малый расход труб и фитингов;
• быстрый монтаж без значительных трудозатрат.

Эти особенности позволяют монтировать систему в сжатые сроки с относительно небольшими затратами.

Однако последовательная система имеет и существенные недостатки. Одним из главных минусов является то, что при одновременном заборе воды из нескольких точек давление в крайних из них сильно падает. Это может создавать существенные неудобства для пользователей и приводить к нарушениям в работе бытовой техники. Кроме того, последовательная схема не дает возможности выборочного отключения потребителей. Поэтому при необходимости ремонта в какой-либо точке водозабора приходится перекрывать воду во всей квартире.

Коллекторное подключение квартир

Для современных многоквартирных жилых домов последовательная схема водоснабжения теряет свою актуальность. Многие квартиры имеют не один санузел и оснащаются большим количеством сантехнических приборов и бытовой техники. Для стабильного водоснабжения большого количества точек водозабора без потерь напора оптимально подходит коллекторная схема.

При такой схеме к каждой точке водозабора прокладывается отдельная линия трубопровода. Она врезается в специальную коллекторную трубу, которая подключается только в одной точке к основной трубе. На каждую линию от коллектора устанавливается запорная арматура.

Системы водоснабжения квартир коллекторного типа отличаются сложностью монтажа. Для них характерна гораздо более значительная общая протяженность трубопровода, и более высокий уровень трудозатрат на монтаж. Поэтому прокладка такой системы обходится дороже и выполняется дольше по сравнению с последовательной.

Однако недостатки коллекторной схемы полностью компенсируются ее основными достоинствами:

• возможность одновременной подачи воды на значительное количество точек водозабора практически без потерь давления и напора;
• возможность перекрытия подачи воды на каждую отдельную точку водозабора без отключения от водоснабжения всей квартиры;
• удобство в эксплуатации, простота обслуживания и ремонта.

Благодаря этим качествам коллекторная схема водоснабжения в квартире многоквартирного дома оптимально подходит для жилья со значительным количеством установленных сантехнических приборов и бытовой техники. Однако для небольших квартир ее применение может быть нецелесообразным.

Особенности горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома

Открытая и закрытая схема ГВС

Горячее водоснабжение многоквартирного дома имеет свои существенные особенности. Одним из существенных отличий от ХВС является то, что для функционирования системы ГВС необходим источник горячей воды. В зависимости от этого источника различают открытую схему горячего водоснабжения многоэтажного дома и закрытую схему.

При открытой схеме ГВС горячая вода поступает в дом из котельной по теплотрассе. Как и в случае с холодным водоснабжением, в дом заводится подающая труба большого сечения с горячей водой. От нее вода через водомерный узел подается на стояки и поднимается на этажи, где распределяется по квартирам.

Открытая схема является простой и дешевой в исполнении. Она используется в большинстве домов старой постройки. Для комплектации системы не требуется дополнительное оборудование. Однако ее главным недостатком является низкое качество горячей воды, состав которой часто не отвечает санитарным нормам. Кроме того, зачастую не соответствуют установленным нормативным требованиям и такие параметры, как температура и давление воды в системе ГВС.

Намного более эффективной является закрытая система горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома. В такой системе используется водопроводная вода, которая поступает из системы ХВС. Она подогревается до необходимой температуры от теплоносителя, поступающего из котельной, при помощи специального оборудования и направляется в стояки для подачи на этажи и распределения по квартирам. В качестве такого оборудования для подогрева используется бойлер или пластинчатый теплообменник, который в современных домах, как правило, функционирует в составе индивидуального теплового пункта (ИТП). ИТП объединяет в себе оборудование для нагрева воды, насосное оборудование, коллекторы для распределения, запорно-регулирующую арматуру, приборы учета.

Горячая вода в закрытой системе отличается высоким качеством: она практически полностью отвечает санитарным нормам, характерным для холодной воды. Кроме того, современное оборудование позволяет с высокой точностью поддерживать температуру и давление горячей воды на заданном уровне.

Разводка ГВС

Еще одним принципиальным отличием является организация разводки ГВС. Здесь практически не используется характерная для холодного водоснабжения тупиковая схема, при которой вода всегда стоит на подпоре (она может встречаться только в старых домах малой этажности). Причина заключается в том, что при такой схеме после открытия крана вначале идет остывшая вода, стоявшая на подпоре в стояке, и только потом — горячая вода. Это не только создает неудобства для потребителей, но и приводит к значительному перерасходу воды.

Для устранения этого недостатка применяется циркуляционная схема горячего водоснабжения жилых многоквартирных домов. Нагретая в котельной, бойлере или теплообменнике ИТП вода подается потребителям по одному стояку и возвращается по другому (обратный трубопровод). Разводка горячей воды в закольцованной системе может быть однотрубной и двухтрубной.

Чаще всего используется двухтрубная разводка, при которой через каждую квартиру проходит два стояка горячей воды — подающий и обратный. К подающему стояку производится подключение точек водозабора. На обратный стояк устанавливаются полотенцесушители. Благодаря этому тепловая энергия при циркуляции горячей воды не расходуется зря. Кроме того, полотенцесушители служат в качестве компенсаторов, которые гасят продольные температурные деформации трубопровода.

При использовании однотрубной системы централизованного горячего водоснабжения жилого дома через каждую квартиру проходит только один подающий стояк, к которому подключаются точки водозабора и на который устанавливаются полотенцесушители. Все подающие стояки закольцовываются на один обратный («холостой») стояк. Минусом этой схемы является то, что вода остывает в полотенцесушителях и разбирается ближними потребителями. В результате дальние потребители получают остывшую воду с меньшим давлением. Для устранения этих недостатков используется установка байпасов на полотенцесушители.

Экспертиза системы горячего водоснабжения в многоэтажном жилом здании

Б. С. Хромов, начальник отдела экспертиз ОАО «НИИсантехники»

Одним из важных показателей, характеризующих работу системы горячего водоснабжения (ГВС), является температура воды, подаваемая абонентам. Снижение температуры горячей воды в точке водоразбора ниже нормативной является одним из наиболее распространенных случаев обращения потребителей. В том случае, если силами эксплуатирующей организации не удается устранить данную проблему, возникает необходимость проведения экспертизы системы ГВС. В данной статье изложена экспертная оценка, полученная в результате обследования системы ГВС в жилом доме, расположенном в Москве.

В последние годы в ОАО «Научно-исследовательский институт санитарной техники» (ОАО «НИИсантехники») широко практикуется проведение экспертиз. Благодаря подготовке и аттестации специалистов в области судебной экспертизы, а также всей деятельности института ОАО «НИИсантехники» в данный момент является единственной профильной организацией, осуществляющей сантехническую судебную экспертизу.

На экспертизу принимаются заявки от частных лиц и от организаций, в том числе из судов, что является, по сути, предсудебной и судебной экспертизой. В основном на экспертизу поступают изделия, вышедшие из строя, с целью определения причин их разрушения. Помимо этого экспертизой определяются причины нестабильной работы систем водоснабжения, отопления и водоотведения. При проведении экспертиз используется методика, рекомендованная Гражданским кодексом РФ и законом об экспертной деятельности. Методика предусматривает объективное исследование на научной основе, в пределах специальности, всестороннее и полное.

Предпосылки проведения экспертизы системы горячего водоснабжения жилого дома

В нашу организацию поступило обращение от службы эксплуатации жилого 25-этажного здания, расположенного в Москве, с целью проведения экспертизы системы ГВС.

При рассмотрении обращения заказчика (службы эксплуатации жилого дома) выяснилось следующее: жильцы дома выдвигали требование, чтобы температура горячей воды, подаваемой в квартиры, соответствовала значению, регламентированному в СанПиН 2.1.4.2496–09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения». В то же время, согласно заявке заказчика, проблема заниженной температуры горячей воды в системе ГВС второй зоны наблюдалась со дня ввода здания в эксплуатацию – с 1999 года.

Силами заказчика устранить несоответствие температуры подаваемой горячей воды нормативному значению не представлялось возможным из-за особенностей существующей системы ГВС. Жильцы дома в судебном порядке потребовали от заказчика выполнения своего требования.

Необходимо было провести исследование системы ГВС жилого дома с целью определения причины недостаточности температуры системы горячего водоснабжения второй зоны (8–25-й этажи) дома, а также разработать рекомендации по приведению температурного режима к нормативам СП 30.13330.2012, п. 5.1.2.

Содержание и результаты исследований

Работы проводились с использованием метода обследования объекта, внешнего осмотра трубопроводов, анализа конструкторской документации, измерения температур воды в квартирах и по стоякам, последующих расчетов.

В ходе исследований использовались следующее оборудование и средства измерений: термометр инфракрасный, термометр лабораторный, термометр лабораторный стеклянный, цифровой фотоаппарат.

Обследование системы ГВС жилого дома показало следующее. В данном 25-этажном, одноподъездном жилом здании в подвале и на техническом этаже (чердаке) выполнена разводка систем ГВС и ХВС из стальных оцинкованных труб Д_у15–100. Система ГВС двухзонная, циркуляционно-повысительная. Поставка горячей воды осуществляется из ЦТП и согласно режимной карте имеет следующие параметры: давление ГВС в первой зоне Р = 7,3 атм, во второй зоне Р = 9,8 атм, температура подачи Т = 60+2 °C, температура на выходе Т=50+5–4 °C.

Каждая зона имеет 13 стояков Д_у25, распределенных по семи квартирам. Стояки выполнены из стальных оцинкованных труб по ГОСТу 3262–75 и проложены в сантехнических шахтах санузлов и кухонь квартир. Стояки санузлов оборудованы полотенцесушителями различных конструкций, в том числе непроектных, установленных жильцами самостоятельно. Циркуляция в первой (нижней) зоне осуществляется снизу вверх, из подвала на 8-й этаж, где водоразборные стояки объединяются в два узла трубопроводами Д_у25, переходящими в циркуляционные стояки первой зоны (2 шт.), направляющиеся в подвал к узлу ввода и учета.

Магистральные трубопроводы в изоляции

Циркуляция во второй (верхней) зоне осуществляется сверху вниз, т. е. горячая вода из узла ввода и учета подается на технический этаж (стояки Т 31 и Т 32), где распределяется по 13 водоразборным стоякам Д_у25 (Т 3). Стояки опускаются на 8-й этаж (рис. 1), где также объединяются в два циркуляционных узла трубопроводами Д_у25 (Т 41 и Т 42), переходящими в циркуляционные стояки (рис. 2), возвращающиеся к узлу ввода и учета.

Отбор воды для определения ее температуры

Магистральные трубопроводы в подвале и на чердаке теплоизолированы изоляцией на основе минеральной ваты. Предусмотренная проектом тепловая изоляция стояков выполнена частично по водоразборным стоякам (в квартирах) и не выполнена по транзитным стоякам в шахте (рис. 3). Доступ к последним осуществляется через единственное смотровое окно на 8-м этаже.

В ходе обследования выполнены измерения температуры горячей воды в системе ГВС в подвале (ввод, циркуляция), на техническом этаже, в местах водоразбора второй зоны, а также температуры наружной поверхности труб ГВС и температуры наружного воздуха в помещениях, где проходят трубопроводы ГВС.

Определение температуры труб ГВС

Измерения выполнялись согласно методическим указаниям МУК 4.3.2900–11 «Измерение температуры горячей воды систем централизованного горячего водоснабжения» с помощью электронного и лабораторного термометров. Данные замеров представлены в таблице.

№ Наименование точки Система Т3/Т4 Температура воды, 0 С Температура воздуха, 0 С 1 Ввод ГВС (подача) Т3 60,0 24,0 2 Ввод ГВС (циркуляция) Т4 48,0 24,0 3 Подача на 2-ю зону (узел 1) Т3 60,0 24,0 4 Подача на 2-ю зону (узел 2) Т3 59,0 24,0 5 Циркуляция со 2-й зоны (узел 1) Т4 47,0 24,0 6 Циркуляция со 2-й зоны (узел 2) Т4 48,0 24,0 7 Ввод транзитного стояка (узел 1) Т31 54,0 21,0 8 Ввод транзитного стояка (узел 2) Т32 56,0 21,0 9 Начало стояка № 1 Т3 54,0 21,0 10 Начало стояка № 2 Т3 54,0 21,0 11 Начало стояка № 3 Т3 54,0 21,0 12 22-й этаж, квартира 140 (санузел) Т3 53,0 23,0 13 22-й этаж, квартира 140 (кухня) Т3 56,0 24,0 14 15-й этаж, квартира 91 (санузел) Т3 42,9 24,0 15 13-й этаж, квартира 49 (кухня) Т3 56,9 23,0 16 9-й этаж, квартира 77 (санузел) Т3 39,9 25,0 17 8-й этаж, выход из квартиры (узел 1, стояк санузлов) Т41 51,0 26,0 18 8-й этаж, выход из квартиры (узел 2, стояк санузлов) Т42 45,0 26,0 19 8-й этаж, выход из квартиры (циркуляция, стояк кухонь) Т4 53,0 26,0 20 8-й этаж, циркуляционный стояк (узел 1) Т4 51,0 26,0 21 8-й этаж, циркуляционный стояк (узел 2) Т4 51,0 26,0

* Квартиры, относящиеся к стояку, имеющему наиболее низкую температуру.

Строительные нормы, применительно к рассматриваемому случаю, предусматривают следующие требования к устройству и эксплуатации систем ГВС:

• согласно пп. 5.1.2, 5.2.5, 5.2.7, 5.2.9 СП 30.13330.2012 температура горячей воды в местах водоразбора должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.1074 и СанПиН 2.1.4.2496 и независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °C и не выше 75 °C. В системах централизованного ГВС при необходимости поддержания в местах водоразбора температуры воды не ниже указанной в п. 5.1.2 следует предусматривать систему циркуляции горячей воды в период отсутствия водоразбора. В жилых и общественных зданиях высотой более четырех этажей водоразборные стояки следует объединять кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого водоразборного узла одним циркуляционным трубопроводом к сборному циркуляционному трубопроводу системы.

В секционные узлы следует объединять от трех до семи водоразборных стояков. Кольцующие перемычки следует прокладывать: по теплому чердаку, по холодному чердаку при условии теплоизоляции труб, под потолком верхнего этажа при подаче воды в водоразборные стояки снизу или по подвалу при подаче воды в стояки сверху. Трубопроводы систем ГВС, кроме подводок к приборам, следует изолировать для защиты от потерь тепла.

Для решения поставленных вопросов расчетным методом определялись фактические потери температур ГВС, режимные параметры для их компенсации. Полученные результаты позволяют судить о достаточности расхода и температуры поступающей горячей воды, а также диаметров циркуляционных трубопроводов.

Для установления причин падения температуры проводился анализ результатов измерений температур и температур воды ГВС на вводе, отмеченных в посуточных ведомостях учета в теплые и холодные сезоны 2016 г. Из таблицы видно, что горячая вода уже поступает из ЦТП с температурой, являющейся нижним пределом нормативной. Дальнейшее ее остывание в системе будет происходить неминуемо при любых условиях, в том числе при выполнении норм проектирования и должных условий эксплуатации. В любом случае ближайшие к вводу потребители будут получать воду с температурой ниже нормативной, что подтверждается данными измерений в точках 2 и 13. То есть неизолированный стояк Д_у25, проходящий через санузлы, обеспечивает остывание горячей воды в среднем на 0,23 град/этаж. Меньшее остывание – 0,15 град/этаж – происходит в кухонных стояках, что закономерно. Интенсивное остывание воды в стояках санузлов объясняется их более высокой теплоотдачей, поскольку они оборудованы полотенцесушителями, имеющими более развитую поверхность.

Неизолированные стояки в шахте

Кроме того, на стояках частично отсутствует предусмотренная проектом теплоизоляция, что приводит к дополнительным потерям тепла. Учитывая температуру поступающей в дом горячей воды, равную 60 °C, и отсутствие теплоизоляции, можно выполнить расчет требуемого расхода для обеспечения температуры ГВС у наиболее отдаленных потребителей (8-й этаж). На основании пп. 5.6.5 СП 30.13330.2012 расчет производился исходя из теплопотерь в неизолированных стояках. Методика расчета взята из пособия «Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий» и является общепринятой. Расчетный циркуляционный расход определяется по формуле:

Q_тп Т4 – величина теплопотерь в системе, Вт;

с – теплоемкость воды, кДж/(кг·град);

ρ – плотность воды, кг/м 3 ;

Δt T4 – перепад температуры между подачей и рециркуляцией, в нашем случае – 1 °C;

Величина теплопотерь определяется по формуле:

q_уд – удельные теплопотери, зависящие от диаметра трубопровода, наличия теплоизоляции и перепада температуры между горячей водой и окружающей средой. На основании табл. 7.4. СП 30.13330.2012 для неизолированных стояков Д_у25 указанная величина составит 40,6 Вт/м;

l – общая длина 13 стояков на 14 этажах (546 м – стояки, 364 м – полотенцесушители). Теплопотери в них составят 37 677 Вт.

Тогда циркуляционный расход составит:

q Т4 = Q_тп Т4 / (с · ρ· Δt_T4) = 37677/ (4,18 · 1000 · 1) = 9,0 л/с = 32,4 м 3 /ч.

При этом расход через один стояк:

При скорости движения 1,5 м/с (СП 30.13330.2012, пп. 5.5.6) диаметр стояков должен быть не менее 50 мм. Диаметр трубопроводов от дома до ЦТП должен быть не менее 200 мм.

При существующих диаметрах циркуляционных стояков и скорости движения 1,5 м/с фактический расход на циркуляцию составит не более 0,73 л/с для каждого стояка и 1,47 л/с для всей второй зоны.

В этом случае для достижения в наиболее отдаленных точках температуры в 60 °C температура воды, поступающей из ЦТП, должна быть не менее:

t T3 = 60 + (Q_тп Т4 / (с · ρ · q Т4 )) = 60 + 37 677/ (4,18 · 1000 · 1,47) = 66,1 °C.

С учетом остывания воды в главном стояке второй зоны на 0,23 град/этаж температура должна быть выше расчетной не менее чем на 5 °C, т. е. 70–71 °C.

В случае устройства теплоизоляции стояков удельные теплопотери изолированных участков составят 16,2 Вт/м (табл. 7.4 [5]). Тогда для участков без полотенцесушителей сумма потерь тепла равна 8845,2 Вт, с полотенцесушителями – 14 778,4 Вт. Общие теплопотери с устройством изоляции составят 23 623,6 Вт. В этом случае для достижения в наиболее отдаленных точках температуры в 60 °С температура воды, поступающей из ЦТП, должна быть не менее:

t T3 _изол = 60 + (Q_тп Т4 / (с · ρ · q Т4 )) = 60 + 23 632/ (4,18 · 1000 · 1,47) = 63,8 °C.

С учетом сокращения потерь тепла в 2,5 раза в подающем стояке остывание составит не более 0,1 град/этаж. В этом случае температура должна быть выше расчетной на 1,4–2 °C, т. е. 65,2 °C.

Выводы

По результатам проведенной экспертизы были выявлены следующие причины недостаточности температуры ГВС во второй зоне (причины приводятся в порядке значимости):

• недостаточная температура горячей воды на вводе (как следствие недостатков в расчете режима теплоснабжения);
• заниженный диаметр циркуляционных стояков (как следствие ошибки в рабочем проекте водоснабжения);
• отсутствие теплоизоляции циркуляционных стояков и ее частичное отсутствие на водоразборных стояках.

С целью приведения температуры горячей воды к нормативным данным заказчику были рекомендованы к проведению следующие мероприятия:

при существующем состоянии стояков повысить температуру воды на вводе выше 71,0 °C;

при сохранении температуры воды на вводе 65 °C увеличить диаметры циркуляционных стояков до Ду50 и теплоизолировать все стояки.