Наружные водопроводные сети

В данной статье рассматриваются возможные варианты организации водопроводной сети для водоснабжения вашего дома. Водопроводная сеть предназначена для транспортирования воды от источника к месту потребления. Она является практически единственным элементом системы водоснабжения и состоит из магистральных и распределительных линий.

Рис. 1. Схемы водопроводных сетей:
А — тупиковая;
Б — кольцевая;
В — комбинированная

Магистральные линии предназначены для транспортирования транзитной воды в пределах объекта водоснабжения.
Распределительные линии прокладываются в необходимых точках при транспортировании воды от магистралей к потребителю. Если водопроводная сеть питает один дом, то функции магистральных и распределительных линий совмещаются в одной нитке.

Схемы водопроводных сетей бывают тупиковые, кольцевые и комбинированные (рис. 1).

Тупиковая схема сетки состоит из магистральной линии и ответвлений, которые отходят в виде тупиковых участков. В тупиковой сети вода движется в одном направлении — до конца ответвления. Тупиковая схема — кратчайшая по длине, но менее надежная относительно бесперебойной подачи воды.

Во время аварии на одном участке магистрали все участки, которые расположены за ним, не будут обеспечены водоснабжением.

Кольцевая схема не имеет тупиковых участков и все ее ответвления соединены между собой и замкнуты.

Комбинированная схема состоит из закольцованных и тупиковых линий.

Кольцевая и комбинированная схемы сетей водоснабжения более надежные в эксплуатации. В закольцованной сети вода не застаивается, а постоянно циркулирует. Аварийные участки выключают без прекращения подачи воды другим потребителям.

Трассу водопроводных сетей увязывают с вертикальной и горизонтальной планировкой местности и с учетом других подземных инженерных сетей. Водопроводные сети на проездах, как правило, укладывают прямолинейно и параллельно линия застройки, строго по трассе.

Пересечения трубопроводов нужно выполнять под прямым углом между собой и к оси проездов. Размещение водопроводных линий по отношению к другим подземным коммуникациям должно обеспечить возможность монтажа сетей и не допускать подмывов фундаментов в случае повреждения водопровода.

Расстояние в плане от водопроводных сетей до параллельно расположенных зданий и сооружений нужно определять в зависимости от конструкций фундаментов зданий, глубины их заложения, диаметра и характеристики сетей, напора воды в них и т.п.

Схемы сетей и оборудования наружных водопроводных сетей

Классификация систем водоснабжения.

Водоснабжéние подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве ив соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Инженерные сооружения,предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом.

Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков. По назначению:

· системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),

· системы производственного водоснабжения,

· системы сельскохозяйственного водоснабжения,

· системы противопожарного водоснабжения,

· комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).

По способу подачи воды:

· с механизированной подачей воды (с помощью насосов),

· зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).

По характеру используемых природных источников :

· получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),

· получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),

По способу использования воды:

· системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),

· системы оборотного водоснабжения,

· системы с повторным использованием воды.

Основные элементы и схемы водопроводов населенных мест и пром. предприятии.

ЭЛЕМЕНТЫ И СХЕМЫ СИСТЕМ ВНУТРЕННЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Система внутреннего холодного водоснабжения состоит из следующих основных узлов (рис.1): ввода, водомерного узла, установки для повышения давления, запасных и регулирующих емкостей, внутренней водопроводной сети, трубопроводной и водоразборной арматуры. Система горячего водоснабжения дополнительно имеет устройство для нагрева воды. В производственном и горячем водопроводах иногда в систему включают местные очистные сооружения (фильтры, деаэраторы и т.д.).

Рисунок 1. Элементы внутреннего (холодного) водоснабжения: 1 — ввод; 2 — водомерный узел; 3 — установка для повышения давления; 4 — запасные и регулирующие емкости (4а — водонапорный бак; 4б — гидропневматический бак); 5 — квартальная сеть; 6 — внутренняя сеть; 7 — трубопроводная арматура; 8 — водоразборная арматура

Схемы сетей и оборудования наружных водопроводных сетей.

Схема наружной системы водоснабжения

Рис.7. Схемы наружных водопроводных сетей

а – тупиковая;

б – кольцевая;

1 – поступление воды из водозаборных сооружений;

2 – водонапорная башня

Кольцевые сети водоснабжения обеспечивают бесперебойную подачу воды, но для них требуется большое количество труб, арматуры и фасонных частей, чем для тупиковых.

Тупиковые сети применяют для водоснабжения небольших объектов, а также во время перерывов в водоснабжении и случаях возникновения аварий.

В наружной системе водоснабжения различают магистральные (главные) и распределительные (второстепенные) линии. Отдельный водопровод устраивают для технической воды, ибо соединение питьевого и технического водопроводов не допускается.

Водопроводная вода из наружной системы водоснабжения под давлением поступает во внутреннюю сеть через уложенный в земле водопроводный ввод. Он представляет собой трубопроводное ответвление от наружного водопровода до водомерного узла или запорной арматуры внутри здания.

По положению разводящей линии относительно водоразборных точек различаютсистемы водоснабженияс верхней и нижней разводкой. По расположению трубопровода различают кольцевую и тупиковую систему внутреннего водоснабжения. В системах с верхней разводкой разводящая магистраль находится выше точек водоразбора, в системах водоснабжения с нижней разводкой – ниже (рис.8, а). Если давление в наружном водопроводе небольшое, то во внутреннем водопроводе устанавливают насосы подкачки и напорный бак.

Кольцевые внутренние системы водоснабжения устраивают в тех случаях, когда необходимо обеспечить бесперебойную подачу воды (на технологические цели, для противопожарных водоразборных точек и др.). Если кольцевая система водоснабжения сеть имеет 10 или более водоразборных точек, то ее к наружной сети подключают не менее чем двумя вводами (рис.8, б). Применение тупиковых схем ограничено.

Наружные системы водоснабжения прокладывают в грунте. В некоторых случаях (районы вечной мерзлоты) водопровод проводят по поверхности земли на опорах и обязательно теплоизолируют.

Основные сведения о системах и схемах наружного водоснабжения

Системы водоснабжения – это комплекс сооружений для забора воды, очистки, хранения и подачи потребителям. В систему водоснабжения входят следующие сооружения: водоприемные сооружения (водозаборы), при помощи которых осуществляется забор (прием) воды из природных источников; насосные станции; сооружения для очистки воды (станция очистки); водоводы и водопроводные сети для подачи воды потребителям; башни и резервуары для создания запасов воды и регулирования напоров и расходов воды.

1. Системы водоснабжения классифицируются на: городские, поселковые, промышленные (производственные), сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

2. По назначению: хозяйственно-питьевые предназначены для подачи потребителям питьевой воды, необходимой для хозяйственно-питьевых нужд; производственные – для подачи воды на производственные нужды, качество такой воды определяется требованиями технологического процесса; противопожарные предназначены для тушения огня, по качеству вода может быть и не питьевой.

3. По способу подачи воды: самотечные; напорные (подача воды с помощью насосов).

4. По виду используемых природных источников: забирающие воду из поверхностных источников (реки, озера и т. п.); забирающие из подземных источников (артезианские, родниковые).

Различают также районную систему водоснабжения, обеспечивающую водой несколько объектов; местную систему и зонную систему, устраиваемую при значительной территории водоснабжения и при значительных разницах в отметках отдельных потребителей воды. В зависимости от использования воды на промышленных предприятиях системы могут быть прямоточными (с однократным использованием воды), прямоточными с последовательным (повторным) использованием воды и оборотными с многократным использованием воды после ее доочистки или охлаждения в зависимости от технологического процесса.

Схемы водоснабжения различаются от того, какой источник водоснабжения используется для снабжения водой потребителя. Наиболее общая схема водоснабжения представлена на рис. 1.1.

Вода при помощи водоприемника забирается из реки и по самотечным трубам поступает в береговой колодец, а из него насосами 1 подъема подается на станцию очистки. Движение воды по очистным сооружениям происходит самотеком.

Рис. 1.1. Общая схема водоснабжения населенного пункта

1 – водозаборное (водоприемное) сооружение; 2 – насосная станция 1 подъема; 3 – станция очистки природной воды; 4 – резервуары чистой воды; 5 – насосная станция 2 подъема; 6 – водонапорная башня; 7 – водопроводная сеть; 8 – самотечные трубы; 9 – напорные водоводы.

Из станции очистки очищенная вода поступает в запасные резервуары чистой воды, откуда насосами 2 подъема подается по водоводам в напорнорегулирующее сооружение – водонапорную башню, из которой по магистральным водоводам вода поступает в распределительные трубопроводы водопроводной сети города.

Водонапорная башня служит для хранения и аккумулирования запасов воды. Устанавливают ее на территории населенного пункта, на возвышенности. Необходимость ее устройства вызвана тем, что в течение суток расход в водонапорной сети колеблется, а подача воды насосами 1 подъема относительно равномерна. В то время суток, когда насосы подают недостаточно для сети, вода расходуется из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном конце города от насосной станции, называется контррезервуаром. При наличии вблизи населенного места значительного естественного возвышения вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар. В крупных городах в связи с большим и сравнительно равномерным водопотреблением отпадает необходимость в водонапорной башне, т.к. соответствие режимов работы насосов режиму водопотребления можно добиться ступенчатой работой насосов.

Схема водоснабжения может быть иной. Насосная станция 2 подъема может располагаться совместно с водозабором (совмещенная) или насосная станция 1 может быть в одном здании. Иногда станция очистки, насосная станция 2 подъема и резервуары чистой воды (РЧВ) могут располагаться вблизи города.

При использовании источником воды подземных вод отпадает необходимость в строительстве очистной станции, а также и насосной станции 2 подъема, т.к. в этих случаях вода прямо из артезианских источников насосами подается по водоводам в магистральные сети.

Норма и режим водопотребления

Норма водопотребления – это количество воды, расходуемое на определенные нужды в единицу времени или на единицу выпускаемой продукции (q_о, л/с)

Степень благоустройства районов жилой застройки	Норма хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных пунктах на одного жителя среднесуточная (за год), л/с
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией без ванн То же, с ваннами и водонагревателями То же, с централизованным горячим водоснабжением Застройка зданиями, не оборудованными водопроводом и канализацией, с водопользованием из водоразборных колонок	125 – 160 160 – 230 230 – 350 30 – 50

Существуют нормы хозяйственно-питьевого водопотребления, промышленного водопотребления и пожаротушения. Для населенных мест промышленных предприятий нормы хозяйственно-питьевого водопотребления назначают по СНиП РК 04.01.02-2001 «Наружные сети и сооружения. Водоснабжение» и зависят от степени благоустройства населенных мест (табл. 1.1.)

Нормы водопотребления для тушения пожаров также устанавливают в соответствии с СНиП 2.04 01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий». Расчетная продолжительность пожара – 3 ч. В период пожара обеспечивается подача расчетного расхода. В случае недостаточной мощности водопровода устраивают резервуары неприкосновенного запаса воды. Израсходованная вода восстанавливается в течение 1 – 2 суток (на промышленном объекте). Количество воды на промышленные нужды зависит от характера производства.

Режим водопотребления в течение года неравномерен; больше расходуется воды летом, чем зимой, в предвыходные дни больше, чем в другие дни, что характеризуется коэффициентом суточной неравномерности водопотребления и зависит от степени благоустройства.

где Q_maxсут – расчетный расход в сутки наибольшего водопотребления, Q_ср.сут – средний (за год) суточный расход.

В течение суток потребление так же неравномерно: ночью меньше, чем днем. Такая неравномерность характеризуется коэффициентом часовой неравномерности:

где Q_maxчас – расчетный расход в час наибольшего водопотребления, Q_ср.час – средний часовой расход.

Для населенных мест он принимается в зависимости от нормы водопотребления. Режим водопотребления принято представлять в виде графиков или таблиц, показывающих изменение расхода по часам суток (рис. 1.2.).

Рис. 1.2. Ступенчатый график водопотребления

Схема наружного водоснабжения сетей

Любая сеть водоснабжения представлена в виде комплекса сооружений и элементов, которые обеспечивают водой объекты промышленного и бытового назначения.

Содержание

Классификация сети

Водопроводная магистраль бывает внутренней и наружной. Наружное водоснабжение состоит из следующих элементов:

• трубы из полипропилена, стали, ПВД;
• резервуар для забора воды;
• насос;
• смотровой колодец с водозапорной арматурой;
• резервуары для хранения и система очистки воды.

В процессе обустройства наружных сетей водоснабжения соблюдаются установленные нормы и требования СНиП. Внешнее водоснабжение классифицируется на следующие виды (по назначению):

• бытовое;
• противопожарное;
• производственное;
• оросительное;
• оборотное.

По методу разводки трубопровода сеть может прокладываться по нескольким схемам:

• тупиковая – применяется для обеспечения водой маленьких объектов;
• кольцевая – предназначена для бесперебойной подачи жидкости. Для её обустройства используется большое количество расходных материалов.

Специалисты различают следующие способы прокладки труб:

Устройство системы

Для успешной и бесперебойной работоспособности системы рекомендуется провести правильное конструктивное расположение трубопровода. Чаще система обустраивается из заводских труб. Существуют определенные требования, предъявляемые к обустройству водоснабжения:

• прочность, чтобы выдержать внешние и внутренние нагрузки;
• герметичность;
• гладкая поверхность внутренних стенок, что снижает потерю напора на трение;
• долговечность.

Используемый расходный материал должен быстро и легко собираться на месте обустройства системы. Сеть водоснабжения должна удовлетворять требованиям повышенной экономичности. Напорные трубы подбирают с учетом сопротивления воды. Чтобы рассчитать рабочее давление, учитывается метраж всей сети, диаметр используемого трубопровода. Подсчеты можно проводить самостоятельно либо обратившись за помощью к специалистам.

С учетом требований, предъявляемых по отношению к монтажу расходного материала, трубы должны обладать нужной прочностью. Это позволит им выдерживать давление, оказываемые со стороны почвы, включая прогиб собственного веса. При этом учитываются возможные нагрузки, оказываемые со стороны транспорта. Герметичность труб и стыков – важное условие успешной и экономичной работоспособности сети. При несоблюдении герметичности наблюдаются лишние затраты жидкости, что способствует повышению стоимости эксплуатации сети водоснабжения.

К утечке воды из системы может привести подмыв грунта и серьезная авария на трасе. Для обустройства рассматриваемой системы, чтобы обслужить любой объект, используют трубы, выбор которых зависит от следующих критериев:

• объем подаваемой жидкости;
• тип грунта;
• рабочее внутреннее давление.

Поэтому для систем водоснабжения могут использоваться разные типы труб, с учетом условий местности, где ведутся строительные работы. Для благоустройства наружного водопровода используют стальные, железобетонные и чугунные трубы. Можно проложить трубопровод из синтетических труб. Чтобы сделать правильной выбор, предварительно рекомендуется ознакомиться с эксплуатационными характеристиками всех типов труб.

Типы водопровода

Прежде чем провести наружное водоснабжение, рекомендуется определиться с его типом. По способы транспортировки воды до конечного объекта, сеть водоснабжения может быть технической. В этом случае вода используется только для производства. Её нельзя пить. Чтобы сэкономить, технические сети частично очищаются. Это позволяет повторно использовать отработанный водный ресурс.

Пожарная сеть обустраивается для пожаротушения. Такие системы укомплектовываются специальной техникой и гидрантом. При необходимости сэкономить, при выполнении прокладочных работ, пожарная система совмещается с технической, хозяйственно-бытовой либо тупиковой схемой. Для проведения монтажных работ необходимо руководствоваться принципами пожарной безопасности. Поэтому перед укладкой трубопровода нужно получить разрешение от соответствующих органов. Работы по монтажу проводятся самостоятельно либо с помощью профессионалов.

Чтобы использовать воду в быту, обустраивается хозяйственно-бытовая система. Вода, поставляемая по такой схеме, используется для питья. Перед прокладкой трубопровода разрабатывается план по первичной очистки жидкости. Для этого могут использоваться специальные станции либо фильтры.

Схемы водопровода

Чтобы проложить трубопровод для будущей системы водоснабжения, подготавливается схема. На ней указываются все элементы сети, основные технические характеристики трубопровода. Чтобы транспортировать воду от источника к нужному объекту, используют водоводы. Они могут состоять из 2-х и больше трубопроводов, которые располагаются параллельно относительно друг друга.

Чтобы подать воду к месту потребления, обустраивается наружная система водоснабжения. Вода, поступающая к конкретным точкам водоразбора внутри объекта, требует обустройства внутреннего водопровода. С учетом конфигурация наружная сеть монтируется по замкнутому либо разветвленному типу.

С помощью кольцевой сети обеспечивается постоянная подача жидкости. Но для обустройства такой системы потребуется большое количество расходного материала, включая арматуру, фасонные части.

Замкнутая сеть эффективна, если нужно обеспечить водой маленькое хозяйство. Тупиковая система обустраивается на объектах, где наблюдаются перерывы в водоснабжении либо происходят частые аварии.

Наружная система водоснабжения состоит из главных и второстепенных линий. Отдельный трубопровод необходимо для технической воды, которая не должна перемешиваться с питьевой водой. В таком случае рекомендуется сделать 3 схемы.

Отдельно подготавливается чертеж для технического и питьевого трубопровода. Дополнительно делают общую схему системы. Если чертеж выполняется самостоятельно, рекомендуется воспользоваться миллиметровой бумагой. При отсутствии навыков в составлении схем рекомендуется проконсультироваться со специалистами.

Вода из водопровода под давлением поступает во внутреннюю сеть. Для этого предусмотрен в почве специальный ввод, представленный в виде трубопроводного ответвления от наружной сети до водомерного узла или запорной арматуры, уложенной внутри обслуживаемого объекта.

С учетом расположения разводящей линии по отношению к водоразборным точкам, различают верхнюю и нижнюю разводку системы водоснабжения. В верхней разводке магистраль располагается выше точек водоразбора, а в нижней – ниже. В наружной сети наблюдается низкое давление, а во внутренней требуется высокое давление. Для этого устанавливают насос и специальный бак.

Кольцевая внутренняя сеть водоснабжения обустраивается для технологических целей. Если в ней предусмотрено 10 и больше точек, тогда её подключают к внешней системе с помощью двух и более вводов. Использование тупиковой схемы ограничено.

Наружная сеть водоснабжения прокладывается в почве. В местностях с постоянной мерзлотой водопровод проводится над землей. Для этого подготавливают специальные опоры, требующие последующей теплоизоляции. В качестве утеплителя применяется минеральная вата.

Особенности монтажа

Прежде чем проложить трубопровод, учитывают следующие критерии:

• глубину промерзания почвы и заложения трубы;
• температура жидкости;
• режим подачи воды.

Если необходимо провести магистральный трубопровод, тогда глубина заложения труб рассчитывается индивидуально. При этом учитывается режим, в котором будет работать система. Расчеты могут проводиться самостоятельно либо с помощью специалистов. В любом случае значение основного показателя зависит от внешних нагрузок, оказываемых на почву и климатических условий местности.

Линия трубопровода соответствует рельефу земельного участка. При обустройстве системы учитывается уклон, который нужно соблюдать на ровной местности. С помощью такого уклона обеспечивается возможность опорожнения сети и выход воздушных масс в максимальных точках водопровода. Последний процесс протекает с помощью вантузов.

Если для обустройства системы используют арматуру и фасонные части со специальными соединениями, тогда в местах их монтажа обустраиваются кирпичные либо готовые колодцы. Их параметры зависят от габаритов используемой арматуры и глубины сети. Колодец может иметь прямоугольную либо круглую форму. Над почвой колодец закрывается специальным люком. Его можно купить либо изготовить из чугуна.

При монтаже внутренней системы придерживаются открытого способа. Трубопровод прокладывается над строительными конструкциями. Такое техническое решение облегчает процесс монтажа и эксплуатацию всей системы. Прокладка любой сети водоснабжения может производиться самостоятельно либо с помощью профессионалов.

Для укладки используют уровень и прочий строительный инвентарь. По завершении монтажных работ система проверяется на герметичность. Если выявлены протечки, их устраняют в кратчайшие сроки. Только после ремонтных работ допускается повторный запуск системы водоснабжения.