§ 80. Схемы хозяйственно-питьевого водоснабжения

Водоснабжение населенных мест осуществляется из открытых или закрытых источников водозабора.

Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из реки показана на рис. 151. Водозабор из реки обычно осуществляют по течению реки выше населенных пунктов и промышленных предприятий, расположенных на берегах, где река не загрязнена сточными водами. Вода через водоприемник 1 забирается из реки и самотеком по трубам 2 поступает в береговой колодец 3.

Из колодца 3 насосной станцией 4 первого подъема вода подается в очистные сооружения 5, в которых она отстаивается, фильтруется и дезинфицируется.

Рис 151. Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из реки:
1 — водоприемник, 2 — трубы 3 — колодец, 4 — насосная станция первого подъема, 5 — очистные сооружения, 6 — резервуар чистой воды, 7 — насосная станция второго подъема, 8 — водоводы, 9 — водонапорная башня, 10 — городская сеть водопровода, 11 — внутренняя водопроводная сеть здания

Из очистных сооружений вода поступает в запасные регулирующие резервуары 6 чистой воды. Из резервуаров вода насосной станцией 7 второго подъема по водоводам 8 подается в резервуар водонапорной башни 9, расположенной выше самого высокого здания района, и далее в городскую сеть 10. Из городской сети вода через распределительную сеть поступает во внутренние водопроводные сети 11 здания.

Водонапорная башня служит для создания запаса воды и поддержания требуемого напора в сети. В часы наименьшего потребления воды, обычно в ночное время, резервуар заполняется водой. В часы наибольшего потребления вода, накопившаяся в резервуаре башни, поступает в сеть вместе с водой, подаваемой насосами.

Если непосредственно у берега глубина такова, что обеспечивается забор воды, то следует применять береговые водозаборы совмещенного типа. При заборе малых расходов воды допускается применение раздельных типов водозабора в составе берегового водоприемника, всасывающих труб и насосных станций.

В отдельных системах водоснабжения насосные станции первого и второго подъема могут быть размещены в одном помещении. В этих системах водозаборные самотечные устройства с колодцами заменены всасывающими трубопроводами, а вода насосами станции второго подъема подается непосредственно в городскую сеть.

Если источником водоснабжения являются артезианские скважины, очистные сооружения обычно не делают.

Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из артезианских скважин показана на рис. 152. Вода из артезианских скважин 1 подается в резервуар 2, откуда насосами станции 3 по трубопроводам 4 подается в водонапорную башню 5 и по городской разводящей сети б трубопроводов поступает в здания. Для забора подземных вод применяют и другие типы водозаборных сооружений: шахтные колодцы, горизонтальные водосборы, трубчатые колодцы и др.

Рис 152. Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из артезианских скважин:
1 — артезианские скважины, 2 — резервуар, 3 — насосные станции, 4 — трубопроводы, 5 — водонапорная башня, 6 — городская сеть водопровода

Городскую сеть водопровода, предназначенную для транспортирования воды и распределения ее между потребителями по всему городу, прокладывают по кольцевой (замкнутой) или тупиковой (разветвленной) схеме.

Кольцевая сеть (рис. 153) состоит из системы смежных замкнутых контуров или колец с боковыми ответвлениями.

Рис. 153. Схема городской кольцевой водонапорной сети

Тупиковая сеть (рис. 154) представляет собой магистральную линию с боковыми ответвлениями, предназначенными для питания отдельных потребителей.

Рис. 154. Схема городской тупиковой водонапорной сети

Преимущество кольцевой сети заключается в том, что она обеспечивает питание каждой точки с двух сторон. Вследствие этого возможно бесперебойное водоснабжение в случае аварии на каком-либо участке кольца, который выключают для ремонта. Кроме того, в кольцевой сети вода все время движется, что препятствует замерзанию ее в зимнее время. Благодаря этим достоинствам наибольшее применение получили кольцевые водопроводные сети.

СИСТЕМА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Система хозяйственно-питьевого водоснабжения, внутри которой горячее и холодное водоснабжение разделяются, предназначена для обеспечения требуемого расхода воды на хозяйственно-бытовые нужды. Горячая вода приготавливается в центральном (ЦТП) или в индивидуальном тепловом пункте (ИТП), где холодная вода из системы водопровода нагревается в теплообменнике с помощью теплофикационной воды из теплосети.

Система холодного водоснабжения оборудуется водомерным узлом, запитывается из наружных сетей водопровода и обеспечивает холодной водой питьевого качества. При необходимости устанавливается дополнительное оборудование для систем горячего и холодного водоснабжения. В обеих системах предусмотрены счетчики расхода воды.

Системы водоснабжения (или водопроводы) классифицируют по ряду признаков:

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делятся на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и пр.

По способу подачи воды различают напорные и самотечные водопроводы.

Напорными водопроводами называются такие, в которых вода из источника к потребителю подается насосами; самотечными — в которых вода из высокорасположенного источника к потребителю поступает самотеком. Такие водопроводы иногда устраивают в горных районах страны.

По назначению системы водоснабжения подразделяются на:
хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения; производственные, снабжающие водой технологические процессы производств; противопожарные, обеспечивающиеподачу воды для тушения пожаров.

Часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные или хозяйственно-производственно-противопожарные.

В городах и населенных местах, как правило, устраивают объединенные хозяйственно-противопожарные водопроводы. Из этих же водопроводов вода подается и на промышленные предприятия, если последние потребляют незначительное количество воды, или по условиям технологического процесса производства требуется вода питьевого качества. При больших расходах воды промышленные предприятия могут иметь самостоятельный водопровод, обеспечивающий их хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды. На промышленных предприятиях чаще всего устраиваются отдельные хозяйственно-противопожарный и производственный водопроводы и реже — отдельныепроизводственно-противопожарный, хозяйственно-питьевой или объединенный хозяйственно-производственно-противопожарный.

Совмещение противопожарного водопровода с хозяйственным, а не с производственным объясняется следующими причинами:

• Производственная водопроводная сеть обычно бывает мало разветвленной, так как вода подается лишь наиболее крупным водопотребителям, хозяйственная же и противопожарная сети должны охватывать все объекты предприятия.
• Для многих технологических процессов производства вода подается под строго определенным напором и расходом. Если построить производственно-противопожарный водопровод, то при тушении пожара в водопроводной сети будет наблюдаться изменение напора, а это может привести к нарушению режима работы производственных аппаратов.

Объединенный хозяйственно-производственно-противопожарный водопровод устраивают тогда, когда для технологических нужд требуется небольшое количество воды питьевого качества.

Устройство самостоятельного противопожарного водопровода допускается только в том случае, если объединение его с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом по техническим или экономическим соображениям нецелесообразно.

Самостоятельный противопожарный водопровод устраивается обычно на таких пожароопасных объектах, как нефтебазы, склады хлопка, лесобиржи, хранилища сжиженных газов и др.

Противопожарные водопроводы (специальные, отдельные или объединенные) бывают низкого или высокого давления. Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления в период тушения пожаров должен быть не меньше 10 м. При этом необходимый для тушения пожара напор у стволов создается передвижными пожарными насосами.

В системе противопожарного водопровода высокого давления вода к месту пожара подается по рукавам непосредственно из гидрантов, а необходимый для пожаротушения напор в сети и у стволов создается стационарными пожарными насосами, установленными в насосной станции.

По степени обеспеченности подачи воды (по надежности действия) централизованные системы водоснабженияподразделяются на три категории:

I — допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30 % от расчетного расхода и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий. Длительность снижения подачи не должна превышать 3 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускаются на время выключения поврежденных и включения резервных элементов системы (оборудования, арматуры, сооружений, трубопроводов и др.), но не более чем на 10 мин;

II — величина допускаемого снижения подачи воды та же, что при I категории; длительность снижения подачи не должна превышать 10 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускаются на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведения ремонта, но не более чем на 6 ч;

III — величина допускаемого снижения подачи воды та же, что при I категории; длительность снижения подачи не должна превышать 15 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается на время проведения ремонта, но не более чем на 24 ч.

Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные водопроводы населенных пунктов при числе жителей в них более 50 тыс. чел. следует относить к I категории; от 5 до 50 тыс. чел. — ко II категории; менее 5 тыс. чел. — к III категории.

Для групповых водопроводов категорию принимают по населенному пункту с наибольшим числом жителей.

Категорию отдельных элементов систем водоснабжения необходимо устанавливать в зависимости от их функционального значения в общей системе водоснабжения.

Элементы систем водоснабжения, повреждения которых могут нарушить подачу воды на пожаротушение, должны относиться к I категории.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми. Если система водоснабжения обслуживает несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии одно от другого, то такая система называется районной системой водоснабжения. Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, называют обычно местными системами водоснабжения.

Для питания водой под требуемым напором различных частей территории, имеющих значительную разницу в отметках, может устраиваться зонное водоснабжение.

ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОЙ ВОДОПРОВОД В1

Хозяйственно-питьевой водопровод В1 — это разновидность холодного водопровода. Это основной водопровод в городах и населённых пунктах, поэтому ему и присвоена цифра 1. В его названии на первом месте стоит слово «хозяйственный», так как основной объём воды — более 95 % — используется в зданиях на хозяйственные нужды и лишь менее 5 % — на питьё. Например, на одного жителя крупного города суточная норма водопотребления холодной воды, согласно СНиП 2.04.01-85, составляет около 180 л/сут, из которых на питьё в среднем расходуется около 3 литров.

Требования к качеству воды В1

Требования к качеству воды в хозяйственно-питьевом водопроводе В1 можно разбить на две группы:

— вода должна быть питьевой, согласно ГОСТ 2874-82*;

— вода должна быть холодной, то есть с температурой t » +8 . +11 °С.

Стандарт на питьевую воду содержит показатели трёх типов:

1) ФИЗИЧЕСКИЕ: мутность, цветность, запах, привкус;

2) ХИМИЧЕСКИЕ: общая минерализация (не более 1 г/литр — это пресная вода), а также содержание неорганических и органических веществ не более предельно-допустимых концентраций (ПДК);

3) БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ: не более трёх бактерий на литр воды.

Температура воды в пределах t » +8 . +11 °С достигается за счёт контакта подземных труб наружного водопровода с грунтом, для чего эти трубы не теплоизолируются под землёй. Наружный водопровод прокладывается всегда на глубинах ниже зоны промерзания грунта, где круглый год температуры положительные.

Элементы В1

Элементы хозяйственно-питьевого водопровода В1 рассмотрим на примере двухэтажного здания с подвалом (рис. 2).

Элементы хозяйственно-питьевого водопровода В1:

1 — ввод водопровода;

2 — водомерный узел;

3 — насосная установка (не всегда);

4 — разводящая сеть водопровода;

5 — водопроводный стояк;

6 — поэтажная (поквартирная) подводка;

7 — водоразборная и смесительная арматура.

Ввод водопровода

Ввод водопровода — это участок подземного трубопровода с запорной арматурой от смотрового колодца на наружной сети до наружной стены здания, куда подаётся вода (см. рис. 2).

Каждый ввод водопровода в жилых зданиях рассчитан на количество квартир не более 400. На схемах и чертежах ввод обозначается, например, так:

Это означает, что ввод относится к хозяйственно-питьевому водопроводу В1 и порядковый номер ввода № 1.

Глубина заложения трубы ввода водопровода принимается по СНиП 2.04.02-84 для наружных сетей и находится по формуле:

Hзал= Нпромерз+ 0,5 м ,

где Нпромерз — нормативная глубина промерзания грунта в данной местности; 0,5 м — запас пол-метра.

Водомерный узел

Водомерный узел (водомерная рамка) — это участок водопроводной трубы непосредственно после ввода водопровода, который имеет водомер, манометр, запорную арматуру и обводную линию (рис. 3).

Водомерный узел надлежит устанавливать у наружной стены здания в удобном и легкодоступном помещении с искусственным или естественным освещением и температурой воздуха не ниже +5 °С согласно СНиП 2.04.01-85.

Обводная линия водомерного узла обычно закрыта, а арматура на ней опломбирована. Это необходимо для учёта воды через водомер. Достоверность показаний водомера можно проверить с помощью контрольного крана-вентиля, установленного после него (см. рис. 3).

Насосная установка

Насосная установка на внутреннем водопроводе необходима при постоянном или периодическом недостатке напора, обычно когда вода не доходит по трубам до верхних этажей здания. Насос добавляет необходимый напор в водопроводе. Чаще всего используются насосы центробежного типа с приводом от электродвигателя. Минимальное число насосов — два, из которых один рабочий насос, а другой резервный насос. Схема насосной установки для этого случая показана в аксонометрии на рис. 4.

Обратные клапаны препятствуют противодавлению на насос воды из здания, а также предохраняют от паразитной циркуляции. Обводная линия насосной установки в отличие от водомерного узла наоборот всегда открыта. Это связано с тем, что в периоды достаточного напора из наружной сети работа насоса не требуется. Тогда электроманометром насос выключается, а вода поступает в здание через обводную линию.

Разводящая сеть водопровода

Разводящие сети внутреннего водопровода прокладываются, согласно СНиП 2.04.01-85, в подвалах, технических подпольях и этажах, на чердаках, в случае отсутствия чердаков — на первом этаже в подпольных каналах совместно с трубопроводами отопления или под полом с устройством съёмного фриза или под потолком верхнего этажа.

Трубопроводы могут крепиться:

— с опиранием на стены и перегородки в местах монтажных отверстий;

— с опиранием на пол подвала через бетонные или кирпичные столбики;

— с опиранием на кронштейны вдоль стен и перегородок;

— с опиранием на подвески к перекрытиям.

В подвалах и техподпольях к разводящим сетям водопровода присоединяют трубы Æ 15, 20 или 25 мм, подающие воду к поливочным кранам, которые обычно выводят в ниши цокольных стен наружу на высоте над землей около 30-35 см. По периметру здания поливочные краны размещают с шагом 60-70 метров.

Водопроводные стояки

Стояком называется любой вертикальный трубопровод. Водопроводные стояки размещают и конструируют по следующим принципам:

1) Один стояк на группу близкорасположенных водоразборных приборов.

2) Преимущественно в санузлах.

3) С одной стороны от группы близкорасположенных водоразборных приборов.

4) Зазор между стеной и стояком принимают 3-5 см.

5) В основании стояка предусматривают запорный вентиль.

Поэтажные подводки В1

Поэтажные (поквартирные) подводки подают воду от стояков к водоразборной и смесительной арматуре: к кранам, смесителям, поплавковым клапанам смывных бачков. Диаметры подводок обычно принимают без расчёта Æ 15 мм. Это связано с тем же диаметром водоразборной и смесительной арматуры.

Непосредственно около стояка на подводке устанавливают запорный вентиль Æ 15 мм и квартирный водомер ВК-15. Далее подводят трубы к кранам и смесителям, причём ведут трубы на высоте 10-20 см от пола. Перед смывным бачком на подводке устанавливают дополнительный вентиль для ручной регулировки напора перед поплавковым клапаном.