Раздел 3. СИСТЕМЫ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ (ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ И ВОДОПРОВОДЫ)
§ 31. Зонирование систем водоснабжения
При определенных местных топографических условиях в ряде случаев оказывается целесообразным разделение единой централизованной системы водоснабжения на несколько «высотных зон».
Зонирование водопровода может быть вызвано как техническими, так и экономическими соображениями, так как оно позволяет снизить давление в трубах водопроводных сетей и уменьшить количество энергии, затрачиваемой на подъем воды.
Системы водоснабжения, разделенные на зоны, называются зонными, или зональными. Чаще всего зонные водопроводы устраивают в случае значительной разности отметок земли в пределах обслуживаемой водопроводом территории.
Иногда зонирование применяется и при большом различии значений свободных напоров, требуемых отдельными потребителями (в водопроводах некоторых промышленных предприятий).
Когда отдельные точки снабжаемой водой территории имеют значительную разность отметок, то в пониженных точках водопроводной сети могут возникнуть давления, превышающие допустимые для используемых типов труб и услови-й эксплуатации водопровода.
Если полученное значение ЯМакс превышает допустимый напор, то необходимо разделить сеть на зоны с таким расчетом, чтобы в пределах каждой из них напор не превышал допустимого.
Зонирование может быть осуществлено по «последовательной» или по «параллельной» схеме. В первом случае отдельные зоны соединяются последовательно (III.28), во втором случае зоны включены параллельно (III.29).
При последовательном зонировании общая водопроводная сеть объекта делится на две последовательно соединенные сети (например, А и Б на III.28). Граница между зонами в—в определяется значением наибольшего допустимого в сети напора Яг.
Напор в сети нижней зоны А (Н) также не должен превышать допустимого.
Вода подается головной насосной станцией в количестве Qi+Qn, обеспечивающем потребности обеих зон, и под напором Hi, рассчитанным на подъем воды до границы между зонами. Здесь устанавливается насосная станция HC-I1 верхней зоны. Она берет воду в количестве Qn из сети нижней зоны (непосредственно или через регулирующую емкость) и подает ее под напором Яц в сеть верхней зоны.
Таким образом, расход верхней зоны подается транзитом через сеть нижней зоны.
В системах параллельного зонирования принципы разделения общей сети на сети верхней и нижней зоны те же самые, но вода подается в сеть каждой зоны по отдельным водоводам своей группой насосов, расположенной на общей головной насосной станции (см. III.29). Таким образом, зоны включаются параллельно.
Водоводы, питающие верхнюю зону, обычно прокладываются через территорию нижней зоны.
Насос нижней зоны подает расход Qi под напором Hi, необходимым для этой зоны; насос верхней зоны подает расход Qn под значительно большим напором //ц, так как насосы второй зоны поднимают воду на значительно большую геометрическую высоту, и в величину их напора входят большие потери в водоводах.
Как видно из 111.29, при параллельном зонировании значения напоров Ямакс i для первой зоны и //макс п для второй зоны (в точках а и б примыкания водоводов к территориям зон) не должны превышать допустимого напора. Следует иметь в виду, что в водоводах, как правило, допустимы давления значительно большие, чем в сетях, к которым присоединяются домовые ответвления.
Каждая из рассмотренных систем зонирования имеет свои достоинства и недостатки.
Недостатком системы последовательного зонирования является необходимость устройства дополнительной отдельно стоящей насосной станции (для каждой лишней зоны), что связано с увеличением затрат на строительство и затрат на эксплуатацию — в части содержания персонала. Надежность этих систем ниже, чем систем параллельного зонирования, где имеет место независимая подача воды в каждую зону.
К недостаткам систем параллельного зонирования относится увеличение строительной стоимости водоводов (вследствие увеличения их суммарной длины).
Вообще строительная стоимость зонированной системы для любого объекта будет всегда больше, чем незонированной.
Зонирование систем водоснабжения
Зонирование систем водоснабжения
При определенных местных топографических условиях в ряде случаев оказывается целесообразным разделение единой централизованной системы водоснабжения на несколько «высотных зон».
Зонирование водопровода может быть вызвано как техническими, так и экономическими соображениями, так как оно позволяет снизить давление в трубах водопроводных сетей и уменьшить количество энергии, затрачиваемой на подъем воды.
Системы водоснабжения, разделенные на зоны, называются зонными, или зональными. Чаще всего зонные водопроводы устраивают в случае значительной разности отметок земли в пределах обслуживаемой водопроводом территории.
Иногда зонирование применяется и при большом различии значений свободных напоров, требуемых отдельными потребителями (в водопроводах некоторых промышленных предприятий).
Когда отдельные точки снабжаемой водой территории имеют значительную разность отметок, то в пониженных точках водопроводной сети могут возникнуть давления, превышающие допустимые для используемых типов труб и услови-й эксплуатации водопровода.
Если полученное значение ЯМакс превышает допустимый напор, то необходимо разделить сеть на зоны с таким расчетом, чтобы в пределах каждой из них напор не превышал допустимого.
Зонирование может быть осуществлено по «последовательной» или по «параллельной» схеме. В первом случае отдельные зоны соединяются последовательно (III.28), во втором случае зоны включены параллельно (III.29).
При последовательном зонировании общая водопроводная сеть объекта делится на две последовательно соединенные сети (например, А и Б на III.28). Граница между зонами в—в определяется значением наибольшего допустимого в сети напора Яг.
Напор в сети нижней зоны А (Н) также не должен превышать допустимого.
Вода подается головной насосной станцией в количестве Qi+Qn, обеспечивающем потребности обеих зон, и под напором Hi, рассчитанным на подъем воды до границы между зонами. Здесь устанавливается насосная станция HC-I1 верхней зоны. Она берет воду в количестве Qn из сети нижней зоны (непосредственно или через регулирующую емкость) и подает ее под напором Яц в сеть верхней зоны.
Таким образом, расход верхней зоны подается транзитом через сеть нижней зоны.
В системах параллельного зонирования принципы разделения общей сети на сети верхней и нижней зоны те же самые, но вода подается в сеть каждой зоны по отдельным водоводам своей группой насосов, расположенной на общей головной насосной станции (см. III.29). Таким образом, зоны включаются параллельно.
Водоводы, питающие верхнюю зону, обычно прокладываются через территорию нижней зоны.
Насос нижней зоны подает расход Qi под напором Hi, необходимым для этой зоны; насос верхней зоны подает расход Qn под значительно большим напором //ц, так как насосы второй зоны поднимают воду на значительно большую геометрическую высоту, и в величину их напора входят большие потери в водоводах.
Как видно из 111.29, при параллельном зонировании значения напоров Ямакс i для первой зоны и //макс п для второй зоны (в точках а и б примыкания водоводов к территориям зон) не должны превышать допустимого напора. Следует иметь в виду, что в водоводах, как правило, допустимы давления значительно большие, чем в сетях, к которым присоединяются домовые ответвления.
Каждая из рассмотренных систем зонирования имеет свои достоинства и недостатки.
Недостатком системы последовательного зонирования является необходимость устройства дополнительной отдельно стоящей насосной станции (для каждой лишней зоны), что связано с увеличением затрат на строительство и затрат на эксплуатацию — в части содержания персонала. Надежность этих систем ниже, чем систем параллельного зонирования, где имеет место независимая подача воды в каждую зону.
К недостаткам систем параллельного зонирования относится увеличение строительной стоимости водоводов (вследствие увеличения их суммарной длины).
Вообще строительная стоимость зонированной системы для любого объекта будет всегда больше, чем незонированной.
Водоснабжение дома, дачи, коттеджа.
Фирма ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ специализируется не только на водоснабжении домов, но и по установке автономного отопления и котельной.
Монтаж водоснабжени от колодца, скважины. Устройство зимнего водоснабжения дома. Возможность оплаты работ и оборудования в кредит.
Монтаж водоснабжения из современных материалов, пластиковых и медных труб, водоснабжение для бани. Устройство системы слива воды из труб автономно при помощи автоматики.
Подробнее к нашим разделам по водоснабжению тут.
Основные типы зонных систем водоснабжения.
Разделение системы водоснабжения на отдельные зоны называют зонированием системы водоснабжения, а сами системы – зонными.
Зонирование системы водоснабжения устраивается при значительной разности отметок поверхности территории объекта и большой его протяженности, а также при большой разности свободных напоров, требуемых отдельными потребителями.
Различают два основных типа зонных систем водоснабжения: параллельное и последовательное.
При параллельном зонировании (рис. 29) зоны включаются параллельно и вода поступает в каждую зону отдельно по своим водоводам. На насосной станции для каждой зоны установлены отдельные группы насосов, отличающиеся по производительности и напору.
При последовательном зонировании (рис. 30) зоны включаются последовательно. Вода в полном объеме сначала подается в нижнюю зону, часть ее транзитом проходит через нижнюю зону и далее отдельной группой насосов передается в верхнюю зону.
Выбор той или иной системы зонирования зависит от формы территории города, расположения водопотребителей, предъявляющих сходные требования к воде, величины и характера изменения геодезических отметок снабжения водой территории, а также от технических и экономических соображений.
По техническим соображениям необходимость зонирования и выбор ее системы определяются необходимостью обеспечения в водопроводной сети допустимых напоров.
По экономическим соображениям необходимость зонирования диктуется рентабельностью принятой системы. Экономически наивыгоднейшая система зонирования должна соответствовать минимальным приведенным затратам на ее строительство и эксплуатацию с учетом соблюдения допустимых напоров в сети.
Сравнивая строительную стоимость и эксплуатационные затраты на подачу воды по параллельным и последовательным зонным системам водоснабжения можно рекомендовать следующий их выбор:
если территория снабженного водой объекта имеет вытянутую вдоль горизонталей форму, то предпочтение отдается параллельной зонной системе;
в том случае, когда застройка вытянута в направлении, перпендикулярном горизонталям, то более выгодным оказывается последовательное зонирование.
В практике проектирования зонных систем водоснабжения вследствие разнообразия местных условий и особенностей снабжаемого водой объекта могут быть различные комбинации зонных схем.
При выборе системы зонирования необходимо также учитывать достоинства и недостатки каждой из них.
К достоинствам параллельной системы зонирования могут быть отнесены:
большая надежность водоснабжения потребителей (по сравнению с последовательной);
простота и меньшая стоимость эксплуатации.
Недостатками параллельной системы зонирования являются:
большая длина водоводов по территории каждой зоны, что приводит к увеличению строительной стоимости;
необходимость применения насосов с относительно высокими напорами и использовании труб высокой прочности для водоводов с высокими давлениями.
К недостаткам системы последовательного зонирования относится необходимость устройства дополнительных отдельно стоящих насосных станций для каждой зоны. Кроме того, надежность этих систем ниже, чем систем параллельного зонирования.
Основные типы зонных систем водоснабжения
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ЗОННЫХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Область применения
Основным принципом, по которому проектируются и строятся современные системы водоснабжения, является устройство централизованных систем водоснабжения.
Создание единого водопровода, охватывающего всех потребителей обслуживаемого объекта или района, как правило, обеспечивает наименьшие затраты средств на сооружение и эксплуатацию системы подачи и распределения воды. Однако в ряде случаев наличие разнородных требований, которые предъявляют отдельные группы потребителей к системе водоснабжения, делает целесообразным вместо единой системы устраивать несколько более или менее самостоятельных систем водоснабжения для обслуживания соответствующих групп потребителей.
При этом учитывается различие требований отдельных потребителей к напорам, характер планировки снабжаемых водой объектов и рельеф местности, а в ряде случаев и различие требований к степени водоподготовки.
Снабжение водой подобных объектов обусловливает необходимость производить группировку потребителей по их требованиям к напорам и соответственно разделение единой централизованной системы водоснабжения. Такое разделение единой системы водоснабжения на отдельные системы для каждой группы потребителей принято называть зонированием систем водоснабжения, а сами системы — зонными.
Зонирование применяется и в городских, и в промышленных водопроводах.
Зонирование водопроводов промышленных предприятий часто обусловливается значительной разницей в требованиях отдельных производственных потребителей к давлениям на вводе; зонирование городских систем водоснабжения — в основном значительной разностью геодезических отметок в пределах территорий города и требуемых напоров в его сети.
При этом в случае создания единой системы водоснабжения города вся вода должна подаваться головной насосной станцией под напором, необходимым для снабжения потребителя, требующего наибольшей подачи воды. Это может привести к возникновению в водопроводной сети давлений выше допустимых.
Наибольшие давления наблюдаются в районах с пониженными геодезическими отметками и в районах, наиболее близко расположенных к местам подачи воды в сеть.
На рис. 1 схематически показаны план и пьезометрический профиль сети города при устройстве единой (незонированной) системы водоснабжения. Из рисунка видно, что между максимальным напором в сети Нтах, разностью геодезических отметок местности в пределах территории, охватываемой городской водопроводной сетью (zmax— zmin), требуемым свободным напором Нсв и максимальной потерей напора на преодоление гидравлических сопротивлении в сети hтах может быть установлена следующая зависимость:
Величина Нтах не должна превышать пределов, которые определяются конструкцией водопроводной сети (материалом и типом труб) и условиями эксплуатации внутренних водопроводов.
Большие давления расстраивают водоразборную арматуру (особенно различные поплавковые краны), повышают размеры утечек и непроизводительные траты воды.
С учетом этих соображений и в соответствии с требованием СНиП 2.04.02-84* максимальный расчетный напор в наружной магистральной водопроводной сети не должно превосходить 60 м вод. ст.
В случае превышения допустимого напора необходимо разделить сеть на зоны, чтобы в пределах каждой из них напор не превышал допустимого. Таким образом, область применения зонирования может обусловливаться как характером рельефа местности, так и допустимыми давлениями в точках отбора воды потребителями.
Рис. 1. Однозонная система водоснабжения
а- план; б- пьезометрический профиль
Основные типы зонных систем водоснабжения
В зависимости от характера взаимного соединения зон различают системы последовательного и параллельного зонирования.
При последовательном зонировании общая водопроводная сеть объекта делится на две последовательно соединенные сети (рис. 2). Граница б—б между зонами I и II определяется значением наибольшего допустимого в сети напора H1.
Головная насосная станция НС- I подает все количество воды QI + QII, но под напором Н1 необходимым для снабжения водой первой (нижней) зоны; следующая насосная станция HC -II берет из сети первой зоны количество воды QII необходимое для второй (верхней) зоны, и подает его под напором НII, необходимым для снабжения водой ее потребителей.
Таким образом, расход верхней зоны Q II подается транзитом через сеть нижней зоны.
Пьезометрические линии при последовательной системе зонирования будут занимать положение абгд.
При параллельной системе зонирования (рис.3) отдельные зоны включены параллельно. Вода подается в сеть каждой зоны по отдельным водоводам своей группой насосов, установленных на головной насосной станции. Насос нижней зоны I подает расход QI под напором НI необходимым для этой зоны; насос верхней зоны II подает расход QII под большим напором Н I на значительно большую геометриче скую высоту.
При параллельной системе зонирования пьезометрическая линия для системы верхней зоны будет занимать положение аб, а нижней — положение гб.
Рис. 2. Схема последовательного зонирования
а— пьезометрический профиль; б-план
Рис.3 Схема паралельного зонирования
а— пьезометрический профиль; б-план
Очевидно, что в пределах каждой зоны при параллельном зонировании напор будет иметь те же значения, что и при последовательном. Однако при параллельной системе напор в водоводе, подающем воду в верхнюю зону, может быть весьма велик и у границы города достигнет того же значения Нтах, которое было до зонирования сети.
При этом большие давления в водоводе не отразятся на условиях работы сети I зоны, так как водовод не имеет присоединений к отдельным водопотребителям этой зоны.
Выбор той или иной системы зонирования зависит от местных условий, от многих технических и экономических факторов и должен производиться на основе сравнения вариантов при условии обеспечения требуемой надежности подачи воды потребителю.
