GardenWeb

Зонное водоснабжение

В тех случаях, когда на территории, обслуживаемой водопроводом, разница в отметках в отдельных ее частях значительна (т. е. при сильно пересеченном рельефе), устройство единой водопроводной сети нерационально. Напор в такой сети, определенный из условия обеспечения минимального напора в диктующей (высокой) точке, оказался бы чрезмерным на пониженных участках территории. Такой чрезмерный напор на значительной части территории невыгоден экономически, так как насосы должны подавать воду с повышенным напором и на те участки территории, где он не нужен. К тому же большой напор опасен для прочности труб (кроме стальных) и вызывает излишние утечки из сети; при большом напоре могут возникать сильные гидравлические удары.

Поэтому желательно, чтобы напор в наружной сети населенного пункта был не более 3-4 ат (такой напор достаточен при 6-8-этажной застройке) и во всяком случае не более 5-6 ат.

Поэтому же при большой разнице отметок в разных участках обслуживаемой водопроводом территории водопроводную сеть разбивают на зоны с таким расчетом, чтобы напор в каждой зоне не превышал установленной величины, т.е. устраивают зонный водопровод.

Целесообразность зонирования и величина напора в каждой зоне (т. е. число зон) определяются на основе технико-экономического сравнения ряда вариантов. Если повышенные напоры’ получаются только в отдельных небольших по площади районах населенного пункта, то зонирование может оказаться невыгодным.

Зонирование может быть параллельное и последовательное.

При параллельном зонировании (рис. 1, а) устраивают одну насосную станцию, на которой устанавливают отдельные группы насосов для каждой зоны; вода подается в каждую зону по отдельному водоводу.

При последовательном зонировании (рис. 1,б) в каждой зоне имеется своя насосная станция. Насосная станция первой зоны забирает воду из источника, а насосные станции остальных зон — из резервуара, куда поступает вода из нижерасположенной зоны. Этот резервуар при соответствующих топографических условиях может являться напорным резервуаром (контррезервуаром) нижерасположенной зоны.

Выбор системы зонирования зависит от большого числа факторов и производится на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Параллельное зонирование обычно более выгодно при небольшой длине водоводов от насосной станции до каждой из Зон.

Если вода поступает к обслуживаемому объекту под очень большим естественным напором из источника, расположенного высоко в горах, то также может потребоваться зонирование, чтобы не было чрезмерного напора в низких районах. В этом случае сеть также разбивают на зоны (обратное зонирование) с устройством в каждой зоне напорных резервуаров, получающих воду из верхней зоны и являющихся таким образом гасителями напора.

Зонным является и такое водоснабжение промышленных предприятий, когда в разные цехи (или группы цехов) вода подается с разным напором, определяемым технологическими условиями. В данном случае зонирование также может быть параллельное (с устройством одной насосной станции и установкой отдельных групп насосов с разными напорами) или последовательное (с устройством отдельных насосных повысительных станций на общей заводской сети).

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.

Зонные системы водоснабжения

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 условий эксплуатации водопровода.

Если в наиболее высоко расположенной точке сети должен быть обеспечен свободный напор Н_св, то в её нижней точке при незонированной системе напор будет составлять

Где: DZ — максимальная разность отметокместности в пределах обслуживаемой территории;

h_lмакс — максимальные потери напора в сети.

Н_св – необходимый свободный напор в критической точке

Если полученное значение Н_макс 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 (рис.1), во втором случае зоны включены параллельно (рис. 2)

При последовательном зонировании общая водопроводная сеть объекта делится на две последовательно соединенные сети.

Вода подается головной насосной станцией в количестве (Q₁+Q₂) обеспечивающем потребности обеих зон, и под напором Н₁, рассчитанным на подъем воды до границы между зонами. Здесь устанавливается насосная станция НС-3 верхней зоны. Она берет воду в количестве Q₂ из сети нижней зоны (непосредственно или через регулирующую емкость) и подает ее под напором Н₂ 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. Таким образом, зоны включаются параллельно.

Водоводы, питающие верхнюю зону, обычно прокладываютсячерезтерриторию нижней зоны.

Насос нижней зоны подает расход Q₁ под напором Н₁, необходимым для этой зоны; насос верхней зоны подает расход Q₂ под значительно большим напором H₂, так как насосы второй зоны поднимают воду на значительно большую геометрическую высоту, и в величину их напора входят большие потери в водоводах.

Рис. 1. Схема последовательного зонирования водопроводной сети

Как видно из рис. 2, при параллельном зонировании значения максимальных напоров для первой зоны и для второй зоны (в точках 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.

Рис. 2. Схема параллельного зонирования водопроводной сети

ЗОННЫЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ

Зонные системы внутреннего водопровода применяют в двух случаях. Во-первых, при превышении допустимых пределов гидростатического давления в системе и, во-вторых, для обособления условий работы системы по гидравлическому режиму, что чаще происходит при отделении части системы по питанию или по величинам напоров.

Согласно СНиП,пп. 5.12и 6.7,наибольшая величина гидростатического давления в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должна превышать 60 м. В системе раздельного противопожарного водопровода величина гидростатического напора допускается до 90 м. В противном случае необходимо разделить водопровод на вертикальные зоны. Как правило, в современном строительстве к двухзонной системе приходится переходить в зданиях высотой более 17 этажей. Обычно первую (нижнюю) зону устраивают таким образом, чтобы использовать гарантийный напор городского водопровода. Размеры последующих зон, число которых может быть различным, назначают в зависимости от величин допустимого давления в сети внутреннего водопровода. Схемы зонных водопроводов могут быть последовательными и параллельными (рис. 2.3).

Последовательная схема(рис. 2.3, а) имеет меньшую протяженность трубопроводов, но менее надежна в работе, требует установки насосных агрегатов на промежуточных этажах, что крайне нежелательно из-за вибрации и шума. Кроме того, к числу крупных недостатков подобной системы следует отнести неоднократное размещение регулирующих объемов, т. е. нерациональное распределение и использование строительного объема здания под инженерное оборудование.

Параллельная схема(рис. 2.3, б)отличается некоторым перерасходом труб, но централизованное размещение насосных агрегатов упрощает автоматизацию их работы и эксплуатацию. Увеличение длины труб, прокладываемых по этой системе, не сопровождается значительным перерасходом металла (в весовых единицах), так как диаметры зонных стояков (так же, как и расходы подаваемой воды) по отдельным зонам неравнозначны.

1 — центробежный насос 2-й зоны; 2 — напорно-запасный бак 2-й зоны; 3 — насос 3-й зоны; 4 — напорно-запасный бак 3-й зоны

Рис. 2.3. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы зонных водопровод зданий

В нижних зонах, как правило, потребляется больше воды и имеются стояки большего диаметра (q_н >>q_в; d_н >>d_в).

Вторая причина зонирования заключается в более полном использовании гарантийного напора городского водопровода, что позволяет эффективно использовать энергию городских насосов и рационально подбирать насосы -повысители только на расход и напор верхней зоны. Верхняя зона работает под напором дополнительных насосов.

Двухзонные системы внутренних водопроводов, выполненные по обычной схеме (с отдельными хозяйственно-противопожарными разводящими трубопроводами для каждой зоны), значительно дороже однозонных систем по сметной стоимости. Следует отметить, что предлагаемая вниманию читателей новая система приемлема в первую очередь для секционных жилых зданий повышенной этажности (от 12 этажей и выше), так как в этих зданиях роль подающего трубопровода второй зоны играет пожарный стояк. Автором этой схемы является канд. техн. наук М. Е. Соркин (МНИИТЭП) (рис. 2.4).

1 — вводы водопровода; 2 — хозяйственный насос второй зоны; 3 — противопожарный насос; 4 — перемычка между подводящими магистральными трубопроводами; 5 — пожарные стояки; 6 — хозяйственные водоразборные стояки; 7 — регулятор давления «после себя»; 8 — обратный клапан

Рис. 2.4. Двухзонная схема водоснабжения зданий (М. Е. Соркин, МНИИТЭП)

Согласно этой схеме, имеется только два разводящих трубопровода, причем каждый из них служит для подачи воды в соответствующую зону. В трубопровод первой зоны вода подается непосредственно из городского водопровода. Противопожарные насосы подключены к магистральному трубопроводу первой зоны. К магистрали второй зоны подключены насосы, обеспечивающие в ней необходимое давление. Оба магистральных трубопровода соединены между собой перемычками с установленными на них обратными клапанами таким образом, что они могут пропускать воду только из первой зоны во вторую.

Сдвоенные пожарные стояки выполнены однозонными и присоединены к обеим магистралям. На подводке к этим стоякам от магистрали первой зоны также установлен обратный клапан. Водоразборные стояки первой второй зон подключены к соответствующим магистралям, но с той лишь разницей, что у первой зоны она с нижней разводкой, а у второй — с верхней. На присоединениях этих разводящих магистралей размещены регуляторы давления «после себя».

Система работает следующим образом. При водоразборе давление в разводящей магистрали первой зоны меньше, чем в магистрали второй зоны, поэтому обратные клапаны на перемычках, соединяющих эти магистрали, закрыты. По этой же причине закрыты клапаны на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Таким образом, магистрали и водоразборные стояки первой и второй зон полностью изолированы друг от друга. Пожарные стояки находятся под давлением насосов второй зоны системы. Во время пожара при включении в работу насосов противопожарного назначения, создается большее давление, чем у насосов хозяйственного назначения второй зоны, поэтому под давлением воды пожарных насосов открываются обратные клапаны на перемычках между магистралями и на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Защита водоразборных стояков первой и второй зон от повышенного давления пожарных насосов обеспечивается регулятором давления «после себя». Вода подается к пожарным стоякам по двум трубопроводам, как и предписывается действующими нормами. Подача хозяйственного и пожарного расходов в систему по двум магистралям первой и второй зон обеспечивает снижение строительной стоимости системы по сравнению с такой же стоимостью двухзонных традиционных систем.

Двухзонная система М. Е. Соркина может быть использована более широко не только в зданиях повышенной этажности (высотой более 50 м), но и в зданиях массового строительства (высотой от 9 до 16 этажей).

Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 5685 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ