Классификация систем водоснабжения зданий

Классификация систем водоснабжения зданий

Системой водоснабжения здания или отдельного объекта называют совокупность устройств, обеспечивающих получение воды из наружного водопровода и подачу ее под напором к водоразборным устройствам, расположенным внутри здания или объекта. Система холодного водоснабжения, называемая обычно внутренним водопроводом, состоит из следующих устройств: ввода (одного или нескольких), водомерного узла (одного или нескольких), сети магистралей, распределительных трубопроводов и подводок к водоразборным устройствам, арматуры. В отдельных случаях в систему включают установки для повышения напора, а также установки для дополнительной обработки воды (умягчения, обесцвечивания, обезжелезивания и др.). Система водоснабжения здания может быть присоединена к централизованной системе водоснабжения населенного пункта или оборудована устройствами для получения воды из местных источников водоснабжения (подземных или поверхностных).

По назначению системы водоснабжения зданий подразделяют на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения предназначены для подачи воды, удовлетворяющей требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества". для питья, приготовления пищи и обеспечения санитарно-гигиенических процедур.

Производственные системы водоснабжения обеспечивают подачу воды различного качества на технологические нужды различных потребителей.

Противопожарные системы водоснабжения предназначены для тушения огня или для предотвращения его распространения. Вода в противопожарных водопроводах может быть и непитьевого качества. По сфере обслуживания системы могут быть объединенными (хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные, хозяйственно-производственные) или раздельными. Внутренний водопровод, обеспечивающий подачу воды одновременно на хозяйственно питьевые, производственные и противопожарные нужды, называют единым. Соединение водопроводов, подающих воду непитьевого качества, с хозяйственно-питьевыми не допускается.

По способу использования воды системы бывают с прямоточным водоснабжением, с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды. Применение систем с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды находит все большее распространение на промышленных предприятиях. При выборе системы водоснабжения в зависимости от назначения объекта следует учитывать технологические, противопожарные и санитарно-гигиенические требования, а также технико-экономические соображения. Например, жилые и общественные здания могут быть оборудованы объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом с подачей воды питьевого качества. Объединение в одну систему всех водопроводов, подводящих воду одного качества и под одинаковым напором, приводит к уменьшению строительных и эксплуатационных расходов.

Для нормальной работы внутреннего водопровода на вводе в здание должен быть создан такой напор (требуемый), который обеспечивал бы подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и наиболее удаленному от ввода (диктующему) водоразборному устройству и покрывал бы потери напора на преодоление сопротивлений по пути движения воды. Напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода может быть больше, равен или меньше напора, который требуется для внутреннего водопровода. Ориентировочно требуемый напор для жилых зданий может быть найден по формуле: Нтр = 10 + 4(n-1), м, где 10 - потери напора на 1 этаже, м; 4 - потери напора на каждом последующем этаже, м; n - число этажей.

Минимальный напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода (у трубы или на поверхности земли) называют гарантийным. Гарантийный напор не должен быть менее 10 м вод. ст. При периодическом или постоянном недостатке напора в наружном водопроводе до требуемого для здания применяют установки для повышения напора: насосы (постоянно или периодически действующие), водонапорные баки, пневматические установки.

В зависимости от обеспеченности напором и установленного оборудования различают следующие системы водоснабжения:

система, действующая под напором в наружном водопроводе. Ее применяют, когда гарантийный напор в наружном водопровода у места присоединения ввода постоянно больше напора, необходимого для нормальной работы всех водоразборных устройств, или равен ему. Такая система является самой простой и наиболее распространенной и характерна для зданий высотой до 5-6 этажей;

система с водонапорным баком без повысительной насосной установки. Ее применяют, когда гарантийный напор в наружном водопроводе в часы с наибольшим водопотреблением ниже требуемого для здания, а в другие часы суток выше требуемого. В часы недостаточного напора потребители обеспечиваются водой из водонапорного бака, накапливающего ее в часы избыточного напора. Недостаток такой системы заключается в необходимости строительства технического этажа, расположенного выше последнего эксплуатируемого этажа;

система с повысительной насосной установкой без водонапорного бака. Ее применяют, когда режим водопотребления в здании равномерен, а напор в наружном водопроводе постоянно или периодически ниже требуемого для здания. Повысительные насосы располагают в подвале зданий или в центральном тепловом пункте при застройке города целыми микрорайонами;

система с водонапорным баком и повысительной насосной установкой. Ее применяют при недостаточности гарантийного напора и при отсутствии достаточного количества воды в наружном водопроводе и при неравномерном потреблении воды в здании в течение суток. Водонапорный бак, принимающий избыток воды или восполняющий ее недостаток при работе сети, включают в систему как регулирующую емкость для повышения экономичности работы повысительной насосной установки. При наличии бака повысительные насосы обычно автоматизируют.

В отдельных случаях вместо водонапорного бака применяют пневматическую установку, состоящую из водяного и воздушного баков или одного водовоздушного бака, оснащенных специальным оборудованием (компрессорами, клапанами, манометрами и др.). Такая система водоснабжения называется системой с повысительными насосами и пневматической установкой.

Наиболее совершенными являются системы, имеющие повысительные насосы и гидропневмобаки, не требующие постоянной работы компрессора. Наличие гидропневмобака в составе автоматических насосных установок позволяет значительно уменьшить энергопотребление за счет сокращения числа включений насоса (насосов) и обеспечивать некоторый запас воды. Такие системы характерны для коттеджей и отдельных жилых зданий в городе.

Схемы сетей внутренних водопроводов

Сети внутренних водопроводов состоят из магистральных трубопроводов, стояков, и подводок к водоразборным устройствам. В зависимости от режима водопотребления и назначения здания, а также от технологических и противопожарных требований сети бывают тупиковыми, кольцевыми, комбинированными, зонными, а по расположению магистральных трубопроводов с нижней и верхней разводкой.

Тупиковые сети применяют главным образом в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды в случае выхода из строя части или всей сети водопровода. Это могут быть жилые, административные, а иногда и производственные здания.

Кольцевые сети применяют в зданиях при необходимости обеспечения бесперебойного снабжения водой потребителей в многоэтажных зданиях), в зданиях с противопожарным водопроводом, в производственных зданиях и т. п.). Кольцевые сети присоединяют к наружному водопроводу несколькими вводами, так что в случае отключения одного из них подача воды в здание не прекращается.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения предназначены для подачи воды, удовлетворяющей требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества". для питья, приготовления пищи и обеспечения санитарно-гигиенических процедур.

Комбинированные сети, состоящие из кольцевых и тупиковых магистральных трубопроводов, применяют в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.

Зонные сети представляют собой несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или раздельных. Сети отдельных зон могут иметь самостоятельные вводы и установки для повышения напора. Нижняя зона может работать под напором наружного водопровода, а верхняя от повысительных насосов. Высота зоны определяется максимально допустимым гидростатическим напором в самой нижней точке сети В нижней точке сети (у арматуры) каждой зоны в целях обеспечения ее прочности гидростатический напор не должен превышать 45 м.

При нижней разводке магистральные трубопроводы размещают в нижней части здания, а при верхней разводке на чердаке или под потолком верхнего этажа. Сети с нижней и верхней разводкой имеют свои достоинства и недостатки. Устройство сети с верхней разводкой может быть дешевле, чем с нижней. В то же время при прокладке магистралей на неотапливаемом чердаке требуются дополнительные расходы на утепление трубопроводов. В производственных зданиях, где имеется возможность прокладки магистральных трубопроводов по стенам под потолком верхнего этажа, а не на чердаке, верхняя разводка удобнее нижней в эксплуатационном отношении.

Схема сети внутреннего водопровода выбирается с учетом размещения водоразборных устройств, режимов подачи и потребления воды, надежности снабжения потребителей водой, а также технико-экономической целесообразности. Особое внимание при проектировании уделяется рациональному размещению санитарно-технических устройств в здании. Например, санитарные узлы и водоразборную арматуру группируют поэтажно, располагая их друг над другом, трубопроводы прокладывают по кратчайшему расстоянию.

Материалы для водопроводной сети. Арматура

Трубы и соединительные части к ним. Наибольшее применение для устройства водопроводной сети получили стальные трубы, выпускаемые промышленностью для резьбовых и безрезьбовых соединений, бесшовные (цельнотянутые) и со швом (сварные). Стальные водогазопроводные трубы изготовляют по ГОСТ 3262-75 условным проходом от 10 до 150 мм. Трубы выпускают оцинкованные и неоцинкованные (черные). Слой цинка на поверхности оцинкованных труб предохраняет их от коррозии при химическом или электрохимическом воздействии. Для соединения стальных труб, имеющих трубную (газовую) резьбу, применяют прямые или переходные соединительные части (фитинг и) из ковкого чугуна и стали. Для устройства разъемного соединения стальных труб используют муфту или сгон, состоящий из муфты и контргайки, навернутой со стороны длинной резьбы. К недостаткам стальных труб относсятся высокие материалоемкость и трудоемкость монтажа.

Чугунные водопроводные раструбные трубы применяют для устройства вводов (на давление до 1 МПа) и участков сети, прокладываемых в земле. Длина чугунных труб может составлять от 2 до 6 м. Кольцевые раструбные щели в стыковых соединениях чугунных труб диаметром до 300 мм заделывают с помощью резиновых манжет.

Для внутренних сетей водопровода используют пластмассовые напорные трубы из полиэтилена низкой и высокой плотности (ГОСТ 18599-2001), диаметром от 12 до 160 мм на рабочее давление до 1 МПа в бухтах, на катушках или в отрезках длиной до 12 м, а также трубы напорные из непластифицированного поливинилхлорида (ГОСТ Р 51613-20000) диаметром от10 до 160 мм с номинальным давлением 1,6 МПа с раструбом под клеевое соединение, под эластичное уплотнительное кольцо и без раструба, в отрезках до 6 м (12 м) и полипропилена (ТУ 38-102-100-89). Срок службы труб при температуре 20°C - 50 лет.

Максимальная рабочая температура постоянная до 60°C, кратковременная до 80°C. Наряду с положительными свойствами: коррозионной стойкостью, относительной гладкостью внутренней поверхности пластмассовые трубы имеют ряд недостатков: сравнительно большую хрупкость и значительный коэффициент температурного линейного расширения.

Соединение полиэтиленовых и полипропиленовых труб между собой и с фасонными частями выполняют преимущественно методом контактной сварки в стык или с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями (электрофузионными фитингами). Возможно механическое соединение с помощью компрессионных фитингов. Раструбные трубы из поливинилхлорида соединяют при помощи зазарозаполняющего клея на основе тетрагидрофурана (типа "Tangit") или с помощью эластичных уплотнительных колец.

Пластмассовые трубы легко обрабатываются и монтируются, но ввиду своей гибкости они требуют большего числа креплений на единицу длины и больше подходят для скрытого монтажа . Полипропиленовые трубы на морозе становятся хрупкими, поэтому их монтаж необходимо вести при температуре выше 5°C.

Наряду с пластмассовыми трубами все чаще используют металлополимерные трубы, которые обладают теми же достоинствами и недостатками, что и плпастмассовые.

Появление пластмассовых и металлополимерных труб позволило перейти от последовательной схемы присоединения приборов к стояку к параллельной с использованием поэтажных коллекторов. При этой схеме значительно снижается влияние одновременного включения водоразборной арматуры у расположенных рядом приборов на расход воды каждого прибора .

Медные трубы находят все большее применение при индивидуальном коттеджном строительстве. Эти трубы объединяют все достоинства металлических и пластмассовых труб, но обладают большим сроком эксплуатации. Трубы из нержавеющей стали также начали использовать для систем внутреннего водопровода после появления принципиально новых методов соединения труб и разнообразных фасонных частей.

Сравнительный анализ производства и потребления труб из различных материалов и перспективы их дальнейшего использования приведен в некоторых обзорных статьях /3 - 4 /. В табл. 1 приведены некоторые данные по потреблению труб для систем водоснабжения и отопления в странах Западной Европы в 1992 - 2002 годах.

Материал		Потребление труб
		1992 г.	2002 г.	2004 г.
Стальные оцинкованные	млн. м	177	84,6	71,5
	%	14,4	5,5	4,6
Нержавеющая сталь	млн. м	7,4	21,2	24,5
	%	0,6	1,4	1,6
Медные	млн. м	746,9	705	671,1
	%	60,6	46,2	43,2
PEX	млн. м	185,5	387	410,9
	%	15,0	25,4	26,4
PB	млн. м	29,0	57,7	52,5
	%	2,4	3,8	3,4
MP	млн. м	12,2	213	279
	%	1,0	14,0	18,0
PPR	млн. м	67,5	43,4	34,8
	%	5,5	2,8	2,2
PVC-C	млн. м	7,4	13,0	9,6
	%	0,6	0,9	0,6
Всего	млн. м	1233,3	1526	1553
	%	100	100	100

Примечание. Обозначение материала труб: PEX -сшитый полиэтилен; PB- полибутен; MP -металлопластмассовые; PPR - статистический сополимер пропилена с этиленом; PVC-C - хлорированный поливинилхлорид.

Арматура. Водопроводная арматура изготовляется из латуни, стали, бронзы, серого и ковкого чугуна, пластмасс. Выбор материала определяется условиями эксплуатации и назначением арматуры Для хозяйственно-питьевых и хозяйственно-противопожарных водопроводов устанавливают арматуру на давление 0,6 МПа, а для раздельных противопожарных водопроводов - на давление 0,9 МПа. В водопроводных сетях используется следующие типы арматуры: запорная, водоразборная, регулировочная и предохранительная.

К запорной арматуре можно отнести пробковые проходные краны, задвижки, запорные вентили, автоматически закрывающиеся клапаны, предназначенные для перекрытия отдельных участков сети, и др.

Запорную арматуру устанавливают в следующих местах: у основания стояков хозяйственно-питьевой сети в зданиях, имеющих более двух этажей; на всех ответвлениях от магистральных трубопроводов; на кольцевой магистральной сети; у основания пожарных стояков, на которых имеется пять пожарных кранов и более; на ответвлениях в каждую квартиру; на подводках к промывным канализационным устройствам (бачкам, смывным кранам, писсуарам); на подводках к водонагревательным приборам; перед приборами и аппаратами специального назначения; на ответвлениях, питающих более пяти водоразборных устройств.

На трубопроводах условным проходом более 50 мм в качестве запорной арматуры устанавливают задвижки. К водоразборной арматуре относятсятся краны водоразборные, (поливочные, писсуарные, смывные, пожарные и т. д.), смесители, предназначенные для смешивания холодной и горячей воды (со стационарной душевой сеткой и с душевой сеткой на гибком шланге) и поплавковые клапаны.

Снижение непроизводительных потерь воды во многом зависит от гидравлических и конструктивных характеристик водоразборной арматуры. Использование арматуры с керамическими уплотнительными элементами, однорычажные и термостатические смесители - это реальная экономия холодной и горячей воды! Пожарные краны, выпускаемые диаметром 50 и 65 мм, представляют собой вентили с наружной и внутренней резьбой на концах для ввертывания в тройники монтажного стояка и для присоединения быстросмыкающихся полугаек.

Регулировочная арматура предназначается для регулирования расхода и для поддержания определенного напора в сети. К регулировочной арматуре относятся регуляторы давления, регулировочные вентили и т. п. Регуляторы давления (напора) понижают давление и поддерживают его "после себя", поэтому их устанавливают на вводах в здания, в квартиры, на этажах многоэтажных зданий.

К предохранительной арматуре относятся предохранительные клапаны, обеспечивающие в сети или перед приборами напор, не превышающий заданный, а также обратные клапаны, обеспечивающие движение воды в трубопроводе только в одном направлении.

Излишнее повышение напора в трубопроводах может привести к повреждению сети или присоединенного к ней оборудования. Обратные клапаны устанавливают, например, на вводах при наличии повысительных насосов на обводной линии, а также при наличии в системе водонапорного бака. При движении воды в трубопроводе в обратном направлении клапан прижимается водой к седлу и закрывает проход.

Для возможности поливки территории вокруг зданий внутренние водопроводы, как правило, оборудуют поливочными кранами. Эти краны выводят к наружным стенам (цоколю) здания в ниши на высоте 0,3-0,35 м от поверхности земли через каждые 60-70 м по периметру здания. Подводки к кранам должны быть оборудованы запорными вентилями, расположенными в теплом помещении зданий Для возможности спуска воды на зиму подводка прокладывается с уклоном в сторону поливочного крана, а в пониженной точке подводки дополнительно устанавливается тройник с пробкой или кран для спуска воды.

Поливочный кран состоит из вентиля диаметром 15 - 25 мм и быстросмыкающейся полугайки для присоединения рукава (шланга).

Вводы водопровода, водомерные узлы и устройства для измерения количества расходуемой воды

Трубопровод от сети наружного водопровода до сети внутреннего водопровода (до водомерного узла или запорной арматуры, размещенных внутри здания) называется вводом.

Вводы (если их два) присоединяют к разным участкам сети наружного водопровода или к одной магистрали, но с установкой на ней разделительной задвижки. В месте присоединения ввода к сети наружного водопровода устраивают колодец диаметром не менее 700 мм, в котором размещают запорную арматуру (вентиль или задвижку) для отключения ввода при ремонте.

Для устройства вводов применяют чугунные раструбные водопроводные трубы диаметром 50 мм и более, стальные трубы с противокоррозионной битумной изоляцией и в отдельных случаях пластмассовые трубы. Глубина заложения труб вводов зависит от глубины заложения сети наружного водопровода, которая назначается с учетом глубины промерзания грунта. Наименьшую глубину укладки труб ввода обычно принимают на 0,5 м ниже глубины промерзания грунта и 1 м при отсутствии промерзания. Ввод укладывают с уклоном 0,005 в сторону наружной сети для возможности его опорожнения.

Наименьшее расстояние по горизонтали от труб вводов до других подземных коммуникаций принимают по СНиП 2.07.01-89.

При пересечении водопроводных и канализационных трубопроводов первые прокладывают выше вторых на 0,4 м (расстояние в свету); при меньшем расстоянии между ними водопроводные трубы должны быть уложены в металлическую гильзу с вылетом в сухих грунтах по 0,5 м в обе стороны от точки пересечения, а в мокрых грунтах - по 1 м.

Диаметр отверстия для ввода в стене фундамента или подвала здания должен быть на 400 мм больше диаметра трубы ввода. Кольцевой зазор между трубой ввода и стальной гильзой при сухих грунтах заделывают эластичным водогазонепроницаемым материалом, например мятой глиной, смоленой прядью и цементным раствором марки 300, слоем 20-30 мм; при мокрых грунтах - с применением сальникового уплотнения или бетонного раствора марки 70 (жесткая заделка).

Число вводов определяется назначением и оборудованием зданий. Так, в зданиях (общественных, производственных), где недопустим перерыв в подаче воды, устраивают не менее двух вводов. Внутренние водопроводы клубов, театров и зданий, оборудованных более чем 12 пожарными кранами, также присоединяют к сети наружного водопровода не менее чем двумя вводами.

Для измерения расхода воды в зданиях устанавливают водосчетчики, входящие в состав водомерных узлов. Водомерный узел располагают в теплом и сухом нежилом помещении в легкодоступном для осмотра месте вблизи наружной стены у ввода в здание. Чаще всего его располагают в помещениях центрального теплового пункта (ЦТП), в подвалах или в приямках, устраиваемых в коридорах, либо на лестничных площадках здания. Во избежание излишних потерь напора водомерные узлы собирают из возможно меньшего числа отводов и фасонных частей, устанавливая измерительное устройство, как правило, на прямом участке. Для измерения количества воды на вводах внутреннего водопровода устанавливают скоростные крыльчатые и турбинные счетчики воды Движение воды в этих счетчиках приводит во вращение вертушку (турбинку), размещенную в корпусе. Угловая скорость вращения вертушки пропорциональна скорости движения воды. Передаточный и счетный механизмы передают и суммируют обороты вертушки (турбинки), и на циферблатах фиксируется количество жидкости, прошедшей через счетчик.

Крыльчатые счетчики водыизготовляют диаметром (калибром) до 40 мм включительно. Ось вращения крыльчатки у этих счетчиков расположена перпендикулярно направлению движения воды. Крыльчатые счетчики можно устанавливать только на горизонтальных участках трубопроводов с резьбовым соединением. Существуют также крыльчатые водосчетчики, которые можно устанавливать на вертикальных участках трубопроводов.

Турбинные счетчики воды отличаются от крыльчатых тем, что ось вращения вертушки (турбинки) у них параллельна направлению движения воды. Счетный механизм соединен с вертушкой червячной передачей. Счетчики присоединяются на фланцах к трубопроводам, находящимся в любом положении (горизонтальном, вертикальном или наклонном) с направлением движения воды снизу вверх. Турбинные счетчики выпускаются калибром от 50 до 200 мм.

При подборе счетчика воды учитывают его гидрометрические характеристики (предел чувствительности, область учета, характерный расход), а также допустимые потери напора и условия установки. Подбирают счетчик воды на пропуск максимального расчетного расхода, который не должен превышать наибольшего (кратковременного) расхода для данного счетчика, указанного в табл. СНиП 2.04.01-85*.

При учете расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды потери напора hдоп в крыльчатых счетчиках не должны превышать 5 м, а в турбинных счетчиках - 2,5 м. В случае пожара счетчик должен пропускать суммарный расход воды, но при этом потери напора не должны превышать 10 м.

Если потери напора в счетчике оказались меньше 20% hдоп, то следует принять другой счетчик (меньшего калибра), чтобы он мог учитывать малые расходы воды.

Для дистанционной передачи данных о расходе воды используются импульсные счетчики.

Трассировка водопроводных сетей внутри здания

Правильный выбор мест прокладки сети внутреннего водопровода существенно снижает стоимость устройства системы и облегчает ее эксплуатацию. При нижней разводке магистральный трубопровод от водомерного узла следует прокладывать в подвальном этаже или в техническом подполье, а при их отсутствии в подпольных каналах I этажа, иногда совместно с другими трубопроводами (отопления, горячего водоснабжения), располагая его под ними или рядом с ними. Прокладка трубопроводов в земле под полом не допускается. Для предохранения труб от конденсации влаги и от промерзания их утепляют.

Стояки, разводящие трубопроводы и подводки к водоразборным устройствам в зависимости от назначения и степени благоустройства здания прокладывают двумя основными способами: открытой прокладкой - по колоннам, балкам, фермам, стенам (под потолком или у пола), и скрытой прокладкой - в бороздах, каналах, блоках и панелях, пространственных кабинах вместе с трубопроводами другого назначения. В зданиях, где к отделке предъявляются повышенные требования, целесообразно применять скрытую прокладку трубопроводов. Борозды и каналы для трубопроводов должны быть выполнены при производстве строительных работ. Размеры борозд принимают в зависимости от диаметра и числа труб, укладываемых в них. Борозды можно заделывать штукатуркой по сетке, оставляя в местах размещения вентилей, сгонов, накидных гаек смотровые отверстия, закрываемые дверками и лючками.

При большом числе вертикальных трубопроводов (стояков) устраивают монтажные шахты с перекрытиями из несгораемых материалов на каждом этаже. В шахты должен быть обеспечен доступ для обслуживания арматуры и трубопроводов.

Горизонтальные трубопроводы всегда укладывают с уклоном 0,002-0,005 в сторону вводов для возможности спуска воды из системы.

Для крепления трубопроводов применяют крючья, хомуты, подвески и кронштейны. Крепление осуществляют с помощью закладных деталей, деревянных пробок или дюбелей.

Для возможности демонтажа при ремонте на стояках выше запорного вентиля и на подводках у оборудования устанавливают сгоны, накидные и соединительные гайки.

Особое внимание следует уделять правильному креплению пластмассовых труб с учетом их температурного удлинения. Компенсация температурного удлинения осуществляется, как правило, за счет гнутых участков трубопроводов. При монтаже трубопроводов применяют подвижные крепления для обеспечения свободного перемещения труб и неподвижные крепления для жесткого закрепления их. Трубы крепят к строительным конструкциям с помощью крепежных элементов - металлических либо пластмассовых скоб или хомутов. Между металлическими скобами или хомутами и пластмассовой трубой вставляют прокладки из резины, войлока или пластмассы. В местах прохода пластмассовых труб через перекрытия, стены и перегородки устанавливают гильзы.

Арматура должна иметь самостоятельное крепление - угольник с фланцем или металлические скобы. При открытой совместной прокладке пластмассовых труб из поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена (ПНП или ПВП) с трубопроводами горячего водоснабжения или отопления расстояние между ними должно быть не менее 50 мм. При совместной прокладке указанных коммуникаций в шахтах и каналах трубопроводы горячего водоснабжения покрывают теплоизоляцией.

Повысительные насосные установки

В тех случаях, когда гарантийный напор в сети наружного водопровода ниже требуемого, устанавливают повысительные насосные установки. Обычно в этих случаях применяют центробежные насосы, непосредственно соединенные с электродвигателями. При необходимости бесперебойной подачи воды проектируют установку резервных насосных агрегатов.

Насосы присоединяют к сети после водомерного узла. Размещают насосные установки в сухом и теплом изолированном помещении высотой не менее 2,2 м. Не допускается размещение хозяйственных насосных установок под жилыми квартирами, детскими комнатами, больничными помещениями, аудиториями учебных заведений и другими подобными помещениями.

Насосные агрегаты устанавливают на фундаменты, возвышающиеся над уровнем пола не менее чем на 20 см, с устройством надежной звукоизоляции, состоящей из амортизаторов под агрегатами, эластичных подкладок и эластичных патрубков длиной не менее 1 м (вибровставок) на всасывающем и напорном трубопроводах. Для противопожарных насосов звукоизоляции не требуется.

При установке насосов целесообразно предусматривать устройство обводной линии с задвижкой и обратным клапаном в обход насосов. Пуск насосов может быть автоматическим, дистанционным или ручным. Противопожарные насосы могут включаться пусковыми кнопками, располагаемыми у пожарных кранов, или струйными реле.

На напорной линии каждого насоса устанавливают манометр, обратный клапан и задвижку или вентиль, а на всасывающей линии - задвижку. Для восприятия усилий, возникающих в напорных трубопроводах от статического и динамического напоров, в местах поворотов трубопроводов устанавливают упоры. Через трубопроводы, уложенные по полу, делают переходные мостики. В отдельных случаях трубопроводы укладывают в подпольных непроходных каналах.

Подбор насоса производят по недостающему напору и расчетному расходу воды. Напор насоса Hн определяют как разность наибольшего требуемого напора во внутреннем водопроводе Hтр и наименьшего (гарантийного) напора в наружной сети - Hгар:
Hн = Hтр- Hгар.

Гарантийный напор в наружной сети может быть задан от отметки оси трубы ввода в месте его присоединения к наружной сети или от отметки земли у этого места (так называемой отметки гарантийного напора).

Требуемый напор для сети внутреннего водопровода слагается из геометрической высоты расположения диктующего водоразборного устройства над отметкой гарантийного напора, из рабочего напора перед арматурой диктующего водоразборного устройства и из напора, необходимого для преодоления всех сопротивлений на пути движения воды от наружной сети до диктующего водоразборного устройства.

Насосы рекомендуется подбирать, пользуясь характеристиками Q - Н, приведенными в действующем каталоге насосов. При этом рабочую точку с координатами Нтр и qтр определяют на пересечении характеристики сети с кривой Q - Н насоса.

При подборе насоса следует стремиться к тому, чтобы он обеспечивал подачу расчетного расхода воды потребителям при наибольшем значении КПД.

Если насос работает в системе водоснабжения без водонапорного бака, то его подача должна соответствовать максимальному расчетному секундному расходу воды q, л/с В системах с водонапорным или гидропневматическим баком подача насоса должна соответствовать максимальному расчетному часовому расходу воды Q, м3/ч. Режим работы насоса при этом определяют по интегральному или ступенчатому суточному графику водопотребления, стремясь к получению наименьшего регулирующего объема водонапорного бака.

Противопожарные водопроводы, спринклерные и дренчерные установки

Противопожарные водопроводы в соответствии с требованиями СНиП 2-04-01-85* устраивают в жилых зданиях высотой 12 этажей и более. В жилых зданиях высотой от 12 до 15 этажей устраивают объединенный хозяйственно-противопожарный водопровод, а высотой 16 этажей и более - раздельные противопожарный и хозяйственно-питьевой водопроводы.

В состав оборудования пожарного крана входят пожарный вентиль диаметром 50 или 65 мм с быстросмыкающейся полугайкой, пеньковый рукав (шланг) такого же диаметра длиной 10 или 20 м с быстросмыкающимися полугайками (для присоединения к вентилю) и пожарный ствол с наконечником (спрыском) диаметром 13, 16 или 19 мм. Противопожарный водопровод должен обеспечивать подачу необходимого количества воды под определенным напором к любому из имеющихся на нем пожарных кранов. При пожаротушении могут действовать один кран или одновременно несколько кранов (одна струя или несколько расчетных струй). Если напор в сети недостаточен, устанавливают противопожарный насос, включающийся автоматически.

В некоторых зданиях устраивают автоматические (спринклерные) или полуавтоматические (дренчерные) системы пожаротушения. Спринклерная установка служит для локального пожаротушения на нормативно заданной площади защищаемого помещения. Дренчерная система предназначена для тушения пожара на заданной технологом площади или для создания водяных завес, позволяющих отсечь очаг пожара от остального помещения.

Спринклерная установка состоит из спринклеров (разбрызгивателей), распределительных и магистральных трубопроводов, контрольно-сигнального клапана, главной задвижки, основного и автоматического водопитателей.

Температура плавления сплава 57, 68, 93, 141, 182 или 240°C. При повышении температуры в помещении (в результате пожара) замок расплавляется, пластины разъединяются и стеклянный клапан падает, открывая отверстие в диафрагме. Вытекающая через отверстие под значительным напором вода, попадая на розетку, разбрызгивается. Площадь поверхности, орошаемой одним спринклеро.м составляет 9-12 м2.

Системы автоматических установок со спринклерным оборудованием бывают водяные, воздушные и воздушно-водяные. Водяные системы устраивают в теплых помещениях с температурой выше 5°C, воздушные и воздушно-водяные системы - в неотапливаемых помещениях, находящихся в районах с продолжительностью отопительного сезона соответственно более 240 дней. В водных системах спринклеры устанавливают розетками вниз, а в воздушных и воздушно-водяных - розетками вверх. Во всех системах спринклеры размещают перпендикулярно защищаемой поверхности на расстоянии не более 3 м друг от друга.

Дренчерные установки. В зависимости от степени пожарной опасности зданий применяют дренчерные установки заливные (во взрывоопасных помещениях) и сухотрубные.В заливной установке дренчеры располагают розетками вверх, в сухотрубной - розетками вниз.

Расчет внутреннего водопровода

Расчет внутреннего водопровода состоит из определения расходов воды на объекте и на отдельных участках сети, из гидравлического расчета водопроводной сети, из расчета и подбора установок и оборудования, применяемых для данной системы водоснабжения. Расход воды для принятой системы водоснабжения здания определяют с учетом удовлетворения нужд всех водопотребителей, норм и рекима водопотребления. Расход воды в единицу времени на потребителя (одного человека, единицу изготовляемой продукции, единицу установленного оборудования), так называемые нормы водопотребления, весьма различны и зависят от ряда факторов: степени благоустройства зданий, климатических условий, требований технологии. Потребление воды в зданиях обычно неравномерно не только в течение года, месяца, недели, но и в течение суток, часа и более короткого времени. Режим водопотребления, т. е. изменение суточных или часовых расходов воды, может быть представлен в виде ступенчатых или интегральных графиков и оцениваться коэффициентами неравномерности, представляющими собой отношение максимальных расходов к средним.

Максимальный суточный расход хозяйственно-питьевой воды в жилых зданиях, м3/сут, определяют по формуле: Qm= q х N х Kсут/1000,
где q - норма максимального потребления воды на одного жителя, л/сут; N - расчетное число жителей в здании, приблженно равное отношению всей жилой площади к норме площади на одного человека; Ксут - коэффициент суточной неравномерности, для жилых зданий равный 1,1 - 1,3.

Максимальный часовой (м3/ч) и максимальный секундный (л/с) расходы вычисляют по более сложным формулам, приведенным в учебной и технической литературе и СНиП /2/. Основой определения указанных расходов является допущение о вероятностном характере водопотребления. По рассчитанным часовым расходам осуществляют подбор насосов и регулирующих баков. По секундным расходам определяют диаметры труб.

Особенности устройства систем горячего водоснабжения

С развитием строительства жилых и общественных зданий и непрерывным улучшением культурно-бытовых условий жизни все больше увеличивается потребность в горячей воде. Горячую воду расходуют на бытовые и производственные нужды. В зависимости от назначения ее потребляют в смеси с холодной водой или самостоятельно. Качество горячей воды, расходуемой на бытовые нужды, должно отвечать требованиям. Поступающая в систему горячего водоснабжения вода не должна быть жесткой и агрессивной по отношению к материалу труб. Содержание кислорода, растворенного в воде, не должно превышать 5 мг/л, свободной углекислоты 20 мг/л.

Существует несколько способов получения горячей воды:
• в местных установках малой производительности (водогрейные колонки, газо- и электронагреватели, кипятильники, небольшие водогрейные котлы, гелиоустановки и др.);
• централизованно: а) в водоводяных или пароводяных подогревателях, располагаемых в тепловых пунктах на одно или несколько зданий; б) в районных котельных с раздачей горячей воды потребителям по наружным сетям, обслуживающим большие группы зданий, квартал, район, поселок; в) из теплосети при непосредственном разборе горячей воды потребителями.

Системы с местными установками для приготовления горячей воды. Местные установки для приготовления горячей воды могут обслуживать одно или несколько водоразборных устройств (например, в пределах одной квартиры жилого здания).

Такие системы горячего водоснабжения называют децентрализованными. Основными элементами их оборудования являются: генератор тепла, где сгорает топливо и нагревается теплоноситель; водонагреватель, где приготовляется горячая вода; трубопроводы теплоносителя; разводящие трубопроводы, подающие воду к водоразборным устройствам; дополнительные устройства (расширительный бачок, аккумулирующий бак-резервуар).

Системы централизованного горячего водоснабжения. Эти системы подразделяют:
• по способу получения горячей воды - с непосредственным нагревом воды в котлах, с нагревом ее в подогревателях с применением теплоносителя (пар, перегретая вода);
• по способу подачи горячей воды - система без баков-аккумуляторов, обеспечивающая подачу горячей воды потребителям без разрыва струи (под давлением городского водопровода), и система с баками - аккумуляторами, обеспечивающая подачу горячей воды потребителям через напорные баки, высота расположения которых создает нужный напор в системе;
• по способу использования перегретой воды от теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) - закрытая система, использующая воду от ТЭЦ в качестве теплоносителя для нагрева воды в подогревателях, и открытая система с непосредственным водоразбором при условии сохранения качества воды, отвечающего требованиям;
• по способу движения воды в системе - с естественной циркуляцией под действием гравитационного напора, когда движение горячей воды обусловлено изменением ее плотности вследствие изменения температуры, и с искусственной циркуляцией - побудительной, с помощью циркуляционного насоса.

В систему централизованного горячего водоснабжения входят следующие элементы: генератор тепла; водоподогреватель; трубопроводы теплоносителя, соединяющие генератор тепла с водоподогревателем; трубопроводы, разводящие горячую воду потребителям; сетевые устройства (компенсаторы линейных удлинений, воздухоотводчики); арматура (водоразборная, предохранительная, запорная); аккумуляторы (баки); насосные установки; контрольно-регулирующие устройства (регуляторы расхода, температуры). Сети трубопроводов систем централизованного горячего водоснабжения состоят из подающих и циркуляционных трубопроводов.

Циркуляционные трубопроводы устраивают для естественной или искусственной циркуляции воды в сети через водоподогреватель, чтобы при отсутствии или недостаточном водоразборе вода не остывала.

Широкое применение получили сети с подающими стояками, объединенными перемычкой, расположенной в верхней части здания и соединяющей их с циркуляционным трубопроводом. Объединение подающих стояков перемычками осуществляют в каждой секции здания и соединяющей их с циркуляционным трубопроводом. Открытая система с непосредственным разбором горячей воды из тепловой сети также находит применение, несмотря на высокие требования, предъявляемые к ее эксплуатации и к качеству горячей воды, подаваемой от ТЭЦ.

Однако наибольшее распространение получили системы закрытые со скоростными водоподогревателями, использующие перегретую воду от ТЭЦ в качестве теплоносителя.