Выполнили студенты гр. АС-515 Пугаев П. А. Рахмангулова В. Д.
Водоснабжение – подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Определение термина водоснабжение дано в Водном кодексе РФ Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом. Понятие водоснабжения
Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям: - расход на хозяйственно-питьевые нужды (питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ и т. д.); - расход на производственные нужды (расход предприятиями промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. д.); - расход для пожаротушения.
Система водоснабжения здания или отдельного объекта – 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 устройств : - ввода ; - водомерного узла ; - 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.
Система водоснабжения здания может быть присоединена к централизованной системе водоснабжения населенного пункта или оборудована устройствами для получения воды из местных источников водоснабжения
1. По назначению : - Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения предназначены для подачи воды, удовлетворяющей требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.559-96 для питья, приготовления пищи и обеспечения санитарно-гигиенических процедур; - Производственные системы водоснабжения (системы горячего 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 не питьевого качества
2. По сфере обслуживания : 2.1. Объединенные: - хозяйственно-противопожарные; - производственно-противопожарные; - хозяйственно-производственные. 2.2. Раздельные 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. 3. По способу использования воды: - с прямоточным водоснабжением; - с оборотным водоснабжением; - 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.
Система водоснабжения должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения: - водозаборные сооружения; - водоподъемные сооружения; - сооружения для очистки воды; - водоводы и водопроводные сети; - башни и резервуары. Принципиальная схема водоснабжения: 1 — источник водоснабжения, 2 — водоприемное сооружение, 3 — насосная станция I подъема, 4 — очистные сооружения, 5 — резервуар чистой воды, 6 — насосная станция II подъема, 7 — водоводы, 8 — водонапорная башня, 9 — водораспределяющая сеть
• источник воды (колодец, скважина, ближайший водоем и т.д.); • насос, поднимающий воду на поверхность и подающий ее в здание; • трубопровод, по которому перекачивается жидкость; • распределительный коллектор на вводе в дом, который осуществляет первичное распределение воды в соответствии с потребностями систем горячего и холодного водоснабжения (ГВС и ХВС); • водогрейное устройство для системы ГВС ; • дополнительное оборудование, необходимость в котором определяется структурой конкретной системы. Схема системы водоснабжения 1 - обратный клапан, 2 - сливной вентиль, 3 - запорный вентиль, 4 - фильтр грязевой, 5 - гибкая подводка к гидроаккумулятору, 6 - гидроаккумулятор, 7 - труба, 8 - реле давления, 9 - манометр, 10 - коллектор, 11 - труба, 12 - унитаз, 13 - тройник, 14 - фильтр, 15-17, 19 - смесители, 18 - предохранитель, 20-21 - водонагреватели. А - слив в канализацию.
Насосы Схема водоснабжения предполагает наличие насосов, которые бывают: погружные, устанавливаемые под водой, или наружные, устанавливаемые на поверхности земли. В свою очередь, погружные модели условно делятся на скважинные и колодезные. Они различаются по мощности, от которой зависит напор (то есть высота подачи воды), а также по диаметру корпуса. Скважинные агрегаты выполнены в виде узкого и длинного цилиндра с гладкими стенками. Это позволяет без проблем опускать их в горловину скважины и извлекать оттуда в случае необходимости. Для колодезного насоса такая компактность не обязательна – его размеры в любом случае намного меньше диаметра колодца, поэтому монтаж и демонтаж устройства не вызовет затруднений. Существуют модели, изначально укомплектованные напорными баками («насосные станции»). Агрегаты характеризуются сравнительно невысоким напором, проигрывая по этому параметру погружным аналогам. Поэтому их используют лишь у поверхностных источников воды – мелких колодцев, неглубоких скважин или естественных водоемов. Трубопроводы Обычно выполняются из металлопластиковых труб диаметром от 1 дюйма (25,4 мм) либо полипропилена. Аналоги из сшитого полиэтилена для наружных участков системы применяются значительно реже, так как по мнению некоторых специалистов это связано с более низкой механической прочностью таких трубопроводов, по мнению других специалистов – с неэкономичностью их использования для уличной части системы водоснабжения. Для того чтобы вода в магистрали не замерзала, трубопровод укладывают ниже глубины промерзания почвы. На тех участках, где заглубление по каким-либо причинам невозможно, применяют утеплитель для труб.
Распределительный коллектор Представляет из себя отрезок трубы. С одной стороны он снабжен резьбовым соединением для крепления к подающей магистрали, а с другой установлена заглушка. В нем предусмотрены разъемы для подсоединения отводящих трубопроводов, причем их количество может варьироваться в зависимости от модели коллектора. Проще говоря, это некий « разветвитель », позволяющий разделить один поток по нескольким трубам. Водогрейное устройство Предназначено для приготовления горячей воды. Это может быть как проточный (газовый или электрический) водонагреватель, так и накопительный бойлер любого типа. Дополнительное оборудование Включает в себя напорные баки, повышающие циркуляционные насосы, коллекторы на внутренних контурах систем ГВС и ХВС, фильтры предварительной и тонкой очистки, а также запорно-регулирующую арматуру и автоматику управления – пусковое реле, которое управляет насосом для подачи воды. Если давление в магистрали водоснабжения падает ниже допустимого уровня, насос включается и работает до тех пор, пока этот параметр не достигнет нужного значения. Чем сложнее система, тем больше дополнительного оборудования потребуется для ее корректной работы. С другой стороны, чем проще система – тем она надежнее.
Для нормальной работы внутреннего водопровода на вводе в здание должен быть создан такой напор (требуемый), который обеспечит подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и наиболее удаленному от ввода (диктующему) водоразборному устройству и покроет 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. Минимальный напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода 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 водопроводе 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.
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. система с повысительными насосами и пневматической установкой. 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.). Для коттеджей и отдельных жилых зданий в городе характерно применение систем, имеющих 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. В многоэтажных зданиях применяют зонные системы водоснабжения, при этом нижняя зона обеспечивается водой непосредственно из наружного водопровода (при достаточном гарантийном напоре), а для верхних зон устраивают повысительные установки.
Водопроводный ввод в здание, как правило, выполняется из чугунных труб. Подключение здания к внешнему трубопроводу осуществляется врезкой, требующей перекрытия городской водопроводной сети и прекращения подачи воды в эксплуатируемые здания на период врезки, или при помощи «седелки», которая дает возможность производить подключение к наружному водопроводу без прекращения подачи воды абонентам. Для размещения отключающихся устройств в месте присоединения строят кирпичный или железобетонный колодец. Во избежание замерзания водопроводный ввод заглубляют на отметку ниже глубины промерзания грунта на 10-20 см. Наиболее часто встречающиеся неисправности вводов в здание: 1. Из-за неравномерной осадки грунта возможно: - расстройство раструбных соединений чугунных трубопроводов; - нарушение сварных соединений стальных трубопроводов; - переломы чугунных трубопроводов, которые из-за местных просадок плохо уплотненного грунта подвергаются изгибающим усилиям. 2. Причины разрушения вводов, особенно из стальных, плохо изолированных трубопроводов : - почвенная коррозия; - коррозия, вызываемая блуждающими токами.
Мероприятия технической эксплуатации вводов, предупреждающие преждевременный выход из строя трубопроводов: устройство защитных сооружений против электрохимической и почвенной коррозии; своевременный ремонт асфальтовых дворовых покрытий и организация водоотвода, исключающая переувлажнение и просадку грунтов ; замена трубопроводов, нормативный срок службы которых истек.
- При обнаружении повреждений в межремонтные сроки неисправности стыковых соединений устраняют путем зачеканки чугунных раструбов или накладкой новых швов электросваркой на соединениях стальных трубопроводов; - Поврежденные трубы заменяют целиком или участками при помощи надвижных муфт ; - Свищи в стальных трубопроводах устраняют приваркой металлической пластины, установкой седелок на резиновых прокладках или резьбовой пробки ; - Для контроля за расходованием воды устанавливают водомер. Резкое увеличение расхода воды против установленных норм водопотребления свидетельствует о неисправностях оборудования;
- Для обеспечения надежной работы повысительной установки предусматриваются резервные насосы. Включение насосов в работу должно производиться автоматически при понижении гарантийных напоров в городской сети, а также при отказе одного из работающих насосов. Требуемое количество насосов и их мощность определяют расчетом; - Звукоизоляция от работающих насосов обеспечивается путем установки их на амортизирующих прокладках ; - Система подающих и всасывающих трубопроводов соединяется с насосами через вибровставки, состоящие из прорезиненных напорных труб соответствующего диаметра, длиной не менее 1 м; - Трубы, проходящие через капитальные стены здания, заключают в стальные гильзы с заполнением пространства между стенками трубы и гильзы звукоизолирующим и герметизирующим материалом. Для обеспечения нормальной работы гильзы и контроля за состоянием уплотнения верх и низ гильзы выводят за плоскость стены или перекрытия на 0,5 см в обе стороны.
Элементы, отслужившие нормативный срок службы, следует заменять при очередных ремонтах независимо от их состояния. Два раза в год в период подготовки зданий к весенне-летнему и зимнему периодам эксплуатации производят наладку системы внутреннего водопровода, при этом сети систем водоснабжения испытывают давлением, превышающим рабочее на 2 кГ /см2, но не более 6 кГ /см2.
Испытание систем водоснабжения производят в следующей последовательности. 1. Заполняют все трубопроводы водой, удалив из системы воздух через неплотности пробок, установленных вместо водоразборной арматуры у бачков на верхнем этаже. Во время наполнения трубопроводов уплотняют сальники, подтягивают соединения и укрепляют арматуру. 2. Гидропрессом создают в системе рабочее давление, устраняют обнаруженные дефекты, увеличивают давление до испытательного и в течение 10 мин проверяют плотность системы. Падение установленного давления выше допустимого (0,5 кГ /см2) свидетельствует о наличии утечек в системе, которые должны быть немедленно устранены. При очередной наладке систем внутреннего водопровода необходимо заменить прокладки всех водоразборных кранов и смесителей, а также отрегулировать напоры перед арматурой в соответствии с нормативами.
Неисправности, выявленные в процессе эксплуатации в межремонтный период, необходимо устранять в сроки, установленные Правилами и нормами технической эксплуатации жилищного фонда, а при авариях – немедленно. При неплотностях в резьбовых соединениях трубопроводов заменяют уплотняющий материал стыков. При нарушении резьбы муфты ее заменяют новой. Небольшие по длине трещины и свищи в трубах в период между очередными ремонтами устраняют постановкой хомутов и накладок, при этом все металлические части трубопровода и накладок должны быть окрашены. При значительном повреждении участка трубы ставят новый трубопровод.
Системы горячего водоснабжения бывают централизованные, которые предусматривают нагрев воды в одном месте с последующей ее транспортировкой по трубопроводам, и местные, когда вода нагревается на месте потребления. Системы горячего водоснабжения должны монтироваться из оцинкованных труб на резьбовых соединениях. Соединение оцинкованных труб допускается производить при помощи полуавтоматической дуговой сварки в закрытой среде углекислого газа. При местном горячем водоснабжении нагрев воды производится в газовых водонагревателях или колонках, работающих на твердом топливе. Иногда для этих целей применяют змеевики или сварные емкости, вмонтированные в очаги отопления.
Исправную эксплуатацию систем горячего водоснабжения обеспечивает своевременное проведение планово-предупредительных ремонтов и наладочных работ. Особое внимание следует обращать на исправность установок, обеспечивающих противокоррозионную обработку воды. Следует иметь в виду, что повышение нагреваемой температуры от 50 до 80 °С увеличивает коррозию трубопроводов на 30-40%, а также способствует ускоренному образованию накипей. В связи с этим системы водоснабжения оборудуют автоматикой, ограничивающей нагревание воды свыше 60 °С. Образование накипи в латунных трубках скоростных бойлеров можно предупредить магнитной обработкой нагреваемой воды. Для предупреждения внутренней коррозии трубопроводов производят стабилизацию и деаэрацию воды.
Стабилизация воды осуществляется при помощи доломитовых ( магномассовых ) фильтров. Этот метод основан на создании пассивирующих покрытий на стенках труб и оборудования, а также увеличении рН воды, снижающего ее активность. Для нормальной работы доломитовых фильтров необходимо ежегодно при подготовке систем к эксплуатации в зимний период заменять доломит, а в процессе эксплуатации периодически промывать фильтр в течение 0,5-1 ч водой, движущейся со скоростью 3 м/сек на 1 м2 площади фильтра.
Деаэрация воды производится в установках со сталестружечными фильтрами путем пропуска горячей воды после бойлера через эти фильтры. Вода, поступающая после сталестружечного фильтра в фильтр с мраморной крошкой, отдает растворенную углекислоту, которая, вступая в химическую реакцию с мраморной крошкой, образует растворимый бикарбонат кальция. Стружки в фильтре необходимо менять 2-3 раза в год. Водоподготовка может осуществляться централизованно на водопроводных станциях, при этом отпадает необходимость в водоподготовке на месте потребления воды. Системы трубопроводов проверяют после ремонтных работ гидравлическим испытанием на наивысшее рабочее давление плюс 2 кГ /см2, но не менее 3 кГ /см2 и не более 6 кГ /см2 в течение 5 мин. Падение давления не должно превышать 0,1 кГ /см2.
Неисправности, выявленные в процессе эксплуатации, устраняют аварийно-диспетчерские службы или обслуживающий персонал эксплуатирующей организации. Наиболее часто наблюдаются следующие неисправности: - Отклонение температуры воды у водоразборных точек от нормативных значений при засорах нижней части стояков. Для устранения дефекта надо прочистить стояк. Этот же дефект может появиться вследствие плохого регулирования системы с тупиковой разводкой. Чтобы не было большой разности температуры воды у водоразборных кранов, надо отрегулировать расход воды по стоякам. - Коррозия трубопроводов и змеевиков водонагревателей. Такие дефекты устраняют заменой вышедших из строя элементов, предварительно обеспечив нормальную химическую водоочистку подогреваемой воды. - Утечки воды, которые, как правило, происходят из-за неплотностей в резьбовых соединениях, плохой регулировки кранов и смесителей наличия поврежденных участков трубопроводов.
