Для подачи воды непосредственно к местам потребления (промышленным предприятиям, жилым зданиям и т.п.) оборудуют наружную водопроводную сеть. Поступление воды к точкам водоразбора внутри здания осуществляется по внутреннему водопроводу. По конфигурации в плане наружной водопроводной сети подразделяют на кольцевые (замкнутые) и тупиковые (разветвленные).

Кольцевые сети обеспечивают бесперебойную подачу воды, но для них требуется большое количество труб, арматуры и фасонных частей, чем для тупиковых.

Тупиковые сети применяют для водоснабжения небольших объектов, а также во время перерывов в водоснабжении и случаях возникновения аварий.

В наружной водопроводной сети различают магистральные (главные) и распределительные (второстепенные) линии. Отдельный водопровод устраивают для технической воды, ибо соединение питьевого т технического водопроводов не допускается.

Водопроводная вода из наружной сети под давлением поступает во внутреннюю сеть через уложенный в земле водопроводный ввод. Он представляет собой трубопроводное ответвление от наружного водопровода до водомерного узла или запорной арматуры внутри здания.

Наружные водопроводные сети прокладывают в грунте. В некоторых случаях (районы вечной мерзлоты) водопровод проводят по поверхности земли на опорах и обязательно теплоизолируют.

При прокладке водопровода в грунте глубина заложения труб зависит от глубины промерзания грунта, температуры воды в трубах и режима ее подачи. Для магистральных трубопроводов со строго определенным режимом работы глубину заложения рассчитывают. Во всех случаях глубина заложения трубы должна быть больше расчетной глубины промерзания грунта на 0,5 м от низа трубы, принимая во внимание возможные внешние нагрузки на поверхности земли.

Водопроводные линии прокладывают соответственно рельефу местности с постоянной глубиной заложения, а также с уклоном на ровных местах. Уклон обеспечивает возможность опорожнения системы и выход воздуха в высших точках водопровода (через вантузы).

Экзаменационный билет №16.

1. Светопрозрачные конструкции покрытий. Виды покрытий, их область применения. Примеры архитектурных решений.

2. Здания предприятий общественного питания. Состав и планировка помещений зданий предприятий питания.

3. Канализационная система. Классификация. Внутренняя канализация. Наружная канализация.

Светопрозрачные конструкции покрытий. Виды покрытий, их область применения. Примеры архитектурных решений.

Конструкции, ограждающие здания сверху, относятся к покрытиям, основные виды которых:

а) чердачные скатные крыши;

б) совмещенные покрытия.

Чердачные скатные крыши обычно выполняют в виде наклонных плоскостей – скатов, покрытых кровлей из водонепроницаемых материалов.

Покрытия с уклоном кровель до 2,5% называют плоскими . Плоские покрытия, поверхности которых используют для детских площадок, летних ресторанов, кафе, открытых кинотеатров, спортивных площадок и др., носят название эксплуатируемых плоских или террасных покрытий . Скатные чердачные крыши применяются при строительстве малоэтажных домов III и IV классов в сельских местностях, в поселках, малых и средних городах. Плоские террасные покрытия применяют в зданиях I и II классов и в зданиях повышенной капитальности. Террасное покрытие решают как чердачное или бесчердачное с плитным полом.

Над зданиями небольшой ширины часто устраивают односкатные крыши. Крышу здания со стоком воды на обе стороны называют двускатной .

Шатровая крыша квадратного или многогранного в плане здания имеет 4 треугольных ската – вальмы. Двускатная крыша, завершенная вальмами с обоих торцов, называется вальмовой . Если наклонный скат срезает не весь торец двускатной крыши, а только верхнюю или нижнюю ее часть, то неполный торцовый скат называют полувальмой, а крышу – полувальмовой .

В массовом строительстве многоэтажных жилых и общественных зданий применяют совмещенные покрытия разных типов:

Невентилируемые совмещенные крыши;

Частично вентилируемые совмещенные крыши;

Вентилируемые наружным воздухом совмещенные крыши.

В зданиях с помещениями в верхнем этаже, имеющими нормальный влажностный режим, могут применяться невентилируемые покрытия. Над помещениями с повышенной влажностью воздуха устраивают вентилируемые и частично вентилируемые покрытия. Над мокрыми помещениями (бани, бассейны, душевые и т.п.) устройство совмещенных крыш не допускается.

Для повышения интенсивности и равномерности дневного освещения экспозиционных залов, выставок и музеев, торговых залов, крытых дебаркадеров вокзалов и тому подобных помещений общественного назначения, размещаемых в зданиях большой площади или большой ширины (глубины), в покрытиях устраивают «верхний свет», т.е. световые фонари или целые участки – остекленные покрытия. Целиком светопрозрачное покрытие в проектировании, строительстве и эксплуатации – конструкция сложная. Шире применяются отдельные фонари-надстройки различной формы в плане и разрезе: односторонние и двусторонние, «зенитные» фонари, световые шахты и другие световые проемы. Остекление фонарей верхнего света устанавливают в переплеты или на обрешетки различного типа, опирающиеся на специальные конструкции – надстройки, устанавливаемые, в свою очередь, на несущие элементы покрытия (балки, фермы, рамы, каркас пространственных систем и т.п.) Исключение составляют лишь иллюминаторы зенитного освещения, которые опираются на рамку, обрамляющую отверстия в ребристых панелях настила или в пространственных оболочках покрытия.

Наружное, верхнее, остекление , защищающее помещение от атмосферных осадков, устраивают в стальных переплетах с уклоном от 45 до 90 о. стекла обычные или армированные опирают краями, обернутыми в резиновые прокладки на стальные таврики и крепят стальными пружинящими прижимами, шурупами и замазкой или специальными металлическими креплениями – штапиками. Во избежание протекания воды в горизонтальных стыках стекла укладывают внахлестку и крепят друг к другу и к горизонтальным профилям кляммерами из полосок оцинкованной кровельной стали.

Зенитные точечные фонари устраивают в виде шатров и куполов из стекла или прозрачной пластмассы. Такие фонари обычно перекрывают квадратное отверстие в покрытии размером 1,5х1,5м или круглое диаметром 1,5м или вытянутое отверстие 1,5х5м, размер которого соответствует габаритам панели настила покрытия.

Второе остекление необходимо для создания воздушного теплозащитного прослойка. При двойном остеклении световых фонарей второе стекло делают с небольшим отступом от наружного или при значительном отступе с небольшим уклоном для ската конденсата к подвесным желобкам. Второе остекление должно быть глухим и максимально герметичным, ввиду чего его тщательно промазывают замазкой. В зенитных фонарях второе остекление может быть выполнено плоским или в виде такого же колпака, как наружный.

Третье остекление – элемент архитектурного решения зала, обеспечивающий светорассеяние прямых солнечных лучей и защищающий помещение от капель конденсата. Третье остекление по конструктивному решению представляет собой светопрозрачный вариант подвесного потолка с его подвесками и направляющими, дополненного переплетами для укладки заполнения – стекла, которое укладывают «насухо» на горбыльки без замазки с резиновыми прокладками, чтобы оно не дребезжало.

2. Здания предприятий общественного питания. Состав и планировка помещений зданий предприятий питания.

Предприятия питания(ПП) могут проектироваться: - в отдельно стоящих специально предназначенных для предприятий питания зданиях (от 100 мест и более); - в составе общественных и торговых центров, рыночных комплексов, на вокзалах; - как встроенных или пристроенных на площадях жилых и общественных зданий, в том числе размещаться в подземных пространствах. ПП подразделяются на заготовочные с полным технологическим циклом обработки сырья и приготовления продукции; доготовочные – с неполным технологическим циклом. Все рассматриваемые типы по формам и методам обслуживания посетителей делятся на две основные группы: предприятия, обслуживающие посетителей через официантов, и предприятия, функционирующие по принципу самообслуживания.

Требования к размещению . Земельный участок делиться на две зоны: для посетителей (организация отдыха посетителей и доступных мест для питания на открытом воздухе) и хозяйственную (разгрузочные площадки). На участке необходимо предусматривать стоянки для автомобилей, они должны располагаться на расстоянии не более чем 150 м от здания предприятия ОП.

Объемно-планировочное решение . Должно быть, четкое зонирование и удобная функционально-технологичаская взаимосвязь производственных коридоров с исключением людских и грузопотоков. Производственный цикл: прием и хранение полуфабрикатов и сырья, тепловая обработка и оформление блюд, реализация продукции и обслуживание посетителей. Этому циклу соответствуют следующие группы помещений:

1. Помещения для посетителей (вестибюль с гардеробом; умывальные, уборные; обеденные залы; буфет; помещения для продажи обедов и полуфабрикатов на дом) Эти помещения можно определять как торговые, а все остальные – неторговые. Высота этажа 3,3 м, при большой вместимости торгового зала – 4,2 м. Определяющий фактор при проектировании обеденных залов – форма обслуживания. При самообслуживании - раздаточные линии. Раздаточные линии рекомендуется отделять от обеденного зала декоративными перегородками. Расстояние 0,9 м при проходе посетителей в один ряд; 1,2 м если в 2 ряда; ширину рабочей зоны за технологической раздаточной линией – 1м. Площадь обеденного зала принимают согласно нормам.

2. Производственные помещения (произ. цеха: горячий (кухня), холодный, мясорыбный, кондитерский, овощной, пирожковый; раздаточная; моечные кухонной и столовой посуды; хлеборезка) Размещение цехов должно обеспечивать последовательность обработки продуктов Помещение раздаточной проектируется шириной не менее 2 м, с двух и более сторон – не менее 3 м. Допускается размещение в одном помещении моечных столовой, кухонной посуды, тары полуфабрикатов: в этом случае моечные разделяются барьерами высотой не менее 1,6 м. Моечная должна иметь свободный доступ из зала и с конвейера раздачи.

3. Помещения для приема и хранения продуктов (загрузочные, складские помещения: кладовая сухих продуктов, овощей, кладовая инвентаря и тары; охлаждаемые камеры) необходимо проектировать единым блоком, имеющей связь с грузовыми лифтами и связь с др помещениями через коридоры. Перед помещением загрузочной располагается разгрузочная платформа. Складские помещения располагают в подвале, цокольном этаже. Помещения для хранения продуктов не должны быть проходными, и не располагаться под моечными и с/у. Охлаждаемые камеры размещают в виде единого блока с входом через тамбур.

4. Административно-бытовые помещения (конторские помещения, кабинет директора и бухгалтера, помещения персонала, медицинский кабинет, гардеробные, душевые и санитарные блоки для персонала). Следует размещать изолированно от др помещений. Лестницы для персонала располагаются с учетом их использования для эвакуации посетителей.

Композиционные схемы : центрическая (обслуживающие помещения расположены в центре здания, а обеденные залы компонуются по периметру вокруг них), фронтальная (торговые помещения располагаются по продольной оси здания параллельно неторговым), глубинная (неторговые помещения располагаются за торговыми в глубине здания, схема используется для небольших предприятий), угловая (неторговые помещения, располагаясь в одном из углов плана, примыкают к обеденному залу с двух сторон, при этом возможны два варианта: обеденный зал занимает внешний или внутренний угол).

Любая сеть водоснабжения представлена в виде комплекса сооружений и элементов, которые обеспечивают водой объекты промышленного и бытового назначения.

• трубы из полипропилена, стали, ПВД;
• резервуар для забора воды;
• насос;
• смотровой колодец с водозапорной арматурой;
• резервуары для хранения и система очистки воды.

В процессе обустройства наружных сетей водоснабжения соблюдаются установленные нормы и требования СНиП. Внешнее водоснабжение классифицируется на следующие виды (по назначению):

• бытовое;
• противопожарное;
• производственное;
• оросительное;
• оборотное.

По методу разводки трубопровода сеть может прокладываться по нескольким схемам:

• тупиковая – применяется для обеспечения водой маленьких объектов;
• кольцевая – предназначена для бесперебойной подачи жидкости. Для её обустройства используется большое количество расходных материалов.

Специалисты различают следующие способы прокладки труб:

1. Наземная.
2. Поземная.
3. Траншейная.
4. Бестраншейная.

Устройство системы

Для успешной и бесперебойной работоспособности системы рекомендуется провести правильное конструктивное расположение трубопровода. Чаще система обустраивается из заводских труб. Существуют определенные требования, предъявляемые к обустройству водоснабжения:

• прочность, чтобы выдержать внешние и внутренние нагрузки;
• герметичность;
• гладкая поверхность внутренних стенок, что снижает потерю напора на трение;
• долговечность.

Используемый расходный материал должен быстро и легко собираться на месте обустройства системы. Сеть водоснабжения должна удовлетворять требованиям повышенной экономичности. Напорные трубы подбирают с учетом сопротивления воды. Чтобы рассчитать рабочее давление, учитывается метраж всей сети, диаметр используемого трубопровода. Подсчеты можно проводить самостоятельно либо обратившись за помощью к специалистам.

С учетом требований, предъявляемых по отношению к монтажу расходного материала, трубы должны обладать нужной прочностью. Это позволит им выдерживать давление, оказываемые со стороны почвы, включая прогиб собственного веса. При этом учитываются возможные нагрузки, оказываемые со стороны транспорта. Герметичность труб и стыков – важное условие успешной и экономичной работоспособности сети. При несоблюдении герметичности наблюдаются лишние затраты жидкости, что способствует повышению стоимости эксплуатации сети водоснабжения.

К утечке воды из системы может привести подмыв грунта и серьезная авария на трасе. Для обустройства рассматриваемой системы, чтобы обслужить любой объект, используют трубы, выбор которых зависит от следующих критериев:

• объем подаваемой жидкости;
• тип грунта;
• рабочее внутреннее давление.

Поэтому для систем водоснабжения могут использоваться разные типы труб, с учетом условий местности, где ведутся строительные работы. Для благоустройства наружного водопровода используют стальные, железобетонные и чугунные трубы. Можно проложить трубопровод из синтетических труб. Чтобы сделать правильной выбор, предварительно рекомендуется ознакомиться с эксплуатационными характеристиками всех типов труб.

Типы водопровода

Прежде чем провести наружное водоснабжение, рекомендуется определиться с его типом. По способы транспортировки воды до конечного объекта, сеть водоснабжения может быть технической. В этом случае вода используется только для производства. Её нельзя пить. Чтобы сэкономить, технические сети частично очищаются. Это позволяет повторно использовать отработанный водный ресурс.

Пожарная сеть обустраивается для пожаротушения. Такие системы укомплектовываются специальной техникой и гидрантом. При необходимости сэкономить, при выполнении прокладочных работ, пожарная система совмещается с технической, хозяйственно-бытовой либо тупиковой схемой. Для проведения монтажных работ необходимо руководствоваться принципами пожарной безопасности. Поэтому перед укладкой трубопровода нужно получить разрешение от соответствующих органов. Работы по монтажу проводятся самостоятельно либо с помощью профессионалов.

Чтобы использовать воду в быту, обустраивается хозяйственно-бытовая система. Вода, поставляемая по такой схеме, используется для питья. Перед прокладкой трубопровода разрабатывается план по первичной очистки жидкости. Для этого могут использоваться специальные станции либо фильтры.

Схемы водопровода

Чтобы проложить трубопровод для будущей системы водоснабжения, подготавливается схема. На ней указываются все элементы сети, основные технические характеристики трубопровода. Чтобы транспортировать воду от источника к нужному объекту, используют водоводы. Они могут состоять из 2-х и больше трубопроводов, которые располагаются параллельно относительно друг друга.

Чтобы подать воду к месту потребления, обустраивается наружная система водоснабжения. Вода, поступающая к конкретным точкам водоразбора внутри объекта, требует обустройства внутреннего водопровода. С учетом конфигурация наружная сеть монтируется по замкнутому либо разветвленному типу.

С помощью кольцевой сети обеспечивается постоянная подача жидкости. Но для обустройства такой системы потребуется большое количество расходного материала, включая арматуру, фасонные части.

Замкнутая сеть эффективна, если нужно обеспечить водой маленькое хозяйство. Тупиковая система обустраивается на объектах, где наблюдаются перерывы в водоснабжении либо происходят частые аварии.

Наружная система водоснабжения состоит из главных и второстепенных линий. Отдельный трубопровод необходимо для технической воды, которая не должна перемешиваться с питьевой водой. В таком случае рекомендуется сделать 3 схемы.

Отдельно подготавливается чертеж для технического и питьевого трубопровода. Дополнительно делают общую схему системы. Если чертеж выполняется самостоятельно, рекомендуется воспользоваться миллиметровой бумагой. При отсутствии навыков в составлении схем рекомендуется проконсультироваться со специалистами.

Вода из водопровода под давлением поступает во внутреннюю сеть. Для этого предусмотрен в почве специальный ввод, представленный в виде трубопроводного ответвления от наружной сети до водомерного узла или запорной арматуры, уложенной внутри обслуживаемого объекта.

С учетом расположения разводящей линии по отношению к водоразборным точкам, различают верхнюю и нижнюю разводку системы водоснабжения. В верхней разводке магистраль располагается выше точек водоразбора, а в нижней – ниже. В наружной сети наблюдается низкое давление, а во внутренней требуется высокое давление. Для этого устанавливают насос и специальный бак.

Кольцевая внутренняя сеть водоснабжения обустраивается для технологических целей. Если в ней предусмотрено 10 и больше точек, тогда её подключают к внешней системе с помощью двух и более вводов. Использование тупиковой схемы ограничено.

Наружная сеть водоснабжения прокладывается в почве. В местностях с постоянной мерзлотой водопровод проводится над землей. Для этого подготавливают специальные опоры, требующие последующей теплоизоляции. В качестве утеплителя применяется минеральная вата.

Особенности монтажа

Прежде чем проложить трубопровод, учитывают следующие критерии:

• глубину промерзания почвы и заложения трубы;
• температура жидкости;
• режим подачи воды.

Если необходимо провести магистральный трубопровод, тогда глубина заложения труб рассчитывается индивидуально. При этом учитывается режим, в котором будет работать система. Расчеты могут проводиться самостоятельно либо с помощью специалистов. В любом случае значение основного показателя зависит от внешних нагрузок, оказываемых на почву и климатических условий местности.

Линия трубопровода соответствует рельефу земельного участка. При обустройстве системы учитывается уклон, который нужно соблюдать на ровной местности. С помощью такого уклона обеспечивается возможность опорожнения сети и выход воздушных масс в максимальных точках водопровода. Последний процесс протекает с помощью вантузов.

Если для обустройства системы используют арматуру и фасонные части со специальными соединениями, тогда в местах их монтажа обустраиваются кирпичные либо готовые колодцы. Их параметры зависят от габаритов используемой арматуры и глубины сети. Колодец может иметь прямоугольную либо круглую форму. Над почвой колодец закрывается специальным люком. Его можно купить либо изготовить из чугуна.

При монтаже внутренней системы придерживаются открытого способа. Трубопровод прокладывается над строительными конструкциями. Такое техническое решение облегчает процесс монтажа и эксплуатацию всей системы. Прокладка любой сети водоснабжения может производиться самостоятельно либо с помощью профессионалов.

Для укладки используют уровень и прочий строительный инвентарь. По завершении монтажных работ система проверяется на герметичность. Если выявлены протечки, их устраняют в кратчайшие сроки. Только после ремонтных работ допускается повторный запуск системы водоснабжения.

ЛЕКЦИЯ 6

Рис. 1. Схемы водопроводных сетей:
А - тупиковая;
Б - кольцевая;
В - комбинированная

Магистральные линии предназначены для транспортирования транзитной воды в пределах объекта водоснабжения.
Распределительные линии прокладываются в необходимых точках при транспортировании воды от магистралей к потребителю. Если водопроводная сеть питает один дом, то функции магистральных и распределительных линий совмещаются в одной нитке.

Схемы водопроводных сетей бывают тупиковые, кольцевые и комбинированные (рис. 1).

Тупиковая схема сетки состоит из магистральной линии и ответвлений, которые отходят в виде тупиковых участков. В тупиковой сети вода движется в одном направлении - до конца ответвления. Тупиковая схема - кратчайшая по длине, но менее надежная относительно бесперебойной подачи воды.

Во время аварии на одном участке магистрали все участки, которые расположены за ним, не будут обеспечены водоснабжением.

Кольцевая схема не имеет тупиковых участков и все ее ответвления соединены между собой и замкнуты.

Комбинированная схема состоит из закольцованных и тупиковых линий.

Кольцевая и комбинированная схемы сетей водоснабжения более надежные в эксплуатации. В закольцованной сети вода не застаивается, а постоянно циркулирует. Аварийные участки выключают без прекращения подачи воды другим потребителям.

Трассу водопроводных сетей увязывают с вертикальной и горизонтальной планировкой местности и с учетом других подземных инженерных сетей. Водопроводные сети на проездах, как правило, укладывают прямолинейно и параллельно линия застройки, строго по трассе.

Пересечения трубопроводов нужно выполнять под прямым углом между собой и к оси проездов. Размещение водопроводных линий по отношению к другим подземным коммуникациям должно обеспечить возможность монтажа сетей и не допускать подмывов фундаментов в случае повреждения водопровода.

Расстояние в плане от водопроводных сетей до параллельно расположенных зданий и сооружений нужно определять в зависимости от конструкций фундаментов зданий, глубины их заложения, диаметра и характеристики сетей, напора воды в них и т.п.

Наружная водопроводная сеть является одной из основных частей каждого водопровода. Стоимость водопроводной сети населенных мест составляет около 50-70% стоимости всего водопровода, поэтому ее трассировке, конструированию и сооружению должно уделяться большое внимание.

Советские ученые А. А. Сурин, Н. Н. Гениев, Л. Ф. Мошнин, В. П. Сироткин, М. М. Андрияшев, В. Г. Лобачев, Н. Н. Абрамов, М. В. Кирсанов, Ф. А. Шевелев и другие провели большую работу по развитию теории расчета, созданию методов и приемов расчета водопроводных сетей, улучшению их работы и снижению стоимости.

Благодаря высокому развитию теории расчета были созданы условия для эффективного использования тех возможностей, которые дают современные средства вычислительной техники. В настоящее время для расчета многокольцевых сетей применяют электронные цифровые вычислительные машины - ЭЦВМ.

Водопроводные сети разделяются на магистральные линии и распределительные.

Магистральные линии служат для транспортирования транзитных масс воды; распределительные линии - для транспортирования воды из магистралей к отдельным зданиям, в которых потребители получают воду непосредственно из наружных распределительных линий.

Магистральные и распределительные линии должны иметь достаточную пропускную способность и обеспечивать необходимый напор воды в местах потребления.

Требуемая пропускная способность и напоры обеспечиваются правильным подбором диаметров труб при проектировании.

Надежность работы водопроводных сетей обеспечивается доброкачественностью материала труб и арматуры, а также укладки и монтажа.

Наименьшая стоимость водопроводных сетей получается при прокладке их по кратчайшим путям от источников воды до мест потребления.

По очертанию в плане водопроводные сети бывают тупиковые, кольцевые.

Тупиковая сеть, схема которой показана на рис. 33 ,а, короче кольцевой (рис. 33 , б), но не может гарантировать бесперебойной

Рис. 33. Водопроводная сеть:

а -разветвленная; б - кольцевая; НС - насосная станция; "ВБ - водонапорная башня подачи воды, потому что в момент ликвидации аварии на одном участке магистрали все последующие за ним участки вместе с ответвлениями не будут снабжаться водой.

Рис. 34. Расположение трубопроводов на городской магистрали большой ширины

Кольцевые сети более надежны в эксплуатации, так как в случае аварии на одной из линий при ее выключении потребители будут снабжаться водой по другой линии.

Водопроводные сети, являющиеся противопожарными, должны быть кольцевыми. Как исключение, допускают тупиковые линии длиной не более 200 м, когда приняты меры против замерзания этих линий.

Расстояние водопроводных сетей до зданий, сооружений, дорог, а также других сетей следует назначать в зависимости от конструкций фундаментов зданий, типа дорог, глубины заложения, диаметра и характера сетей, напора в них и размеров колодцев.

Примерное расположение водопроводных и других труб на улице большого города показано на рис. 34.

Водопроводом называют комплекс инженерных сооружений и оборудования, предназначенных для забора воды из природных источников и подачи ее к местам потребления, а также в случае надобности очистки и хранения ее.

Обычно водопроводы состоят из следующих сооружений:

1) водоприемных для забора воды из природных источников;

2) насосных станций для подъема воды;

3) сооружений для очистки воды;

4) водоводов и водопроводных сетей для подачи воды потребителям;

5) водонапорных башен и напорных резервуаров для поддержания напоров и регулирования расхода воды;

6) резервуаров для хранения воды.

Взаимное расположение отдельных водопроводных сооружений при необходимости подъема, хранения и очистки воды показано на рис. 1. Здесь приведена общая схема водоснабжения города из поверхностного источника (реки) с устройством очистных сооружений.

Вода при помощи водоприемника 1 забирается из реки и по самотечным трубам 2 поступает в береговой колодец 3, а из него насосами первого подъема 4 подается в отстойники 5 и далее на фильтры 6 для очистки и обеззараживания.

Из очистной станции очищенная вода поступает в запасные резервуары чистой воды 7, из которых она насосами второго подъема 8 подается по водоводам 9 в напорно-регулирующее сооружение 10 (надземный или подземный резервуар, размещенный на естественном возвышении, - водонапорную башню или пневматическую установку), а также в магистральные трубы 11 водопроводной сети города, по которым вода транспортируется в различные районы города и по сети распределительных труб 12 и домовым вводам 13- к отдельным потребителям 14.

По назначению водопроводы подразделяют на следующие:

хозяйственно-питьевые - для удовлетворения питьевых и хозяйственных нужд населения;

производственные - для снабжения промышленных предприятий водой;

противопожарные - подающие воду для тушения пожара;

объединенные - предназначенные для одновременного удовлетворения различных нужд, при этом в ряде случаев хозяйственно-питьевые водопроводы могут совмещаться с противопожарными или производственными. Таковы хозяйственно-противопожарная, производственно-противопожарная и другие системы.

По способу подачи воды различают напорные и самотечные водопроводы.

Напорными водопроводами называют такие, в которых вода из источника н потребителю подается насосами; самотечными - в которых вода из высоко расположенного источника к потребителю поступает самотеком. Такие водопроводы иногда устраивают в горных районах страны.

В зависимости от качества воды в источнике и требований, предъявляемых к воде потребителями, водопроводы строят с сооружениями для очистки и обработки воды и без них, К первым относят хозяйственно-питьевые водопроводы, получающие воду из поверхностных источников - рек, озер, водохранилищ. К водопроводам без очистных сооружений относят хозяйственно-питьевые, питающиеся водой из артезианских скважин. Для технологических нужд промышленных предприятий вода из поверхностных источников часто бывает пригодна без очистки.

По способу использования воды промышленными предприятиями производственные водопроводы устраивают прямоточные, оборотные или с последовательным использованием воды.

В случае прямоточного водоснабжения вода, использованная в производстве, сбрасывается в водоем без очистки, если она не загрязнена, или после очистки при загрязнении (от газоочистки, прокатных станов, разливки чугуна и пр.).

При оборотном водоснабжении воду, нагретую в производстве, не сбрасывают в водоем, а вновь подают на производство после охлаждения ее в прудах, на градирнях или брызгальных бассейнах. Для пополнения потерь воды (в охладительных сооружениях, при утечке и др.) в оборотный цикл добавляют свежую воду из источника.

Схема с поворотным использованием воды дана на рис. 2,6. Насосами 1 вода после охлаждения на сооружении 2 подается по трубам 3 к производственным агрегатам 4. Нагретая вода поступает в трубопроводы 5 (на чертеже она показана пунктиром) и отводится на охлаждающие сооружения 2 (градирни, брызгальные бассейны, охладительные пруды). Добавление свежей воды из источника через водоприемник 6 производится насосами 7 по водоводам 8.

Оборотное (повторное) водоснабжение обычно устраивают при ограниченном дебите природного источника; однако и при достаточном дебите оно может быть экономичнее прямоточного водоснабжения.

Водопроводы с последовательным использованием воды применяют в случае возможности ее использования после одного потребителя другими. Такие водопроводы рекомендуется применять возможно шире.

Водопроводы разделяют на наружные и внутренние. К наружному водопроводу относят все сооружения для забора, очистки воды и распределения ее водопроводной сетью. Внутренние водопроводы забирают воду от наружной сети и подают ее потребителям в здания.

Рис. 1 Схема водопровода города; а - план; б - разрез

При наличии источника воды, по качеству удовлетворяющей требованиям потребителей, необходимость в постройке очистных сооружений отпадает. Иногда не требуется также насосная станция второго подъема. В этих случаях вода из источника подается погруженными насосами непосредственно по водоводам и магистральные сети, а по ним к потребителям. Примером такого водоснабжения может служить водозабор из артезианских скважин (рис. 2 ,а).

Рис. 2 а. Общая схема артезианского водопровода: 1 - скважина; 2 - сеть водоснабжения; 3 - резервуары; 4 - насосная станция П подъема; ЗСО - зона санитарной охраны

Рис. 2 б.Схема водопровода с повторным использованием воды

Напорно-регулирующие сооружении предназначены для накопления избытка подаваемой насосами воды, образующегося в том случае, когда подача воды насосами превышает ее отбор из сети, а также для хранения запаса воды на тушение пожара и для подачи воды в водопроводную сеть в тех случаях, когда отбор воды потребителям превышает подачу ее насосами. Кроме того на рис. 2 а имеются два узла сооружений. В водопроводах со сравнительно равномерным потреблением воды напорно-регулирующих сооружений может и не быть. В этом случае воду подают насосами непосредственно в трубы распределительной сети, а для хранения противопожарного запаса воды устраивают резервуары, из которых для тушения пожара вода забирается насосами.

§ 4. Определение расчетного расхода воды - (Все иображения)

Расчетным расходом воды является максимальный расход ее, получаемый умножением среднего расхода на коэффициент неравномерности.

Расчетный расход воды для населенных пунктов определяют по следующим формулам:

Здесь q - норма водопотребления в л на человека в сутки (см. табл. 1); N - расчетная численность населения; Ксут - коэффициент суточной неравномерности потребления воды; Ксут - общий коэффициент неравномерности потребления воды, равный

Расчетный расход хозяйственно-питьевой воды в производственных и вспомогательных зданиях определяют по следующим формулам.

Суточное потребление воды

где q"n - норма потребления воды на одного человека в смену (см. табл. 2); Ni- количество работающих в сутки (раздельно в холодных и горячих цехах). Потребление воды в смену равно

где N2-количество работающих в смену.

Максимальное секундное потребление воды в л в данную смену

где Кчас - коэффициент часовой неравномерности потребления воды (см. табл. 2); Т - продолжительность работы смены в часах. Расчетный расход на пользование душем в бытовых помещениях промышленных предприятий определяют, пользуясь формулами (7), (8) и (9).

Суточное потребление воды на пользование душем равно

где 9д - норма потребления воды на одну процедуру (раздельно по производствам); N3- количество пользующихся душем в сутки (раздельно по

производствам). Потребление воды душем в смену равно

где Nt - количество пользующихся душем в смену.

Секундное водопотребление (душ. Сек в данной смены

так как продолжительность действия душей после смен должна быть не более 45 мин.

Расчетный расход воды для полива территории с поливаемой площадью F га определяется по формуле

где q пол - поливочная норма л/сут на 1 м2. Секундный расход воды для полива равен

Среднесуточное за год количество воды Qcp.mx Для полива можно приблизительно определить по формуле

(12)

где Тпол - число суток в году, в которое ведут полив, определяемое с учетом климатических и других местных условий. Расход воды в столовых промышленных предприятий учитывается особо. Суточный расход воды в столовых равен

(13)

где дст - норма расхода воды в столовой на одного обедающего принимается от 18 до 25 л с коэффициентом часовой неравномерности потребления воды 1,5.

Максимальное секундное водопотребление в столовых равно

где Т„ - число часов работы столовых.

Расход воды на производственные нужды как суточный, так и секундный принимают по данным технологов для каждого производственного агрегата или группы агрегатов.

На увлажнение, обеспыливание и кондиционирование воздуха расход воды принимают по данным проектов вентиляции производственных зданий.

Режим водопотребления зависит от величины населенного пункта, климатических и других условий. Колебания часового водопотребления обычно изображают в виде таблиц или графиков, которые составляют на основе наблюдения за режимом водопотребления на действующих водопроводах.

Рис. 3. График суточного потребления воды в городе

На рис. 3 изображен в качестве примера график колебания расхода воды в городе в течение суток. Здесь на оси абсцисс нанесены часы суток, а на оси ординат - часовой расход воды, выраженный в процентах от суточного ее расхода.

Колебания потребления воды для производственных нужд в каждом отдельном случае задаются технологами на основании изучения технологического процесса данного производства.

Подача воды насосом, работающим в течение 24 ч в сутки, т. е. в каждый час подающим 4,17% суточного расхода, обозначена на графике пунктирной линией.

Отсюда следует, что избыток воды, подаваемой насосами в часы меньшего расхода ее из сети, накапливается в баке водонапорной башни. Это накопление может происходить также в подземном резервуаре или в резервуаре пневматической установки.

Регулирующий запас воды предназначается для покрытия разности между отбором воды из сети и подачей ее насосом в часы максимального расхода. Объем регулирующего запаса при одноступенчатой работе насосов в населенных пунктах с числом жителей до 200 тыс. составляет 10-15% от суточного расхода, при двухступенчатой работе насосов он может быть снижен до 1,5-3%.

В резервуарах систем водоснабжения должен содержаться неприкосновенный запас воды на противопожарные нужды.

Колебания расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды и пели и в течение суток с максимальным расходом воды отображены в табл. 5.

Максимальный часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в табл. 5 соответствует заданному коэффициенту часовой неравномерности Кчас = 1,25.

График расхода воды на полив составлен с учетом утренней, генеральной уборки улиц; к тому же требуется, чтобы полив не совпадал с наибольшим расходом воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Принимаем, что в запасных резервуарах должен храниться неприкосновенный запас на тушение пожара 500 м3. После пожара он должен пополняться за 24 н. Поэтому расход воды при пополнении пожарного запаса воды возрастает до 3910 + 500 = 4410 м3/сут.

На подачу этого количества воды и должен быть рассчитан водопровод.

Водопроводная сеть прокладывается по городу с кольцеванием магистралей вокруг основных районов, микрорайонов и промплощадок (см. рис. 16). Глубину заложения труб водопровода принимают равной нормативной глубине промерзания в данной местности плюс запас 0,5 метра. Трубы небольшого диаметра 100-200 мм монтируют из стали с антикоррозионным покрытием или из чугуна. Трубы большего диаметра прокладывают из железобетона.

Сооружения на городском водопроводе:

 смотровые колодцы с задвижками и пожарными гидрантами (около зданий), шаг колодцев 100-150 метров;

 насосные станции подкачки (районные и местные) для компенсации потерь напора на водопроводе, а гарантированный напор должен поддерживаться в пределах

10 < H < 60 м водяного столба.

Особенности водоснабжения промпредприятий

Промпредприятия снабжаются водой по следующим схемам:

1) Прямоточная схема.

2) Схема с повторным использованием воды.

3) Схема оборотного водоснабжения.

Раздел 4-й Канализация: наружные сети и сооружения

Канализация  это система подземных трубопроводов, самотёком удаляющая сточные воды за пределы территории, с последующей их очисткой и сбросом в водоём. В условиях плоского равнинного рельефа (как в Омске) дополнительно сооружают насосные станции перекачки и напорные коллекторы-трубопроводы. Состав остаточных загрязнений в очищенных сточных водах при сбросе в водоём не должен превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК).

Городскую канализацию обычно устраивают двух типов:

1) К1+К3, то есть объединённую , предназначенную для транспортировки бытовых (хозяйственно-фекальных) и промышленных стоков за черту города на очистные сооружения.

2) К2, то есть дождевую (ливневую), районные коллекторы которой сбрасывают условно-чистые стоки в водоём в черте города , а при необходимости строят дополнительные очистные сооружения, в основном механической очистки.

Канализацию городов, населенных пунктов и промплощадок устраивают в нашей стране по требованиям строительных норм и правил:

СНиП 2.04.03-85 (с изм.). Канализация. Наружные сети и сооружения.

Канализация в данном курсе рассмотрена в основном на примере г. Омска.

Элементы городской канализации

Элементы схемы городской канализации рассмотрим на примере Омска (рис. 17).

Элементы городской канализации:

1 дворовые и внутриквартальные канализационные сети (не показаны на карте-схеме);

2  уличные коллекторы (не показаны на карте-схеме);

3  районные коллекторы с насосными станциями перекачки;

4  городской (главный) коллектор с насосными станциями перекачки;

5  дюкеры с насосными станциями перекачки;

6  главная канализационная насосная станция перекачки;

7  загородный напорный трубопровод;

8  очистные сооружения канализации;

9 выпуск в водоём.

Канализационные сети и сооружения на них

Наружные сети канализации проектируют согласно требованиям СНиП 2.04.03-85 «Канализация: наружные сети и сооружения».

Канализационные сети города устраивают по иерархическому принципу: мелкие сети подсоединяют к сетям более крупного диаметра (коллекторам). При этом прокладку канализационных сетей по возможности стараются устраивать так, чтобы трубы работали самотёком, используя рельеф местности. Это становится проблематично в условия равнинного, плоского рельефа, как например в Омске. Тогда дополнительно строят канализационные насосные станции перекачки.

Иерархия городских канализационных сетей следующая:

 дворовые и внутриквартальные сети диаметром  150-200 мм, которые строят на территории застройки в пределах красных линий, то есть не выходя на территорию улиц:

 уличные коллекторы диаметром  250-400 мм, которые строят, наоборот, за красными линиями застройки, то есть по территории улиц (могут иметь насосные станции перекачки);

 районные коллекторы диаметром  500-1000 мм, которые строят для района канализования (могут иметь насосные станции перекачки);

 городской коллектор диаметром  1000-5000 мм, который строят вдоль города по наиболее пониженной его части (имеет насосные станции перекачки).

На канализационных сетях сооружают смотровые колодцы из железобетонных колец диаметром 1 метр (глубиной до 6 метров) и 1,5 метра (глубиной до 6 метров). Шаг колодцев принимают по СНиП 2.04.03-85. Например, для дворовых канализационных сетей диаметром  150-200 мм шаг между соседними колодцами должен быть не более:

 35 метров при  150 мм;

 50 метров при  150 мм.

Для перехода сточных вод через реки устраивают дюкеры  трубы под дном водоёма на глубине не менее 0,5 метров до шелыги (верха трубы).

На окраине города, куда сточные воды поступают по городскому канализационному коллектору, находится главная насосная станция перекачки, которая по напорному загородному коллектору перекачивает стоки на очистные сооружения канализации (см. рис. 17).

Наружная сеть водоснабжения – это часть общего водоснабжения здания, которая располагается снаружи. К наружным сетям водоснабжения относятся, например, насосные станции пожаротушения, резервуары противопожарного запаса воды

10 лет назад многим людям странным казался ответ, а сегодня странно выглядит вопрос. Мы все уже настолько привыкли к новым системам трубопроводов из пластмассы, хотя прошло так мало времени после начала их эксплуатации. Но научно-технический прогресс набирает все большее ускорение и внедрение новых технологий с применением новейших материалов уже не удивляет никого.

Сегодня имеется много информации по применению пластмассовых трубопроводов разных видов для внутренних инженерных систем, в том числе для систем канализации.

Но что могут предложить нам производители пластиковых труб для комплектации наружных трубопроводов? В настоящее время при сооружении наружных трубопроводов распространено применение полиэтилена ПЭ (для холодного водоснабжения) и поливинилхлорида ПВХ (для канализации).
До последнего времени применение полипропилена РР для систем наружной канализации было экономически нецелесообразно из-за большого расхода материала, т.к. основным требованием при применении пластмассовых труб для систем наружной канализации является необходимое значение кольцевой жесткости.

Главный недостаток пластмассовых труб по сравнению с металлическими и бетонными - их неспособность воспринимать большие горизонтальные нагрузки. Это очень ограничивало область применения пластмассовых трубопроводов, т.к. при безнапорной системе большое значение имеет уклон трубопровода, в результате чего на протяженных участках происходит большое "заглубление" трассы. Ко всему прочему, при прохождении трубопроводов через дороги и нагруженные участки необходимо прокладывать их в кожухах или специальных гильзах, что приводит к удорожанию работ, особенно при укладке трубопроводов в черте города. Раньше эту проблему решали путем увеличения толщины стенок труб, что вело к удорожанию материалов. Но за последние годы очень интересной является разработка системы трубопроводов из полипропилена с профилированной двойной стенкой.

Недавно на российском рынке появились подобные системы трубопроводов под маркой "POLYTRON К2-КАN". Трубы "POLYTRON К2-КАN" производятся путем непрерывной коэкструзивной штамповки. Этот процесс протекает следующим образом: две независимые одноулитковые системы формируют в плоскости полипропиленовый гранулат (двух разных цветов, но с одинаковыми свойствами), подающийся на головку, которая одновременно формирует их по общей оси, и таким образом моделируются две трубы. Внутренняя труба имеет гладкую стенку, а наружная труба – гофрированную стенку, сформированную специальным оттягивающим устройством. Обе эти трубы соединяются между собой в процессе формовки методом дожима, создавая в местах соединения двухслойную, хорошо проваренную стенку (соединение происходит на молекулярном уровне, обеспечивая монолитную конструкцию). Наружный слой трубы имеет оранжево-коричневый цвет, а внутренний - светло-серый.

Новым в конструкции является то, что, что наружная стенка имеет на верхушке низкого широкого ребра дополнительные усиления гребня, которые воспринимают сосредоточенные точечные нагрузки непосредственно на наружную стенку трубы, деформируя ее, но не допуская при этом деформации внутренней стенки. Благодаря такой конструкции стенки при небольшом весе трубы можно обеспечить ее большую периметрическую прочность (кольцевой жесткость равна SN = 8 kN/м2, что соответствует трубам тяжелого типа), что позволяет использовать эти трубы для прокладки в местах с повышенной нагрузкой. Т.е. применять для строительства канализационных сетей, уложенных на глубине от 0,8 м до 8 м на участках без нагрузок, а также под дорогами с максимальной динамической нагрузкой 11,5 тонн на ось транспортного средства. Необходимо, особенно при больших нагрузках, правильно производить работы по обсыпке трубопровода и правильного ее уплотнения, чтобы не появилась возможность чрезмерной деформации трубопровода.

В целом энергетические затраты и количество используемого сырья при производстве труб с профилированной стенкой примерно на 40-50 % меньше по сравнению с производством труб с гладкой стенкой, что значительно уменьшает их стоимость.

При производстве профилированных труб "POLYTRON К2-КАN" используют блочный сополимер полипропилена (PP-в). Полипропилен по сравнению с полиэтиленом более легкий, имеет большую прочность на растяжение, большую термическую устойчивость и не подвержен коррозии напряжений. Диапазон рабочих температур у полипропилена - от -20°С до +110°С, что допускает монтаж трубопроводов при отрицательных температурах и его эксплуатацию при повышенных положительных температурах. К тому же полипропилен характеризуется большей ударной стойкостью по сравнению с полиэтиленом и ПВХ, поэтому трубы значительно "легче" переносят трудные условия транспортировки и монтажа. При отрицательных температурах материалы из ПВХ становятся очень хрупкими, в результате чего появляется большой процент брака из-за сколов на изделиях. Микротрещины, которые появляются при хранении и монтаже, в процессе эксплуатации трубопроводов способствуют инфильтрации транспортируемой жидкости. Еще одно положительное качество полипропилена - этот материал, так же как и полиэтилен, характеризуется большей устойчивостью на истираемость среди материалов, применяемых для производства канализационных труб (бетон, чугун). Это очень важно, т.к. канализационные стоки содержат большой процент взвешенных твердых частиц.

Полипропилен очень легкий материал, благодаря чему монтаж ведется быстро, без применения тяжелого оборудования. А расчетный срок службы трубопроводов "POLYTRON К2-КАN" составляет около 100 лет. Полипропилен имеет большую химическую стойкость, что позволяет применять трубы РР не только для строительства сетей санитарно-технического, промышленного, ливневого и общего назначения, а так же для промышленных трубопроводов, которые могут укладываться в грунтах, загрязненных химическими веществами (например свалки, хранилища промышленных отходов, при разработке нефтяных и газовых месторождений).

Т.е. полипропилен - это материал, совокупные свойства которого обеспечивают лучшие качества канализационных труб, что объясняет динамичный рост применения полипропилена для производства систем канализации. Трубы "POLYTRON К2-КАN" примерно в 3 раза легче, чем трубы из ПВХ или ПЭ с гладкой стенкой, в 15 раз легче, чем керамические, и в 20 раз легче бетонных. Поэтому монтаж систем "POLYTRON К2-КАN" предполагает экономию трудоемкости работ примерно на 20-30% по сравнению с аналогичными системами из других материалов. Еще одно преимущество труб "POLYTRON К2-КАN": они имеют номинальный размер (DN), который фактически является внутренним диаметром трубы (DN=ID). Это означает, что указанный производителем номинальный размер является размером трубопровода "в свету" и позволяет проектировщикам применять его для гидравлических расчетов. Обычно в подобных системах номинальный размер является наружным диаметром (DN=OD), что при одинаковом размере труб фактически уменьшает ее проходное сечение. Т.е. трубы "POLYTRON К2-КАN" при одинаковом диаметре имеют значительно большее внутреннее сечение по сравнению с аналогичными трубами.

Коэффициент шероховатости стенок при прокладке наружных систем безнапорной канализации является одним из основных показателей, т.к. он позволяет прокладывать трубопроводы с меньшим уклоном, соблюдая минимальную скорость самоочищения. Относительная величина коэффициента шероховатости труб "POLYTRON К2-КАN" к=0,00011 мм.

Можно утверждать, что при таких гладких стенках уклоны будут минимальные. Этому также способствует система раструбных фасонных деталей, обладающих минимальным