Водопровод, иначе говоря, водопроводные сети представляют собой замкнутую систему, состоящую из множества элементов и сооружений, предназначенную для обеспечения помещений водой. При этом сам водопровод состоит как из наружных, так и из внутренних сетей. Что входит в наружные сети водопровода, а также характеристики и особенности эксплуатации составных частей будут раскрыты в данной статье.

Расходные материалы наружных сетей во многом совпадают с материалом внутренних, хотя и требуются в большем объёме. Трубопроводы являются ключевой составляющей наружных сетей. Материал современных трубопроводов представлен разнообразным ассортиментом, начиная с классической стали и заканчивая современными полипропиленовыми и полиэтиленовыми конструкциями. Для повышения давления в наружных сетях используются насосные станции, поскольку перекачка в трубах осуществляется под требуемым давлением от источника к потребителям.

Также на линии трубопроводов размещаются запорная арматура и смотровые колодцы. Большинство современных систем использует в наружных сетях станции водоподготовки. Подобные станции осуществляют дополнительную очистку воды, повышая её качество и делая её пригодной для питья. В состав наружных сетей могут входить водозаборные и водоприемные сооружения. Первые требуются для забора воды из источника, вторые – для хранения воды.

Предназначение наружных сетей различно. Наиболее распространенное предназначение – передача питьевой воды, то есть хозяйственно-бытовое. Также существует и наружный , предназначенный исключительно для тушения воды. Производственно-технологические наружные сети предназначены для перекачки не питьевой воды для технологических нужд. Оросительно-поливочные системы нужны для сельскохозяйственных нужд, ухода за декоративными растениями. Существуют также и комбинированные системы, совмещающие в себе несколько из вышеназванных предназначений.

Что потребуется перед началом работ?

На стадии проектирования необходимо учитывать множество норм в соответствии с нормами водопровод – гост и со стандартами СНиП, связанными с водопроводом. Существует норма отдельных расстояний между деталями наружных сетей водопровода и элементами ландшафта. Например, расстояние от канализации до водопровода должно составлять не менее метра, а расстояние от труб водопровода/канализации до границы проезжей части – не менее двух метров.

Помимо разрешения и проекта потребуется получение актов от технадзора на соответствие требованиям проведения земляных и скрытых работ.

Помимо этого важно соблюдать соответствие качества расходных материалов существующим стандартам. Только использование качественных материалов способно обеспечить бесперебойную работу наружных сетей водопровода.

Начальный этап установки внешних сетей водопровода

После того как задание на проектирование водопровода составлено и проведены все предварительные операции, начинается строительство сетей водопровода на запланированном участке. Первым делом проводятся земляные работы, заключающиеся в рытье траншей для трубопровода. Далее дно траншей засыпается кварцевым песком, что обеспечит безопасное расположение труб трубопровода. На третьей стадии монтируются трубы трубопровода.

Траншея роется от источника воды на 50 сантиметров ниже глубины промерзания . А при рытье самих траншей должен учитываться уклон наружного водопровода, который должен составлять не более трёх сантиметров на каждый метр участка.

Существует несколько способов, которым может быть осуществлена прокладка водопровода и канализации — наземная и подземная. Надземная проводится по эстакадам и опорам, а подземная бывает траншейной и бестраншейной. Траншейная подземная система прокладки может отличаться использованием спецтехники или быть выполнена вручную. Бестраншейная подземная прокладка устанавливается только с помощью установок ГНБ (горизонтально направленное бурение). В случаях, когда траншейным способом установить трубопровод не удаётся, на отдельных участках наружные сети монтируются с использованием установок ГПН и методом прокола пласта.

Поэтому в последнее время помимо траншейного способа используется и бестраншейный способ, включающий в себя прокладку футляров. Можно обозначит следующие плюсы в бестраншейной прокладке: экономически менее затратны, более автоматизированы, отличаются низкой себестоимостью, более безопасны для окружающей среды. Осуществляется подобного вида прокладка за счёт установки футляров под трубопровод. При этом диаметр футляра для водопровода обязан превышать диаметр самих труб.

Завершающий этап установки внешних сетей водопровода

Возвращаясь к этапам монтажа внешних сетей, следует отметить, что далее устанавливаются колодцы, запорная и регулирующая арматура, распределительные колонки, пожарные гидранты. Важно заметить, что кварцевый песок используется не только для создания основания для расположения труб в траншеях, но и для уплотнения труб в дальнейшем. Для этого используется его послойная засыпка. Таким образом, устанавливается, что наружный пожарный водопровод, что все остальные наружные сети.

После того как основные наружные сети и сооружения водопровода установлены, происходят восстановительные работы участка монтажа, которые могут сопровождаться внесением на ландшафтный участок элементов благоустройства. Далее уже подписываются акты скрытых работ. А после подключения наружных сетей водопровода к сантехническим системам помещений, происходит окончательное оформление всей документации исполнительно-технического характера.

Испытание наружных сетей водопровода

После осуществления монтажа наружных сетей всегда проводится испытание водопровода на прочность и герметичность, чтобы убедиться в качестве выполненных работ и пригодности водопровода к использованию. При этом предварительное испытание проходит до установки запорных арматур и засыпки вырытых траншей. Однако окончательное испытание проводится только по завершении всех работ. Итак, расчет водопровода на прочность проводится путём его проверки внутренним давлением. Испытание считается успешно выполненным в том случае, когда не произошло ни разрыва труб, ни нарушения и протечки в местах стыковых соединений.

Дополнительная информация

Дополнительно требуется осветить несколько моментов. Имеется часто задаваемый вопрос «каким должно быть расстояние между вводами водопровода и канализации», иначе говоря между вводом и выводом. Как правило, ввод водопровода располагается либо левее, либо правее вывода канализации. Расстояние между ними должно составлять свыше полутора метров при диаметре ввода до 200 мм., и свыше трёх метров при диаметре более 200 мм.

Многие представители сектора частных домов регулярно сталкивались с письменными уведомлениями о несанкционированном подключении к водопроводу.

Следует осознавать, что штраф за несанкционированное подключение к водопроводу составляет свыше 25 тысяч рублей, и нарушителя отключают от сети.

Во избежание подобного рекомендуется использовать только легальные методы подключения. Для официального подключения к водопроводу требуется согласовать проектный план внешних сетей и получить разрешения от соответствующих инстанций, что было описано выше.

Также возникают вопросы, связанные с существующими схемами водоснабжения. Разводка бывает нескольких видов. Основные – это кольцевая и тупиковая. Кольцевая отличается бесперебойной подачей воды. При такой разводке требуется гораздо больше расходных материалов, чем при установке тупиковой разводки. Последняя снабжает небольшие предприятия, а также включается в случае аварий на кольцевой.

В целом это всё, что требуется знать о наружных сетях водопровода. В данной статье можно подробно ознакомиться не только с существующими особенностями установки наружных сетей, а также получить дополнительную информацию по актуальным на данный момент вопросам. В области прокладки внешних сетей водопровода наиболее интересными представляются новые способы бестраншейной прокладки. При их скорейшем внедрении и массовом применении возможна будет установка и ремонт водопровода без перекрытия дорог и повышенного захламления поверхности.

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).

Неотъемлемой частью любого домостроения является проектирование, в котором предусматривается не только планировка помещений, но и установка систем коммуникации. В независимости от того, будет возводиться частный дом или муниципальная недвижимость, обязательным условием для эксплуатации здания считается монтаж водопровода и канализации. Данные системы размещают внутри и снаружи сооружения, учитывая установленные нормы и правила.

Общее устройство и предназначение

Водопровод и канализация представляют собой единую систему, которая объединяет в себе ряд мероприятий, направленных на обеспечение здания водой и отвод стоков. Благодаря комплексу инженерных устройств и сооружений вода поставляется к потребителям из природных источников, проходя предварительную очистку.

Для того чтобы водоснабжение было бесперебойным, в коммуникациях обязательно предусматривают хранение запасов, это позволяет обеспечивать водой различные хозяйственные объекты и населенные пункты. Поэтому к главным задачам водопровода можно отнести: получение воды из источника, контроль ее качества согласно требованиям пользователей и непосредственная транспортировка к точкам отбора. Такое снабжение, как правило, осуществляется из местных или централизованных источников и имеет свою схему водопровода.

Проектирование коммуникаций зависит от выбора источника воды. Для больших и производственных объектов обычно выбирают централизованные источники, а для местного забора используют специальные резервуары. Что же касается водоснабжения горячей водой, то его чаще всего устанавливают в виде закрытого водозабора, где происходит нагрев и последующая транспортировка.

Для жилых помещений норма горячей воды в водопроводе предусматривает нижнюю границу +60С и верхнюю + 75С.

В зависимости от эксплуатационного предназначения здания различают следующие виды водопровода:

• производственный;
• пожарный;
• оборотный;
• хозяйственно-питьевой;
• для поставки горячей воды.

Противопожарный водопровод допускается объединять с другими системами, включая производственную и хозяйственно-питьевую. Что же касается питьевого водоснабжения, то его нельзя использовать с объектами, одновременно транспортирующими воду, которая не соответствует санитарным стандартам. Для того чтобы системы коммуникаций справлялись с поставленными задачами, их обеспечивают следующими сооружениями:

• водозаборными станциями, отвечающими за забор воды из объекта природного источника;
• насосными станциями, которые создают при транспортировке требуемое давление и поставляют воду на заданную высоту;
• сооружениями для обработки и очистки, улучшающими качество воды;
• водопроводными системами и водоводами;
• запасными и регулирующими резервуарами.

Наружная сеть

Современные водопроводные системы представляют собой сложную сеть, главной составляющей которых считается наружный трубопровод. Он отвечает за поставку воды от скважин, водоемов или хранилищ к потребителю, центральный водопровод можно прокладывать как на поверхности, так и под землей. Первый вариант установки является самым дешевым, характеризуется быстрым монтажом. В данном случае водопровод крепят на возвышенных опорах и дополнительно покрывают утеплителем. Если же при проектировании водопровода предусмотрено магистральные пересечение, то укладку труб выполняют в подземных туннелях или траншеях.

Наружная сеть, как правило, состоит из сооружений, отвечающих за очистку, хранение воды и различного насосного оборудования. При этом фильтрация осуществляется не только в заборе, но и в самой наружной системе водопровода. В зависимости от того, где будет использоваться вода, различают несколько видов наружного водоснабжения.

• Техническое. Оно предназначено исключительно для производственных объектов. Часто для экономии средств в технических водопроводах устанавливают только частичную очистку, и могут повторно использовать обработанный ресурс.
• Пожарное. Его применяют для систем пожаротушения. Подобную сеть дополнительно снабжают спецтехникой и гидрантами. Обычно пожарный водопровод делают тупиковым, это позволяет его совмещать с бытовым и техническим снабжением.
• Бытовое. Транспортируемая вода в таком водопроводе используется для питья и тщательно очищается.

Внутренняя система

Водопровод также имеет и внутреннюю систему, состоящую из сети труб, проходящих внутри строения и ведущих коммуникаций до точек водозабора. Так как внешний трубопровод может иметь различное давление, внутреннее водоснабжение устраивают двумя способами.

• Без повышающих насосов. Подача воды в таком случае осуществляется за счет давления в наружной сети, а водопровод включает в себя ввод, водомер, трубы, стояк и подводку. Данный вид снабжения идеально подходит как в частный дом, так и в городские квартиры. Он характеризуется простотой, не имеет никаких дополнительных устройств, кроме трубопровода.
• С периодическими или постояннодействующими наносами. Подобная система выбирается, когда внешняя сеть не обеспечена нужным давлением для транспортировки воды, или если необходимо ее поставлять на высокие и удаленные точки водозабора. Как правило, водопровод с насосами устанавливают в больших зданиях высотой более 50 м, гостиницах, домах отдыха и производственных объектах.

Чтобы вода поступала к потребителям бесперебойно, помимо насосных установок, водопровод дополняют специальными резервуарами, в которых хранится ее запас. Объем баков определяется в зависимости от хозяйственных нужд, обычно их емкость рассчитана на 20% от суточного расхода.

Водонапорные резервуары являются главными составляющими внутренней системы водоснабжения и оборудуются специальными трубами и клапанами. Их рекомендуется размещать в хорошо освещаемом и вентилируемого помещении.

Если проектом предусмотрено зональное снабжение, то каждый участок должен иметь индивидуальные магистральные линии, их закладывают обычно в технических этажах. Внутри строения сети водопровода делают открытыми с разводами. В некоторых случаях также применяют и скрытый монтаж труб, размещенный в шахтах и бороздах стен. Для этого в местах установки арматуры крепят соединения, и фиксируют смотровые люки.

Кроме этого, внутренние системы должны быть проложены под уклоном 0.002-0.005, это обеспечит вывод воды из магистралей к подходящим трубам и приборам. Если же коммуникации расположены в нижних точках, то желательно сделать спускное устройство.

Во время монтажа внутреннего водопровода обязательно уделяется внимание и монтажу запорной арматуры. Ее ставят на подводках к кранам, унитазу, смывным бачкам и умывальникам.

Материалы для труб

Выполняя монтаж водопровода, важно уделить внимание выбору материала, из которого изготовлены трубы, так как от этого будет не только зависеть стоимость их установки, но и срок службы. Чтобы системы надежно прослужили не один десяток лет, во время приобретения труб нужно учесть, что они будут подвергаться давлению и химическому воздействию воды. Поэтому рекомендуется отдавать предпочтение прочному и надежному материалу. На сегодняшний день в продаже можно встретить несколько видов труб.

Медные

Такие трубы широко используются в различных инженерных коммуникациях, включая водоснабжение. К главным преимуществам медных труб относят:

• высокую устойчивость к давлению;
• низким и высоким температурам;
• отсутствие деформации при нагреве;
• данный материал обеспечивает магистрали долговечность;
• эффектный внешний вид.

Что же касается недостатков, то подобные системы:

• дороги в установке;
• их монтаж трудоемкий и требует особых технологий пайки;
• если во время эксплуатации медная система дает протечку, то поврежденный участок нужно полностью вырезать и заменять на новый.

Как правило, медные водопроводы используют для дистиллированной воды, так как они имеют свойство соединяться с токсическими элементами.

Хлорированная вода негативно сказывается на физических характеристиках меди. Медные системы также быстро разрушаются от блуждающего тока.

Металлопластиковые

Состоят из тонкой металлической трубы, покрытой снаружи и внутри слоями пластика. Плюсов у таких водопроводов много:

• они имеют маленький диаметр;
• легки в ремонте;
• просты в установке;
• отлично переносят температурные перепады.

Но выбирая монтаж коммуникаций из металлопластиковых труб, стоит учесть, что они требуют регулярного технического обслуживания, стоят дорого, боятся ударов и могут разрушиться под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Стальные

В зависимости от материала покрытия изделия подразделяются на оцинкованные и без покрытия. Установка такого водопровода выполняется с помощью специальных резьбовых соединений, муфт, тройников или сварки. Стальные системы отличаются высокой жесткостью, прочностью и долгим сроком эксплуатации. Несмотря на положительные свойства данных трубопроводов, они подвергаются образованию внутри ржавчины и неорганических отложений. Помимо этого, их монтаж трудоемкий.

Оцинкованные

Отдавая предпочтение данному виду труб, важно при их установке тщательно осуществлять герметизацию соединений. Это можно делать с помощью льна, предварительно пропитанного олифой или краской. Нельзя обрабатывать резьбу синтетическими растворами. Плюсом оцинкованных трубопроводов считается их доступная цена и легкий монтаж, минусом – небольшой срок службы.

Пластиковые

Являются хорошим материалом для строительства водопровода, так как они:

• долговечны;
• не подвергаются коррозии;
• имеют низкую теплопроводность;
• небольшой вес.

Пластиковые системы можно укладывать скрытым методом. Установка труб выполняется быстро и просто, но их нельзя применять для подачи горячей воды.

Трубы ПНД

Производятся из полиэтилена под низким давлением, поэтому получаются прочными и отлично подходят для водоснабжения как технической, так и питьевой воды. Такие трубы популярны в современном строительстве, потому что обладают высокой эластичностью и устойчивостью к замерзанию. При низких температурах они не лопаются и позволяют транспортировать как холодную, так и горячую воду. В системе трубы соединяются при помощи сварки или пайки, монтаж осуществляется легко, поскольку полиэтилен хорошо гнётся.

Поливинилхлоридные

В отличие от других видов материала этим изделиям свойственна большая жесткость, благодаря чему их широко используют для прокладки открытых и закрытых магистралей водоснабжения. Трубы подходят для транспортировки не только горячей и холодной воды, но и для отопительных систем, имеют аккуратный внешний вид и высокую прочность. Стоят трубы недорого, их соединяют методом склеивания и с помощью фитингов. Видимых недостатков у поливинилхлорида нет.

Полипропиленовые

По своим техническим свойствам во многом имеют сходство с полиэтиленовыми трубами, но стоят они намного дешевле и соединяются при помощи сварки. Помимо этого, такие системы долговечны, прочны, соответствуют всем строительным стандартам и требованиям, но во время их стыковки нужно обращать внимание на качество пайки, в противном случае возможна протечка.

Сооружения для очистки воды

Водопровод обеспечивает транспортировку воды к потребителю из различных природных источников, которые могут содержать органические и минеральные элементы в растворенном, коллоидном или взвешенном состоянии. Для того чтобы качество воды отвечало всем стандартам, во время монтажа коммуникаций дополнительно строят очистные сооружения. Самыми распространенными вариантами являются небольшие водоочистки с самотечным движением воды. Чаще всего их можно встретить в городских водопроводах.

МВД РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Л Е К Ц И Я

ИРКУТСК-2007

МВД РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ МИНИСТЕРСТВА ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» (ФГОУ ВПО ВСИ МВД РОССИИ)

УТВЕРЖДАЮ Начальник кафедры канд. техн. наук, доцент

полковник внутренней службы

А.В. Малыхин «____» ______________ 2007 г.

ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Л Е К Ц И Я

высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность

Тема 4. Обеспечение надежности работы систем противопожарного водоснабжения

ЛЕКЦИЯ 4. « ВОДОВОДЫ И НАРУЖНАЯ ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ»

Иркутск-2007

Противопожарное водоснабжение: лекция «Водоводы и наружная водопроводная сеть» высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность. – Иркутск: ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007 – 18 с.

Подготовлена А.Ю. Кочкиным, кандидатом технических наук, старшим преподавателем кафедры пожарной техники, автоматики и связи

Обсуждена на заседании ПМС «____» ноября 2007 г. Протокол № ___

© ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007

ЦЕЛЬ: Изучить назначение, виды устройство и работу водоводов и наружной водопроводной сети

В результате занятия курсанты должны:

Знать: устройство водоводов, способы резервирования водоводов, оборудование, которое устанавливается на системах водоснабжения для обеспечения надежности работы, а также приспособления для забора воды на нужды пожаротушения. Размещение пожарных гидрантов в колодцах. Нормативные требования к установке гидрантов на водопроводных сетях.

Уметь: Проводить обследование пожарных гидрантов, а проверять их на работоспособность.

Иметь представление: об устройстве запорной и регулирующей арматуры, которая располагается на водопроводной сети.

Воспитательная цель: воспитывать у курсантов стремление к получению новых знаний для применения их в практической работе ГПС. Приобретения навыков ведения конспектов. Соблюдение воинских требований на занятиях.

Время: 2 часа.

Методическое обеспечение:

1. Доска, мел;

2. Плакаты;

3. Кодоскоп, слайды;

4. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

Рассматриваемые вопросы:

1. Устройство водоводов и водопроводной сети;

2. Арматура водопроводной сети;

3. Пожарные гидранты и колонки;

4. Противопожарные требования к установке пожарных гидрантов;

5. Требования к устройству наружной водопроводной сети.

Вопрос первый. Устройство водоводов и водопроводной сети

Наружная водопроводная сеть является одним из важнейших элементов системы водоснабжения, которая состоит из водоводов и водопроводной сети.

Водоводы прокладываются между насосными станциями и водопроводной сетью, предназначены для подачи в нее воды.

Водопроводная сеть представляет систему линий, разводящих воду по территории населенного пункта или промышленного объекта, является конечным звеном на пути движения воды от источника к потребителю.

Обеспечение надежной работы водоводов, осуществляющих подачу воды от источника к потребителю, является важной задачей. Отказ водоводов при одном водопитателе может вызвать отказ всей системы водоснабжения. Наиболее часто для повышения надежности работы водоводов применяют резервирование. Оно может проводиться двумя способами: без перемычек и с перемычками (рисунок 1).

Рисунок 1 – Движение воды по водоводам и в перемычках:

а – водоводы в исправном состоянии; б – при выходе из строя одного из участков водоводов

В первом случае система водоводов состоит из нескольких параллельно проложенных линий без перемычек. Такая прокладка водоводов используется только для водоводов относительно малой протяженности, когда линии водоводов прокладываются на значительном расстоянии друг от друга.

Использование второго способа прокладки водоводов с применением перемычек значительно повышает надежность систем водоснабжения. При устройстве перемычек в каждом узле примыкания водоводов необходимо устанавливать по 3 задвижки, таким образом, на каждую перемычку

необходимо устанавливать 6 задвижек. Это позволяет отключать при аварии только один поврежденный участок, не приостанавливая подачу воды.

На рисунке 1б показано движение воды по водоводам и в перемычках при выходе из строя одного участка водовода, для отключения которого требуется закрыть две задвижки первую и вторую.

Трассировка водопроводной сети должна, с одной стороны, обеспечивать достаточную надежность, с другой стороны, быть экономичной.

Разветвленная (тупиковая) сеть (рисунок 2а) имеет меньшую стоимость, чем кольцевая (рисунок 2б). Однако, от каждого узла тупиковой сети до точки подачи воды есть только один путь. Для надежности работы необходимо иметь не менее двух таких путей. Этому требованию удовлетворяет кольцевая сеть. Структура кольцевой сети обладает высокой степенью резервирования путей подачи воды и, следовательно, высокими показателями надежности. Кроме того, кольцевая водопроводная сеть при тех же диаметрах труб, по сравнению с тупиковой имеет значительно большую водоотдачу, примерно в 2 раза.

Рисунок 2 – Трассировка распределительной водопроводной сети: а – тупиковая; б – кольцевая

Под термином « надежность» принято понимать свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов.

Надежность обеспечения водой отдельных потребителей в значительной степени зависит от места их расположения на территории объекта или населенного пункта. Чем дальше находится потребитель от точки подачи воды в сеть, тем ниже надежность его водообеспечения.

СНиП 2.04.02-84* устанавливает допустимые пределы снижения общей подачи воды при возникновении аварии и наименьшую величину давления в сети в критической точке при аварийной ситуации. Нарушение этих пределов является отказом системы водоснабжения. В сетях с одним источником

питания критические (диктующие) точки обычно оказываются расположенными в наиболее удаленных и наиболее высокорасположенных пунктах. Выбор критических точек должен быть приведен с учетом возможности питания всей сети от источника, а также питание ее одновременно от источника и от регулирующей емкости (водонапорной башни). При наличии нескольких источников питания надежность водообеспечения улучшается.

Тупиковые линии водопроводов допускается применять:

- для подачи воды на производственные нужды – при допустимости перерыва в водоснабжении на время ликвидации аварии;

- для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды – при диаметре труб не более 100 мм;

- для подачи воды на противопожарные или на хозяйственнопротивопожарные нужды независимо от расхода воды на пожаротушение – при длине линий не более 200 м;

- в населенных пунктах с числом жителей до 5000 человек и расходом воды на наружное пожаротушение до 10 л × с-1 или при количестве внутренних пожарных кранов в здании до 12 допускаются тупиковые линии длиной более 200 м при условии устройства противопожарных

резервуаров или водоемов, водонапорной башни или контррезервуара в конце тупика.

Трубы должны быть проложены на глубине, обеспечивающей незамерзаемость воды в зимних условиях, исключающей возможность нагревание ее летом и предупреждающей повреждение труб под нагрузками от движущегося транспорта. Для обеспечения незамерзаемости глубина укладки труб Zтр (считая до дна траншеи) должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины Zр проникания в грунт нулевой температуры, т.е.:

Zтр = Zр + 0,5, м (1)

Расчетную глубину проникания в грунт нулевой температуры следует устанавливать на основании многолетних наблюдений.

Вывод по вопросу. Таким образом, от правильности устройства, а также метода резервирования водоводов и водопроводной сети зависит обеспеченность водой населенных пунктов и промышленных предприятий.

Вопрос второй. Арматура водопроводной сети

На водопроводных сетях устанавливается следующая арматура:

- запорно-регулирующая (вентили, краны, задвижки, затворы);

- предохранительная (предохранительные, обратные и редукционные клапаны, вантузы, выпуски);

- водозаборная (водоразборные колонки, краны и пожарные гидранты).

Запорная и регулирующая арматура. Задвижки и вентили (рисунок 3)

предназначаются для отключения отдельных участков сети при аварии, ремонте, а также при регулировании расходов. Задвижки с ручным приводом

устанавливаются на трубопроводах диаметром до 300 мм, с электроприводом – на трубопроводах диаметром 300 мм и более.

Рисунок 3 – Задвижка

Защитная арматура. Вантузы служат для автоматического впуска и выпуска воздуха из трубопроводов. Они устанавливаются на трубопроводах диаметром 400 мм и более, на возвышенных точках на расстоянии 250…2500 м друг от друга. Если воздух не будет удален из трубопровода, то образуются воздушные подушки, уменьшающие площадь живого сечения трубопровода.

Вантуз (рисунок 4) состоит из чугунного корпуса 1, в котором располагается стальной полый шар 2 с вертикальным стальным штоком, корпус закрыт крышкой 3. Выделяющийся из воды воздух скапливается в верхней части вантуза. Под давлением воздуха уровень воды опускается вместе с шаром, который открывает при этом соединенный с ним клапан 4, вследствие чего воздух выходит наружу. После этого вода, заполняющая вантуз, поднимает шар и закрывает клапан.

Рисунок 4 – Вантуз: а – разрез; б – вид с боку; 1 – корпус; 2 – шар; 3 – крышка; 4 – клапан

Подобные же вантузы могут использоваться и для впуска воздуха в водовод при образовании в нем пониженных давлений или разрыва сплошности потока при гидравлических ударах.

Обратные клапаны (рисунок 5) предназначены для пропуска воды только в одном направлении. Они устанавливаются на напорных линиях, после центробежных насосов, на линиях для отключения водонапорных башен и в ряде других случаев.

Рисунок 5 – Обратный клапан

Предохранительные клапаны служат для предотвращения повышения давления в трубах сверх допустимого при возникновении гидравлического удара в водопроводах и водоводах в результате остановки насосов или быстрого закрытия задвижек в сети.

Рисунок 6 – Устройство пружинного предохранительного клапана 1 – патрубок; 2 – шток; 3 – пружина; 4 – клапан; 5 – соединительный фланец

Предохранительные клапаны могут быть пружинными или рычажными (рисунок 6). Принцип работы пружинного предохранительного клапана

заключается в следующем: под действием повышенного давления в клапане преодолевается усилие пружины, и вода через трубу выбрасывается наружу. Арматура наружной водопроводной сети размещается в специальных колодцах. Водопроводные колодцы могут быть железобетонные, бетонные, кирпичные, из бутового камня. Колодцы диаметром до 2 м выполняют круглой формы, больших размеров – прямоугольной формы.

В случаях расположения грунтовых вод выше дна колодца следует предусматривать гидроизоляцию дна и стен колодца на 0,5 м выше уровня грунтовых вод. При расположении колодцев на проезжей части, люки колодца должны располагаться на уровне с дорожным покрытием. Для предотвращения замерзания пожарных гидрантов, колодцы (при соответствующем обосновании) утепляют.

Вывод по вопросу. На водопроводной сети устанавливается различное оборудование, которое предназначено для предохранения трубопроводов, перекрытия на ремонтные участки, регулирования расхода, а также отбора воды на пожаротушение.

Вопрос третий. Пожарные гидранты и колонки

Пожарные гидранты предназначены для отбора воды на пожаротушение из систем наружного водоснабжения.

Пожарные гидранты выполняют наземными и подземными.

Наибольшее распространение в нашей стране получил подземный гидрант московского типа (рисунок 7), изобретателем которого является русский инженер Н.П. Зимин.

Гидрант устанавливается на фланец пожарной подставки 2 наружной водопроводной сети. Высота чугунной колонки гидранта 1 может быть от 0,75 до 2,5 м. Гидрант закрыт крышкой 3. Для пользования гидрантом открывается люк колодца, затем крышка гидранта и на его верхний конец с резьбой навинчивают пожарную колонку (рисунок 9).

Квадратная головка стержня колонки войдет в торцовый ключ 6 гидранта. Вращение рукоятки колонки через стержень передается стержню 8 гидранта. Винтовая нарезка, имеющаяся на стержне 8 гидранта, входит в медную гайку 9 и заставляет стержень передвигаться в вертикальном направлении для открывания и закрывания связанного с ним пустотелого шарового клапана 10. Стержень 8 жестко связан с разгрузочным клапаном 11 шарового клапана. При движении стержня 8 вниз откроется разгрузочный клапан. Через открывшееся в шаре отверстие начнет поступать вода сначала в шар, а затем через отверстие 13 внутрь стояка гидранта. Когда давление над шаровым клапаном будет равно давлению водопроводной сети, шаровой клапан под давлением силы тяжести откроется. В нижней части гидранта имеется отверстие 14, через которое выпускается вода из колонки и стояка гидранта после его закрытия, что исключает замерзание воды зимой. Во время открывания гидранта отверстие автоматически закрывается специальным ползунком 15, жестко скрепленным со стержнем.

Водоводы

Водоводы предназначены только для транспортировки воды, потребители воды к ним не присоединяются. По водоводам первого подъема вода транспортируется от водозабора до водоочистного комплекса, по водоводам второго подъема питьевая вода транспортируется от водоочистного комплекса до водопроводной сети города. Для повышения надежности водоснабжения водоводы прокладывают в две и более нитки параллельно друг другу.

Для водоводов предусматриваются санитарно-защитные полосы .

Ширина санитарно-защитной полосы водоводов, проходящих по незастроенной территории, принимается от крайних водоводов:

при прокладке в сухих грунтах – не менее 10 м при диаметре до 1000 мм и не менее 20 м при больших диаметрах; в мокрых грунтах – не менее 50 м независимо от диаметра.

При прокладке водоводов по застроенной территории ширину полосы по согласованию с органами санитарно-эпидемиологического надзора допускается уменьшать.

Наружная водопроводная сеть города предназначена как для транспортирования воды, так и для её распределения по потребителям. Водопроводная сеть является наиболее затратным элементом системы водоснабжения, на её долю приходится более половины общих затрат на устройство водопровода города. Эффективность работы водопроводной сети определяется надежностью и бесперебойностью ее работы, степенью обеспеченности расчетных расходов и свободных напоров у потребителей, затратами энергии на транспортировку воды и сохранением её качества в процессе транспортировки.

По конфигурации в плане водопроводные сети делятся на разветвленные (тупиковые), кольцевые, и комбинированные.

Тупиковые сети, рис. 9, прокладываются к потребителям по кратчайшему расстоянию и требуют минимальных, по сравнению с кольцевыми и комбинированными сетями, затрат на устройство сетей. Принципиальным недостатком тупиковых сетей является низкая надежность водоснабжения, обусловленная тем, что при аварии на каком-либо участке трубопроводной системы прекращается подача воды всем потребителям, расположенным за местом аварии по ходу движения воды.

Рисунок 9. Тупиковые водопроводные сети

4 – кварталы застройки.

Кольцевые сети, рис. 10, выгодно отличаются от тупиковых большей надежностью водоснабжения, так как в них предусмотрена возможность подачи воды потребителям в обход аварийного участка, однако достигается это за счет увеличения общей протяженности водопроводных сетей их удорожания.

Рисунок 10. Кольцевые водопроводные сети

1 – водоводы; 2 – магистральные водопроводы; 3 – распределительные трубопроводы;

4 – кварталы.

Комбинированные сети, рис. 11, представляют собой сочетание кольцевых и тупиковых сетей в составе единой системы водоснабжения поселения.

Рисунок 11. Комбинированные водопроводные сети

1 – водоводы; 2 – магистральные водопроводы; 3 – распределительные трубопроводы;

4 – кварталы.

При выборе конфигурации водопроводных сетей необходимо учитывать, что они должны быть кольцевыми. Тупиковые линии водопроводов хозяйственно-питьевого назначения допускается применять только при диаметре труб не свыше 100 мм или при длине линий не более 200 м.

В водопроводной сети выделяют магистральные и распределительные линии.

Направление магистральных линий совпадает с общим направлением подачи воды. Их рекомендуется прокладывать по возвышенным участкам рельефа, так как при этом уменьшается гидростатический напор в трубопроводах. Диаметры магистральных линий определяются расчетом, основу которого составляют данные по максимальному водоразбору и рекомендуемым скоростям движения воды. Принимая во внимание зависимость

а также то, что потери напора жидкости при ее движении по трубе пропорциональны квадрату скорости, можно заключить, что при неизменности объемного расхода и уменьшении диаметра трубы, увеличивается скорость движения воды, а, следовательно, и потери напора. Это приводит к необходимости увеличения напора, создаваемого насосом, и, как следствие, к увеличению потребления электроэнергии насосом. Таким образом, сокращение затрат на устройство сети при уменьшении диаметров трубопроводов вызывает увеличение эксплуатационных расходов вследствие увеличенного потребления электроэнергии насосами второго подъема. Оптимальным вариантом выбора диаметров водопроводов считается такой, при котором значения скоростей движения воды в трубах находятся в пределах от 0,5 до 2 м/с, при этом, меньшие значения скоростей принимаются для труб диаметром от 100 до 300 мм, а большие – для диаметров более 600 мм.

Диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным, должен быть не менее 100 мм, в сельских населенных пунктах - не менее 75 мм.

Трассировка распределительных линий и затраты на их устройство во многом определяются градостроительным решением поселения. При ширине улиц в пределах красных линий 22 м и более рекомендуется прокладка сетей водопровода по обеим сторонам улиц.

Прокладка трубопроводов выполняется подземной для предотвращения замерзания воды зимой и нагревания летом. Минимальная глубина заложения труб, считая до низа, принимается на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры, и составляет примерно 1,0-1,5 м для южных районов России, 2,0-3,0 м для средней полосы и 3,0-3,5 м для северных районов. Минимальное расстояние от верха трубы до поверхности земли определяется из условий предотвращения нагревания воды летом, а также защиты от внешних нагрузок и составляет 0,5 м.

При теплотехническом и технико-экономическом обосновании допускаются наземная и надземная прокладки, прокладка в туннелях, а также прокладка водопроводных линий в туннелях совместно с другими подземными коммуникациями.

При определении трассировки и глубины заложения водопроводных сетей при подземной прокладке необходимо учитывать условия их пересечения с другими подземными сооружениями и коммуникациями.

С целью предохранения линий водопровода от внешних воздействий, а также для предотвращения негативного влияния аварий и протечек на водопроводных сетях, СНиП ограничивают минимальные расстояния от наружной поверхности водопроводных труб до зданий, сооружений и других наружных инженерных сетей.

Водопроводные трубы.

Водопроводные трубы должны отвечать ряду требований, главные из которых:

Безопасность в санитарном отношении;

Достаточная прочность, обеспечивающая сохранность трубопроводов при воздействии на них давления воды, грунта и транспортных нагрузок;

Долговечность и устойчивость к агрессивному воздействию грунта и грунтовых вод;

Гладкость внутренней поверхности труб, обеспечивающая их низкое гидравлическое сопротивление;

Герметичность труб и их соединений;

Умеренная стоимость.

Для водопроводных сетей целесообразно применять неметаллические трубы (железобетонные, асбестоцементные, пластмассовые и др.). В последнее время широкое распространение получили пластмассовые трубы, выгодно отличающиеся прочностью, долговечностью, низким гидравлическим сопротивлением и хорошими теплотехническими характеристиками. К достоинствам пластмассовых труб можно отнести также индустриальность и высокую степень механизации работ по их прокладке.

Чугунные трубы применяются при обосновании для сетей в пределах населенных пунктов и территорий промышленных, сельскохозяйственных предприятий.

Применение стальных труб допускается:

На участках с расчетным внутренним давлением более 1,5 МПа (15 атм .);

Для переходов под железными и автомобильными дорогами, через водные преграды и овраги;

В местах пересечения хозяйственно-питьевого водопровода с сетями канализации;

При прокладке трубопроводов по автодорожным и городским мостам, по опорам эстакад и в туннелях.

Трубопроводная арматура.

Для обеспечения эксплуатационной надежности водопроводных сетей на них предусматривают установку запорной, регулирующей и предохранительной трубопроводной арматуры:

Задвижек, шаровых кранов и другой запорной арматуры для отключения отдельных участков сети;

Клапанов для впуска и выпуска воздуха при опорожнении и заполнении трубопроводов;

Вантузов для выпуска воздуха в процессе работы трубопроводов;

Выпусков для сброса воды при опорожнении трубопроводов;

Обратных клапанов для предотвращения обратного движения воды;

Пожарных гидрантов.

При выборе местоположения водопроводной арматуры необходимо учитывать следующее.

Пожарные гидранты размещают вдоль автомобильных дорог на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части, но не ближе 5 м от стен зданий. Эти ограничения связаны с условиями забора воды пожарными машинами и предотвращением замачивания оснований зданий. Расстояние между гидрантами определяется расчетом и составляет ориентировочно 100 - 150 м.

Запорную арматуру устанавливают для обеспечения возможности отключения отдельных участков сети для проведения ремонтных работ и размещают ее на сети таким образом, чтобы при ремонте любого участка сети не прекращалось водоснабжение объектов, не допускающих перерывов в водоснабжении, и не отключалось более 5 гидрантов. Конструкция запорной арматуры должна обеспечивать плавность уменьшения расхода воды или полного прекращения ее движения. Это необходимо для предотвращения возникновения гидравлических ударов, сопровождающих резкое уменьшение скорости движения воды в трубопроводах.

Вантузы для выпуска воздуха устанавливают на возвышенных участках сети.

Обратные клапаны , предотвращающие обратное течение воды, устанавливают на тупиковых участках сети, на которых возможно обратное течение воды при отключении насосов, подающих воду в водопроводную сеть.

При подземной прокладке водопроводов трубопроводная арматура устанавливается в колодцах. При размещении колодцев на проезжей части крышки люков должны быть на одном уровне с поверхностью дорожного покрытия.

Зонирование водопроводной сети.

Важнейшей задачей проектирования водопроводной сети является обеспечение требуемого напора воды у потребителей, при этом, исходя из условий сохранности внутреннего водопровода, напор в водопроводной сети не должен превышать максимально допустимую величину, равную 60 м. В ряде случаев, например при сильно выраженном рельефе, выполнить это невозможно, поэтому устраиваются отдельные зоны водопроводной сети , отличающиеся друг от друга величиной напора воды в трубопроводах. Зонирование водопроводной сети возможно двумя способами.

Последовательное зонирование применяется при сильно выраженном рельефе застройки, рис. 12.

Рисунок 12. Схема последовательного зонирования. 1,2 – ниже и выше расположенные районы застройки; 3 – резервуар; 4 – насосная станция.

При последовательном зонировании напор в водопроводной сети, обслуживающей выше расположенную часть застройки, превышает напор в сети нижерасположенной части на величину напора, создаваемого насосом.

Параллельное зонирование применяется при наличии на территории поселения удаленных районов застройки, рис. 13.

Рисунок 13. Схема параллельного зонирования

1 – резервуар питьевой воды; 2 – насосная станция; 3 – район застройки, расположенный вблизи насосной станции; 4 –район застройки, удаленный от насосной станции.

При параллельном зонировании, воду в близко расположенный к насосной станции район застройки и удаленный от нее район подают разные насосы, входящие в состав насосной станции. При этом насосы, обслуживающие удаленный район, создают больший напор, необходимый для компенсации потерь напора в протяженных водоводах, подающих воду в удаленный район.

Как правило, зонирование сети удорожает водопроводную сеть за счет строительства дополнительных резервуаров и насосных станций, поэтому оно рассматривается как вынужденная мера, необходимая для обеспечения требуемых напоров на всех участках водопроводной сети.

Влияние планировочных решений поселений на технико-экономические характеристики водопроводных сетей.

Планировочные решения поселений оказывают существенное влияние на стоимостные характеристики водопроводных сетей. К увеличению протяженности сети, и, следовательно, к увеличению ее стоимости приводит:

Низкая плотность застройки и, как следствие, увеличение площади застройки поселения;

Территориальная разобщенность поселения (наличие отдаленных массивов застройки, поселков и др.);

Большое количество широких, более 22 м улиц, по каждой стороне которых необходимо прокладывать распределительные водопроводные сети;

Удаленность насосной станции второго подъема от городской застройки.