Холодное водоснабжение

Система холодного водоснабжения, называемая обычно внутренним водопроводом, состоит из следующих устройств: ввода, водомерного узла, сети магистралей, распределительных трубопроводов и подводок к водоразборным устройствам, арматуры. В отдельных случаях в систему включают установки для повышения напора, а также установки для дополнительной обработки воды (умягчения, обесцвечивания, обезжелезивания и др.).

Водопроводные сети бывают:

• с нижней разводкой – магистраль распределена под полом первого этажа, в подвалах, тех. подпольях, тех. каналах или под потолком первого этажа.

• с верхней разводкой – представляет собой магистраль, расположенную сверху либо по чердаку, либо под потолком верхнего этажа.

Водопроводные сети, в основном, проектируют тупиковыми, но устраивают и кольцевые сети в зданиях, где недопустим перерыв в подаче воды. Обычно кольцуется магистраль (горизонтальная кольцевая).

Схемы водопровода бывают:

• Простые – применяются, если давление в наружной сети всегда больше требуемого;

• Схема с регулирующей емкостью, которая устанавливается в самой верхней точке здания и создает дополнительное давление;

• С установкой для повышения давления;

• Комбинированная, в такой схеме используется и емкость, и установка;

• Схема зонного водопровода

В отдельной сети противопожарного водопровода максимальный напор при работе пожарных насосов не должен превышать 90 м на отметке наиболее низко расположенных пожарных кранов.

Для подачи воды в каждую зону устанавливает повысительные насосные установки и водонапорные баки для запаса воды на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды.

Водопроводные сети здания должны быть минимальной длины и подавать воду к основным потребителям кратчайшим путем. Максимальное рабочее давление в сети хозяйственно-питьевого водопровода не должно превышать 6 кгс/см². Их проектируют так, чтобы количество пересечений со строительными материалами были минимальными. Водопроводная сеть здания прокладывается параллельно стенам, линиям колонн, по возможности прямолинейно, так чтобы длина труб была минимальной. Трубопроводы не должны пересекать балки, колонны и другие несущие части здания. Трассировка начинается с квартальных сетей, при этом следует учитывать, что рациональной является прокладка квартальных сетей совместно с другими, например отопления, горячего водоснабжения, водоотведения и так далее. При этом, во избежание загрязнения и увеличения температуры воды необходимо:

1. если водопроводные сети и канализационные сети прокладываются совместно в проходных каналах, то водопровод обязательно должен находиться сверху;

2. не допускать прокладку с трубопроводами, транспортирующими легковоспламеняющиеся, горючие и ядовитые жидкости и газы;

3. располагать водопровод ниже сетей отопления и горячего водоснабжения;

4. температура в помещениях, где прокладывается водопровод, должна быть не ниже +2^оС.

Трубопровод прокладывается открыто по стенам, фермам, колонам и под перекрытиями. Это позволяет сократить монтажные и строительные работы и обеспечить легкий доступ для осмотра и ремонта сетей. Недостатком открытой прокладки является загромождение стен, ухудшение санитарно-гигиенических условий в помещении. Горизонтальные трубы крепят к стенам или прокладывают по полу, однако в помещениях с повышенными требованиями к отделке делают скрытую прокладку трубопровода в, так называемых, бороздах. Для обеспечения надежной работы сети со скрытой разводкой все соединения, заделываемые в стену должны быть сварными, а местах установки арматуры или резьбовых соединений предусматриваются специальные люки с дверцами.

Для опорожнения сетей внутреннего водопровода магистральные и разводящие трубопроводы, а также подводящие к приборам трубы прокладывают с уклоном 0,002—0,005 к вводу. Сети внутреннего водопровода прокладывают в помещениях, имеющих температуру воздуха зимой выше 2° С. В том случае, если трубопровод прокладывают в помещениях с температурой воздуха ниже 2° С, необходимо предусматривать мероприятия, предохраняющие трубы от замерзания в них воды. Трубопроводы, проходящие в помещениях с повышенной влажностью, следует покрывать теплоизоляцией, чтобы исключить конденсацию водяных паров на поверхности трубопроводов.

Проектирование сетей внутреннего водопровода начинается с ввода. Ввод — трубопровод, соединяющий наружную водопроводную сеть с водомерным узлом, установленным в здании или в центральном тепловом пункте. Диаметры труб для вводов водопровода в здания определяются расчетом по максимальному часовому расходу воды. Вводы выполняют из чугунных водопроводных труб. Допускается применение стальных труб с наружным покрытием битумной изоляцией для предохранения их от коррозии.

В том случае, когда ввод прокладывают в проеме фундамента или стены, там заделывают стальной патрубок большего диаметра, чем ввод, и через этот патрубок прокладывают трубу. Патрубок предохраняет ввод от разрушения при осадке здания. Пространство между вводом и патрубком заделывают смоляной прядью, мятой глиной, а также цементным раствором слоем 2—3 см.

Ввод надо прокладывать перпендикулярно фундаменту здания; он должен иметь наименьшее протяжение.

Основным элементом водопроводной сети являются трубы. К ним предъявляют следующие требования:

• Они должны пропускать заданный расход воды;

• Выдерживать максимальное давление;

• Иметь длительный срок службы до капитального ремонта (10-15 лет);

• Обладать минимальным гидравлическим сопротивлением;

• Иметь незначительную массу;

• Иметь невысокую стоимость;

• Должны занимать минимальное время на монтаж;

• Не влиять на качество воды.

С учетом вышесказанного для внутреннего водопровода выпускают пластмассовые, стальные, чугунные, асбестоцементные, стеклянные трубы.

В данной работе были применены трубы типа PN10 из полипропилена PPRC. Трубы PPRC PN 10 – это полипропиленовые трубы, которые применяются  для трубопроводов холодного водоснабжения с давлением 1 МПа и максимальной температурой +95 °С, кратковременное использование до +100 °С.

Полипропиленовые  трубы PPRC – это трубы, которые производятся из высокотемпературного полипропилена PPRC методом экструзии. Полипропилен PPRC – это  статический рандом сополимера (Poly Propylene Random Copolymer), который  производится путем добавления в его молекулярную цепь полипропилена  молекулы этилена. Полипропилен PPRC относится  к разряду термопластов, и представляет собой легкий и прочный материал, как правило, белого цвета. Полипропилен PPRC экологически безопасный материал, так как относится к классу полиолефинов, которые являются  экологически чистыми продуктами, а  при его обработке и утилизации отходов, не образуются экологически вредные вещества. 

Полипропиленовые  трубы PPRC предназначены для применения в системах внутреннего водоснабжения, для холодного и горячего водоснабжения, в системах  отопления и подогрева пола, в системах канализации, а так же  в системах мелиорации и орошения, в дренажных системах. Так же трубы из полипропилена применяются при прокладке технологических трубопроводов в пищевой и химической промышленности, воздуховодах с рабочим давлением до 25 атм. Трубы PPRC применяются для прокладки трубных магистралей и внутренних разводок трубопроводной системы. Полипропиленовые  трубы PPRC могут применяться для трубопроводов в жилых и производственных зданиях всех типов. Трубопроводы из  труб PPRC могут применяться практически во всех  способах прокладки труб: открытая прокладка труб в зданиях - трубы PPRC открыто прокладываются на подвесах, опорах и кронштейнах; скрытая прокладка труб в зданиях - трубы PPRC скрыто прокладываются внутри шахт, строительных конструкций, борозд, в каналах и под штукатуркой; прокладка труб вне зданий- трубы PPRC прокладываются на эстакадах и опорах (в коробах или галереях); бесканальная прокладка труб - трубы PPRC прокладываются в грунте. При открытой прокладке труб, рекомендуется использовать армированные трубы PPRC.

Полипропиленовые  трубы PPRC производятся с различными диаметрами от 20 мм до 160 мм. В данной работе были использованы трубы с диаметрами 20,25,32,40,50,63 мм. Трубы PPRC выпускаются в виде отрезков разной длины или  в бухтах. Так же они могут производиться с армированием стекловолокном или алюминием. Трубы PPRC армированные стекловолокном или алюминием отличаются небольшим температурным расширением и низкими потерями давления. Полипропиленовые  трубы PPRC  производятся с номинальным рабочим давлением  1-1.6 МПа (для холодной воды) и 2-2.5 МПа (для горячей воды).

Монтаж и соединение полипропиленовых  труб PPRC происходит путем термической сварки. Процесс сварки спаивания труб из полипропилена между собой занимает секунды, а для сварки используется сварочный аппарат в виде паяльника, который не требует особых навыков. После сварки трубы образуют надежное монолитное соединение. Для резки труб из полипропилена используются специальные инструменты: ножницы для резки труб и труборезы.   Для монтажа полипропиленовых  труб PPRC используются обычные и комбинированные фитинги, которые тоже производятся из полипропилена, и которые позволяют создавать системы трубопроводов любой сложности. Выбор полипропиленовых  труб PPRC зависит от давления воды, которая будет по ним проходить.

При монтаже полипропиленовых  труб PPRC обязательно нужно учитывать следующие параметры: коэффициент линейного расширения трубы и необходимость компенсации, а так же способ соединения и условия эксплуатации. При монтаже труб PPRC применяются подвижные и неподвижные крепления, а так же компенсаторы, скользящие опоры и хомуты с резиновой прокладкой. Так как полипропиленовые  трубы имеют небольшой вес, сборка и крепление происходит просто и быстро. При монтаже труб из полипропилена, которые армированы стекловолокном или алюминием, не требуются зачистка труб, что существенно снижает стоимость монтажа.

Монтаж полипропиленовых  труб PPRC рекомендуется производить при температуре окружающей среды не ниже -10о С. В зимнее время трубы PPRC  перед началом монтажа в зданиях, необходимо не менее 2 часов выдержать при плюсовой температуре. При транспортировке и хранении полипропиленовые  трубы лучше размещать на ровных поверхностях и предохранять  от механических ударов и острых металлических углов, а так же  защищать от прямого воздействия  ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков. Складировать трубы PPRC необходимо на расстоянии не ближе 1 м от нагревательных приборов.

Для обеспечения нормальной эксплуатации на внутреннем водопроводе должна быть установлена запорная арматура.

Запорная арматура — вид  трубопроводной арматуры, предназначенный для перекрытия потока среды. Она имеет наиболее широкое применение и составляет обычно около 80% от всего количества применяемых изделий. К запорной арматуре относят и пробно-спускную и контрольно-спускную арматуру, используемую для проверки уровня жидкой среды в ёмкостях, отбора проб, выпуска воздуха из верхних полостей, дренажа и т.д. В данной работе были применены запорные клапаны. Запорный клапан — запорная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, то есть её запирающий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Как и другие виды запорной арматуры, запорные клапаны применяются для полного перекрытия своего проходного сечения, а следовательно потока рабочей среды; то есть запирающий элемент, которым в запорном клапане чаще всего является золотник, в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто». Для регулирования расхода среды путём изменения проходного сечения успешно применяются регулирующие клапаны, также существуют и запорно-регулирующие клапаны, совмещающие эти функции.

Согласно [6] запорная арматура предусматривается:

• на каждом вводе — для отключения здания;

• на кольцевой разводящей сети — для возможного отключения отдельных участков, но не более чем полукольцо;

• на кольцевой сети противопожарного водопровода — для отключения не более пяти пожарных кранов на одном этаже и не более одного стояка в зданиях высотой более 50 м;

• на кольцевой сети производственного водопровода — для обеспечения двусторонней подачи воды к агрегатам;

• у основания пожарных стояков с количеством пожарных кранов пять и более;

• у основания стояков хозяйственно-питьевой или производственной сети в зданиях в три этажа и более;

• на ответвлениях, питающих пять и более точек;

• на ответвлениях на каждую квартиру, на подводках к смывным бачкам, смывным кранам, водонагревательным колонкам к групповым душам и умывальникам;

• перед наружными поливочными кранами;

• перед приборами, аппаратами и агрегатами специального назначения;

• на всех ответвлениях от магистральных линий водопровода.

Поливочный водопровод используется для поливки зеленых насаждений, территории двора, мойки тротуаров и т.д Расходы на поливку цветников, газонов зависят от вида насаждений, климатических условий и составляют 3-6 л/м². На поливку тротуаров, проездов, площадей и т.д. с усовершенствованными покрытиями требуется 0,4-0,5 л/м², для мытья полов в помещениях - 3-6 л/м².

На больших территориях с зелеными насаждениями и при использовании воды не питьевого качества устраивают отдельные поливочные водопроводы.

В общественных и жилых зданиях поливочный водопровод объединяют с хозяйственно-питьевым. Для этого на сети хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливают поливочные краны: один кран на 60-70 м периметра здания; в уборочных помещениях и т.д.

Наружные поливочные краны устраивают в цоколе в специальной нише на отметке 0,5 м от уровня земли. В качестве поливочного крана используют обычные вентили с диаметром 25 мм с быстросмыкающейся полугайкой, присоединяемой к поливочным рукавам с брандсбойтами.

Для опорожнения сети в холодное время года устанавливают спускную арматуру, и трубопроводы прокладывают с уклоном 0,002 в сторону этой арматуры.

1. Максимальный секундный расход

Детский сад на 120 мест в с.Тюнгюлю Мегино-Кангаласского улуса.

Приборы на холодную воду: 93

Вероятность действия санитарно-технических приборов:

Р_сек

q_hru – норма расхода воды в литрах одним потребителем в час наибольшего водопотребления, принимается по прил. 3 [6];

U – количество потребителей, час

q₀ – расход сточной воды от санитарно-технического прибора, принимается по прил. 3 [6]

N – число санитарно-технических приборов.

бытовые: Р_сек=10156/(0,14673600)=0,046

производственные: Р_сек=8156/(0,2263600)=0,066

q_сек=5αq₀, где:

α – коэффициент, зависящий от числа санитарно-технических приборов и вероятностей их действия, принимается по прил. 4 [6]

если Р>0,1, то α – табл. 1

если Р≤0,1, то α – табл. 2

быт: NP=3,04 – α=1,879

q_сек=51,8790,14=1,315 л/с.

произв: NP=1,72 – α=1,306

q_сек=51,3060,2=1,306 л/с.

2. Максимальный часовой расход

q_час=0,005 q_ohrα, где:

q_ohr – расход воды прибора литров в час, принимается по прил. 3 [6]

Р_час=3600Р_секq₀/q_ohr

быт: Р_час=36000,0460,14/60=0,386 α=8,447

q_час=0,005608,447=2,53 м³/ч

произв: Р_час=36000,0660,1/200=0,237 α=2,924

q_час=0,005202,924=2,4 м³/ч

3. Максимальный суточный расход

q_сут=q_uU, где:

q_u – норма расхода на воды в литрах в сутки наибольшего потребления, принимается по прил. 3 [6]

быт: q_сут=70156=10920л/сут=10,92 м³/сут

произв: q_сут=8156=1248 л/сут=1,248 м³/сут