Классификация систем водоснабжения зданий

                                      Классификация систем водоснабжения зданий

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

Система водоснабжения здания может быть присоединена к централизованной системе водоснабжения населенного  пункта или оборудована устройствами для получения воды из местных  источников водоснабжения (подземных  или поверхностных).

По назначению системы  водоснабжения зданий подразделяют на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные / 1 /.

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

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

Противопожарные системы  водоснабжения предназначены для  тушения огня или для предотвращения его распространения. Вода в противопожарных  водопроводах может быть и непитьевого качества.

По сфере обслуживания системы могут быть объединенными (хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные, хозяйственно-производственные) или  раздельными. Внутренний водопровод, обеспечивающий подачу воды одновременно на хозяйственно питьевые, производственные и противопожарные нужды, называют единым. Соединение водопроводов, подающих воду непитьевого качества, с хозяйственно-питьевыми не допускается.

По способу использования  воды системы бывают с прямоточным  водоснабжением, с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды. Применение систем с оборотным  водоснабжением и с повторным  использованием воды находит все  большее распространение на промышленных предприятиях.

При выборе системы водоснабжения  в зависимости от назначения объекта  следует учитывать технологические, противопожарные и санитарно-гигиенические  требования, а также технико-экономические  соображения. Например, жилые и общественные здания могут быть оборудованы объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом с подачей воды питьевого качества. Объединение в одну систему всех водопроводов, подводящих воду одного качества и под одинаковым напором, приводит к уменьшению строительных и эксплуатационных расходов.

Для нормальной работы внутреннего  водопровода на вводе в здание должен быть создан такой напор (требуемый), который обеспечивал бы подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и наиболее удаленному от ввода (диктующему) водоразборному устройству и покрывал бы потери напора на преодоление сопротивлений  по пути движения воды. Напор в наружном водопроводе у места присоединения  ввода может быть больше, равен  или меньше напора, который требуется  для внутреннего водопровода.

Ориентировочно требуемый  напор для жилых зданий может  быть найден по формуле: Нтр = 10 + 4(n-1), м, где 10 - потери напора на 1 этаже, м; 4 - потери напора на каждом последующем этаже, м; n - число этажей.

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

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

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

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

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

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

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

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

                                               

                                               ВОДОПРОВОДНЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

 

Насосные станции - один из важнейших элементов систем водоснабжения. С помощью насосов и связанных  с ними всасывающих труб и напорных водоводов насосные станции обеспечивают транспортирование воды от сооружения к сооружению и потребителям.

По расположению в схеме  водоснабжения и назначению насосные станции разделяются на станции I подъема, II подъема, повысительные и циркуляционные. Насосные станции I подъема подают воду из источника водоснабжения на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в распределительную сеть, водонапорные башни и другие сооружения. Насосные станции II подъема служат для подачи воды от резервуаров чистой воды, расположенных после очистных сооружений, в распределительную сеть и водонапорные башни. Повысительные насосные станции предназначаются для повышения напора в водопроводной сети. Циркуляционные насосные станции устраиваются в промышленных системах оборотного водоснабжения для подачи отработанной воды на очистные и охлаждающие устройства и возврата этой воды на предприятие.

Производительность насосных станций определяется по количеству воды, потребляемой объектом водоснабжения, с учетом режима водопотребления  и размеров регулирующих емкостей. Напор, который должны создавать  насосные станции, зависит от необходимого свободного напора и рельефа местности.

При выборе типа насосов и  количества рабочих агрегатов следует  учитывать совместную работу насосов  и водоводов или водопроводной  сети.

В зависимости от надежности действия насосные станции разделяют  на три класса: I — не допускается  перерыв в работе насосов; II —  допускается перерыв в работе насосов на время, необходимое для  включения резервных агрегатов; III — допускается перерыв в  подаче воды потребителям на время  ликвидации аварии. Для обеспечения  требуемой надежности действия насосных станций их оборудуют кроме рабочих  агрегатов резервными.

Диаметры всасывающих  и напорных труб (внутри станции) определяют по рекомендуемым для них скоростям  течения воды: для всасывающих  труб - не более 1-1,2 м/сек при d<250 мм и не более 1,2-1,6 м/сек при d>250 мм, для напорных труб - 1,5-2 м/сек при d<250 мм и 2-2,5 м/сек при d>250 мм. Увеличение расчетных скоростей в напорных трубах по сравнению с так называемыми экономичными скоростями оправдывается уменьшением диаметра труб и, следовательно, уменьшением размеров зданий насосных станций.

Для удобства монтажа и  эксплуатации оборудования на насосных станциях целесообразно применять  однотипные насосы с одинаковой производительностью.

Насосные агрегаты в зданиях  насосных станций могут располагаться  по следующим схемам: в один ряд  с параллельным расположением осей ; в один ряд с расположением осей по одной прямой; в два ряда с параллельным расположением осей в каждом ряду; в два ряда с расположением в каждом ряду по одной прямой.

При выборе схемы расположения агрегатов в здании необходимо учитывать  конкретные условия проектирования, количество и размеры агрегатов, заглубление насосной станции в  грунт и способы производства работ, количество всасывающих камер  водоприемного колодца и их размер по фронту (для насосных станций I подъема), количество и размеры резервуаров  чистой воды (для насосных станций I подъема), арматуру, которой оборудуются  напорные трубопроводы, и т. д. Принятая схема расположения агрегатов должна обеспечивать минимальные размеры здания насосной станции, удобство монтажа и демонтажа насосных агрегатов и простоту эксплуатации насосной станции.

При определении размеров машинного отделения насосной станции  необходимо принимать следующую  ширину проходов в м (не меньше):

между агрегатами - 1 - 1,2

между агрегатами и стеной - 0,7-1

между фундаментами агрегатов  и распределительным щитом - 1,5

между неподвижными выступающими частями оборудования - 0,7

В целях повышения надежности работы станции насосы следует устанавливать  под залив при самом низком уровне воды в водоеме или в  резервуаре.

Если насос установлен с превышением его оси над  самым низким уровнем воды, то это  превышение должно быть меньше допустимой высоты всасывания насосов на величину потерь напора во всасывающем трубопроводе.

Коммуникации насосных станций  следует выполнять из стальных труб на сварке с применением фланцев  для присоединения арматуры и  насосов.

Трубопроводы и арматуру располагают на опорах.

Всасывающие и напорные трубопроводы в помещениях насосных станций, как  правило, укладывают над поверхностью пола. Лишь в отдельных случаях  допускается их прокладка в каналах, перекрываемых съемными щитами, или  в подвалах.

Количество всасывающих  линий независимо от количества агрегатов  должно быть не менее двух (рис. 3). Всасывающие  линии насосов, установленных под  заливом, следует оборудовать задвижками. Это обеспечивает возможность демонтажа  насосов при любых условиях их работы, а также возможность присоединения  к всасывающим линиям по два или  несколько насосов.

Особое внимание уделяют  расположению всасывающих труб в  сооружениях, из которых забирается вода (резервуары чистой воды; всасывающие  камеры водоприемных колодцев и др.), поскольку в их отверстия не должен засасываться воздух и подсасываться осадок со дна сооружений.

Расположение всасывающих  труб с соблюдением условий исключает эти явления.

Напорные линии каждого  насоса оборудуют задвижками и обратными  клапанами, располагаемыми между насосами и задвижками).

Для измерения и учета  расхода воды, перекачиваемой насосной станцией, на напорных трубопроводах  в машинном отделении или в  камере, примыкающей к нему, устанавливают  водомеры (скоростные турбинные, трубы  Вентури, сопло Вентури, диафрагмы и др.).

Машинные отделения насосных станций, кроме того, должны иметь  следующее вспомогательное оборудование:

а) вакуум-насосы для заливки  основных насосов при запуске, если они установлены не под заливом (в насосных станциях III класса допускается  для этих

целей устанавливать на всасывающих  линиях приемные клапаны);

б) дренажные насосы для  удаления из заглубленных насосных станций  грунтовой воды, просачивающейся  через стены;

в) подъемно-транспортные механизмы (таль с кошкой, подвесную кран-балку, краны мостовые и др.) для монтажа  и демонтажа основного насосного  оборудования.

Для приведения в действие насосов применяют синхронные и  асинхронные двигатели переменного  тока, работающие на напряжении 220/300 и 500 в (насосные агрегаты малой и средней  мощности) или 3000 и 6000 в (насосные агрегаты большой мощности). Наиболее просты асинхронные двигатели, не требующие  для запуска специальных устройств. Синхронные электродвигатели применяют  для крупных насосных агрегатов - мощностью более 200 квт.

Для обеспечения бесперебойности  электроснабжения и на трансформаторных подстанциях насосных станций устанавливают  резервные трансформаторы из расчета 100% резерва.

Для приема электроэнергии и ее распределения служит щит низкого напряжения, располагаемый в машинном отделении. На щите размещены низковольтные аппараты, приборы и соединения.

Насосные станции I и II класса надежности действия должны быть обеспечены бесперебойным питанием энергией одним  из следующих способов: присоединением к двум независимым источникам энергии, питанием двумя отдельными фидерами от кольца, установкой резервных агрегатов  на электростанциях.