2. Внутренние водопровод и канализация зданий и сооружений

2.1. Внутренний водопровод зданий и сооружений

Система водоснабжения зданий и сооружений (внутренний водопровод) зависит от системы водоснабжения объекта. Она присоединяется к наружному водопроводу или питается от местного водоисточника. По назначению внутренние водопроводы бывают хозяйственно-питьевыми, объединенными, противопожарными и техническими.Хозяйственно-питьевыеводопроводы подают воду на нужды питьевые, гигиенические и хозяйственно-бытовые. Они обязательны во всех жилых, служебных и общественных зданиях, строящихся в канализованных районах или в зданиях с местной канализацией.Объединенныевнутренние водопроводы подают воду на хозяйственно-питьевые и противопожарные, иногда и технические нужды, при этом вода должна быть питьевого качества. В районах с недостаточным водоснабжением для смывных бачков допускается, по согласованию с органами Государственной санитарной инспекции, использование воды не питьевого качества. Самостоятельные противопожарные водопроводы устраиваются в домах и общежитиях высотой 4 этажа и более, в учебных и административных зданиях, высотой 6 этажей и более, в госпиталях и детских яслях-садах, при объеме 5000 м³, в клубах со зрительным залом на 200 мест и более; они предназначаются для тушения пожара до прибытия пожарных; они не устраиваются в коммунально-бытовых зданиях, столовых и в производственных помещениях, где вода может вызвать взрыв. Технические водопроводы подают воду на технологические нужды и применяются при должном обосновании.

Внутренние водопроводы различаются также по способу подачи воды к водозаборным точкам. Если в наружной сети имеется гарантированный свободный постоянный напор, обеспечивающий подачу воды в здании к наиболее высоко расположенной точке хозяйственного водоразбора, а также струю расчетной высоты и наиболее высоко расположенном пожарном кране, внутренний водопровод присоединяется непосредственно к наружному.

При постоянном недостаточном для здания свободном напоре в наружной сети или периодически, в течении суток, его снижении ниже допустимого значения, устраивается внутренний водопровод с постоянной или периодической подкачкой насосами с автоматическим или ручным управлением; при периодическом снижении свободного напора может применяться водопровод с водонапорным баком, работающим, как водонапорная башня, или с пневматической установкой.

Водопроводная сеть состоит из магистральных линий стояков и ответвлений к водоразборным точкам (подводок) и присоединяется к наружной сети вводами. Она оборудуется водоразборной, регулировочной, запорной, пожарной, контрольной и другой арматурой. Магистральные линии служат для подведения воды в здании по кратчайшему расстоянию до стояков. Водопроводные стояки предназначены для разветвления воды от магистрали по всем этажам здания и прокладываются в местах наибольшего разбора воды, которыми в жилых зданиях являются санитарные узлы; стояки устанавливаются по стенкам или в стеновых каналах. На каждом этаже, где имеются водозаборные точки к ним от стояков прокладываются ответвления (рис.9).

По месту прокладки трубопроводов сеть водопровода может быть с нижней или верхней разводкой. Нижняя разводка применяется в жилых домах общественных и административных зданиях. При этом магистральные линии размещаются в подвалах под полом или в полу 1-го этажа, в техническом подполье при условии, что зимой температура воздуха здесь не снижается ниже +2С⁰, а также в общих подпольных каналах с трубопроводами других систем. Верхняя разводка применяется в зданиях с водонапорным баком и в банях. По начертанию в плане сеть устраивается тупиковой; водопроводы противопожарные с числом пожарных кранов более 12, а также в специальных объектах, устраивается кольцевыми с двумя вводами или закольцовывают вводами от наружной кольцевой сети.

Расход воды в зданиях и сооруженияхопределяется по принятой для данного объекта норме водопотребления на хозяйственно-питьевые и другие нужды. В жилых домах он зависит от того, оборудованы ли они ваннами, обеспечиваются ли горячей водой, есть ли мусоропроводы, как организована стирка белья, предусмотрено питание домашнее или в столовой и т. д. Обеспечение индивидуальных потребностей в воде переносится на водопроводы столовых, бань, прачечных, общественных зданий и т. п. Таким образом расчетный расход воды в зданиях (сооружениях) различен и определяется от дельно для групп зданий одного типа и назначений.

Расход воды на внутреннее пожаротушение по норме 2,5 л/сек. При этом предусматривается тушение пожара одной струёй воды. При пожаротушении спринклерными устройствами пожарный расход применяется равным до 30 л/сек.

Расход воды в специальных объектах применяется по специальным инструкциям. Напор в сети должен обеспечивать подачу воды ко всем водозаборным точкам здания с принятыми для них расходами. Минимальная его величина Нсву ввода в здание определяется разностью его отметок.Нг наиболее высоко расположенной водозаборной точке (водозаборного крана, смывного бачка, водонапорного бака, и т.п. ) и поверхности земли у ввода в здания, суммой гидравлических сопротивлений в сетиhтри в водомереhви величиной свободного напораНпрсанитарного прибора, необходимого для его работы. Потери напора в водомере зависят от его типа. Они не должны превышать в зависимости от типа водомера в системах хозяйственно-питьевых 1-2,5 м, в противопожарных 2,5-5 м. В трубах потери напора определяются гидравлическим расчетом. Постоянный свободный напор у водоразборных кранов и санитарных приборов в зависимости от их типа применяется от 2 до 7 м, а у производственных агрегатов определяется по технологическому заданию.

Постоянный свободный напор у внутренних пожарных кранов должен обеспечивать получение компактной струи высотой 6 м. Необходимый напор у пожарного крана применяется в зависимости от диаметра пожарного ствола (от 13 до 22 мм), диаметра крана (50 или 66 мм), длины рукава (применяется обычно 10 или 20 м) и определяется по таблице СНиП. Для пожарного крана диаметром 50 мм необходимый напор составляет от 9,2 до 20,2 м при длине не прорезиненного рукава 10 м и от 8,6 до 20,2 м при длине 20 м. В специальных объектах он применяется по специальным инструкциям, в зависимости от характера объекта. Гидростатическое давление в хозяйственно-питьевых водопроводах у санитарных приборов, а также водозаборных кранов не должно превышать 60 м.

Рис. 9. Системы внутренних водопроводов: а - с обеспеченным напором в наружной сети; б - с водонапорным баком; в -с пневматической установкой; 1 - ввод; 2 - водомерный узел; 3 - обводная линия; 4 - магистральный трубопровод; 5 - водопроводные стоянки; 6 - ответвления (подводки); 7 - поливочный кран; 8 - водонапорный бак; 9 -обратный клапан; 10 - насос; 11 - пневматический котел;12 - спускной кран.

Диаметры труб хозяйственно-питьевого водопровода определяются по наибольшему секундному расходу. Расчетные расходы находятся по числу водозаборных кранов и санитарных приборов в здании и по расходу воды приборами. Поскольку расходы воды зависят от типа приборов, они приводятся к эквиваленту. За эквивалент принят расход водозаборного крана раковины составляющий 0,2 л/сек. Величина эквивалентов санитарных приборов применяется равной для: крана раковины - 1, умывальника - 0,33, смывного бачка - 0,5 , для душа в квартирах - 0,67, душа в казармах - 1, смесителя у ванны - 1-1,5, писсуара - 0,17, смывного крана унитаза - 6-7. Зная сумму эквивалентов, расчетные расходы в стояках и магистралях жилых зданий можно определить по формуле:

, л/сек, (1)

где: а - величина, зависящая от нормы водопотребления и равная 2,2 при норме до 100 л/чел.; 2,14 при норме 200 л/чел.;

N- число санитарных приборов и водоразборных кранов, приведенное к эквиваленту в здании или на расчетном участке;

k- коэффициент, зависящий отN и равный 0,002 - дляNдо 300.

При необходимости определения величин а икпо другим данным они находятся в таблицах СНиП. Расчетные расходы на хозяйственно-питьевые потребности в штабах, детских яслях, поликлиниках, госпиталях, учебных корпусах определяются по формуле:

, л/сек, (2)

где: а - коэффициент, применяемый в зависимости от назначения зданий от 1,2 до 2,5;

N- сумма эквивалентов.

При сумме эквивалентов до 20 диаметры трубопроводов допускается применять по таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Сумма эквивалентов N	3	6	12	20
Диаметр трубопровода, мм	15	20	25	32

Диаметры труб выбираются из расчета наибольшего использования напора в наружной сети у здания. Это позволяет применять трубы с минимальным, для данных конкретных условий, диаметрами и ведет к снижению стоимости водопровода здания.

Объединенные хозяйственно-питьевые-противопожарные водопроводы должны рассчитываться на пожарный расход воды при наибольшем хозяйственно-питьевом секундном расходе. Потери напора в трубах определяются по таблицам, как и для наружной сети. Потери напора на местные сопротивления принимаются равными 30% величины потерь по длине трубопровода в сети хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода. При этом расчетная скорость движения воды может приниматься до 2,5 м/сек в подводных трубопроводах к водоразборным точкам и до 1,5 - в магистралях и стояках. По таблицам же находятся и расчетные диаметры труб. Практически диаметры труб, подводящих воду к единичным санитарным приборам или водозаборным кранам, принимаются без расчета равными: для смывного бачка и писсуара 10-15 мм, умывальника, раковины, душа и ванны (подводка к смесителю) - 15 мм, диаметр подводящей трубы к двум душам должен быть не менее 20 мм, мойки - 15-20 мм, для банного крана - 20 мм, для крана смывного унитаза - 25-32 мм. Расчет ведется в следующей последовательности: в начале принимаются диаметры труб, подводящих воду к единичным санитарным приборам, затем определяются диаметры труб, подводящих воду от стояка к санитарным приборам на каждом этаже, диаметры участков стояков для каждого этажа и, наконец, магистрали.

В объединенных системах водопровода вводы, магистрали и стояки устраиваются общими, а ответвления к водоразборным точкам раздельными. В объединенных хозяйственно-питьевых противопожарных системах пожарные стояки устраиваются самостоятельными. В раздельных системах вводы, магистрали, стояки и ответвления применяются самостоятельными. Сеть хозяйственно-питьевого водопровода выполняется из стальных оцинкованных труб при диаметрах до 80 мм включительно, а при больших диаметрах из не оцинкованных; допускается применение пластмассовых труб взамен стальных оцинкованных. Вводы выполняются из стальных оцинкованных труб при диаметре менее 50 мм в водопроводах малоэтажных зданий, не являющихся противопожарными, из чугунных труб при диаметре 50 мм и более, а также из пластмассовых труб при диаметре 100 мм. Противопожарные и объединенные сети с числом пожарных кранов более 12 устраиваются кольцевыми и присоединяются к наружной водопроводной кольцевой сети не менее чем двумя вводами к различным его участкам. В системах с водонапорными баками при нескольких вводах, с насосами подкачки или с пневматическими установками на вводах ставятся обратные клапаны. Подсоединение вводов к наружной водопроводной сети осуществляется в колодцах с установкой задвижек, а при диаметрах до 40 мм - вентилей. При устройстве одного ввода его необходимо располагать в центре здания, если водоразборные точки расположены равномерно по длине здания, или вблизи наибольшего потребления воды. Диаметр ввода определяется расчетом на пропуск максимального расхода воды; при расходе более 1 л/сек он должен быть не менее 50 мм, при расходе до 1 л/сек - 25-40 мм. Ввод располагается с уклоном в сторону наружной сети. В зданиях с подвалом вводы пропускаются через стену подвала или фундамент; в зданиях без подвалов ввод размещается в одной из центрально расположенных лестничных клеток. При пропуске вводов через стену подвала устраивается защита от проникновения грунтовых вод. При этом вводы защищаются от замерзания воды в них. В районах вечной мерзлоты вводы размещаются в утепленном коробе вместе с вводами системы отоп­ления и горячего водоснабжения; в зависимости от расположения наружной водопроводной сети вводы могут укладываться в коробах в грунте или на поверхности земли.

При необходимости учета потребления воды применяются водомеры. Рассчитываются они на пропуск расчетного максимального суточного расхода воды. При этом водомеры проверяются на наименьший расход, который принимается равным - 6...8 процентов среднечасового расхода. Водомеры в жилых зданиях должны отве­чать условию:

Qсут ≤ 2Qх

где: Qсут - суточный расход воды в здании, куб. м.

Qх - характерный расход водомера, куб. м.

Потери напора в водомерах определяются по формуле:

h=Sq² (3)

где: q - расчетный расход, л/сек;

S - коэффициент сопротивления водомера, принимаемый по специальной таблице, в пределах 14,4 - 0,00207, в зависимости от калибра водомера (соответственно 15-80 мм).

Водомеры выбираются в таблицах по калибру (в мм) и максимальному суточному расходу. Конструктивно они бывают крыльчатые, применяемые при номинальном расходе до 10 м³/час и максимальном суточном 60 м³, и турбинные, применяемые для больших расходов. По способу присоединения к трубопроводам они разделяются на муфтовые и фланцевые. Устанавливаются они на вводах внутри здания. На случай снятия водомера на вводе, до водомера и после него, устанавливаются вентили а также устраивается обводная линия. Магистральные трубопроводы прокладываются по стенам или под потолком подвала, в техническом подполье или в подвальных каналах с уклоном 0,002-0,005 для обеспечения спуска воды в них. Они прокладываются по кратчайшим расстояниям до стояков и параллельно осям зданий. Температура воздуха в помещениях с магистральными трубопроводами зимой не должна быть ниже +2°С, в противном случае их необходимо утеплять или укладывать в месте с трубами центрального отопления или горячего водоснабжения.

Водопроводные стояки разводят воду по вертикали от магистральных трубопроводов во все этажи здания. На случай необходимости отключения для ремонта или устранения аварии у основания стояков хозяйственно-питьевой сети в зданиях высотой 3 этажа и более устанавливается вентиль. Стояки устанавливаются по стенам в специальных каналах или в монтажных каналах совместно со стояками канализации и горячего водоснабжения.

Ответвления от стояков (подводки) устраиваются в каждом этаже и подводят воду к одному или нескольким водоразборным точкам. Они укладываются с уклоном к стоякам для опорожнения. На ответвлениях устанавливаются вентили из расчета один вентиль на ответвления, питающие 5 и более водоразборных точек, на ответвлениях в каждую квартиру, на подводке к смывному бачку, смывному крану и водонагревательной колонке, а также на пожарных стояках с числом пожарных кранов пять и более.

Ответвления в жилых и общественных зданиях прокладываются вдоль стен, а в санитарных узлах у пола или по стене; применяется также скрытая прокладка в каналах или в бороздах.

Водопроводная сеть оборудуется арматурой различного назначения. К запорной арматуре относятся вентили, задвижки, запорные (проходные) краны. Водоразборная арматура представляет собой краны различных типов. Они допускают постепенное их открытие без гидравлического удара. К ним относятся: краны для раковин и моек, туалетные краны умывальников, смесители для умывальников, ванн и душей, смывные краны для унитазов. В банях и прачечных устанавливаются быстрооткрывающиеся краны пробочного типа. На внутренней водопроводной сети устанавливаются наружные поливочные краны. Водоразборная арматура изготавливается из цветных металлов, сплавов и пластмасс. К регулировочной арматуре относятся шаровые краны, обратные краны и другие. Шаровые краны служат для автоматического выключения поступления воды в смывные баки. Обратные клапаны предотвращают движение воды в обратном направлении.

При устройстве водопроводной сети применяются индустриальные методы, в которых предусматривается монтаж узлов трубопроводов, изготавливаемых на полигонах или на заводах. В здании производится только соединение узлов между собой и со стояками и присоединение санитарных приборов.

Для постоянного и периодического повышения напора в водопроводе одного или одновременно нескольких зданий при недостаточном напоре в наружной сети применяются насосные и пневматические установки.

Насосные установки автоматизируются с помощью реле давления. Забор воды насосами осуществляется непосредственно из наружной водопроводной сети, при этом устраивается обводная линия в обход насосов с задвижками и обратным клапаном. Напор в наружной сети должен быть более 5 м. Насосные установки располагаются в котельной или в специальном помещении. Их нельзя устанавливать непосредственно под жилыми помещениями, учебными классами, больничными помещениями, рабочими комнатами штабов и другими подобными помещениями. Насосы устанавливают на фундаментах и оборудуются звукоизолирующими (например, эластичными патрубками длиной не менее 1м на всасывающем и напорном трубопроводах) и виброизолирующими устройствами. Помещения насосной установки изолируется акустической штукатуркой. Размеры помещения или участка в котельной выбираются из условия удобства выполнения эксплуатационных и монтажных работ.

Пневматические установки выбираются в зависимости от назначения. Если пневматическая установка предназначается и для тушения пожара, предусматривается неприкосновенный противопожарный запас, рассчитанный на 10-минутную продолжительность тушения, пожара кранами при ручном включении пожарных насосов и одновременном наибольшем расходе на другие нужды. Пневматические установки должны работать автоматически. Они располагаются в подвалах зданий или в первых этажах.

Водонапорные баки применяются для создания запаса воды на период снижения давления в наружной сети и устанавливаются на чердаках зданий или на технических этажах.

Емкость бака определяется, как и для бака водонапорной башни. Если предусматривается тушение пожара с помощью внутренних пожарных кранов, емкость бака рассчитывается на хранение неприкосновенного запаса на 10-минутную продолжительность тушения пожара при одновременном наибольшем хозяйственно-питьевом расходе в здании. Водонапорные баки изготавливаются из листовой стали, оборудуются крышками и трубами и устанавливаются на поддоне.

К противопожарным водопроводам предъявляется основное требование постоянной их готовности к действию. Магистральные водопроводы и стояки могут устраиваться из стальных не оцинкованных труб. Магистральные водопроводы прокладываются так же, как и магистрали хозяйственно-питьевых или объединенных водопроводов. Пожарные стояки в жилых зданиях и казармах устанавливаются в отапливаемых лестничных клетках. На стояках размещаются пожарные краны на каждой лестничной площадке, в казармах они выводятся в коридоры. Во всех случаях пожарные краны размещаются в стенных нишах или шкафчиках. У каждого пожарного крана предусматривается пожарный рукав равного с ним диаметра и длиной 10 или 20 м. Пожарные краны располагаются на высоте 1,35 м над полом. При количестве пожарных кранов 5 и более пожарные стояки оборудуются у основания задвижкой или вентилем и спускным краном для опорожнения. Противопожарный водопровод может быть оборудован пожарными насосами, пневматической установкой или питаться из водонапорного бака. Пожарные насосы могут быть с автоматическим, дистанционным или ручным управлением. При дистанционном управлении пусковые кнопки устанавливаются у пожарных кранов.

В производственных помещениях с повышенной пожарной опасностью, в некоторых складских помещениях могут применяться спринклерные и дренчерные установки автоматического действия. Спринклерная установка состоит из водопитателя, контрольно-сигнальных клапанов, сети труб и спринклерных головок. Водопитателем служит водопровод военного объекта, подкачивающие насосы, пневматические установки и водонапорные бачки; чаще всего применимы подкачивающие насосы и пневматические установки. В отапли­ваемых помещениях применяются водяные системы, в которых вся сеть постоянно заполнена водой, в не отапливаемых воздушные системы, в которых сеть труб заполнена воздухом, и вода в нее поступает после срабатывания хотя бы одной спринклерной головки. Спринклерная головка или спринклер состоит из корпуса с отверстием, закрытым стеклянной пробкой, которая удерживается легкоплавким замком. Тип головки выбирается по температуре плавления замка в зависимости от максимально возможной температуре воздуха в условиях эксплуатации помещения. Так, при температуре воздуха до 40⁰С температура плавления замка составляетtз= 60,5, при температуре воздуха 71-100⁰С,tз= 141. При повышении температуры воздуха с возникновением пожара легкоплавкий замок плавится, стеклянная пробка выбрасывается под давлением в трубах, и вода, ударяясь о розетку, разбрызгивается, орошая определенную площадь пола. Если огонь продолжает распространяться, срабатывает еще один или несколько спринклеров. Со срабатыванием спринклера одновременно включается автоматическая сигнализация. Спринклеры выпускаются, с диаметром выходного отверстия 10, 12 и 16 мм.

Расчетный расход воды через спринклер может определяться по формуле:

, л /с, (4)

где: Ви - характеристика истечения спринклера в л/сек .м, принимаемая для спринклера с диаметром 10 мм - 0,059 и с диаметром 16 мм - 0,391 л /с;

Н - свободный напор у спринклера (не менее 5 м вод. ст.)