Методичка для самостійної роботи Спец.Водопостачання

Розрізняють запірно-регулювальну, запобіжну, водорозбірну та контрольно-вимірювальну арматуру (п.8.9 СНиПа 2.04.02.-84).

Запірно-регулювальна арматура – це засувки, затвори, вентилі,

пробкові крани, регулятори тиску і витрат води

Засувки d = 50-2000 мм на Р = 0,25 .. 6,3 Мпа, ( паралельні і клинові) з ручним приводом та електроприводом.

Вентилі і пробкові крани використовують для трубопроводів d = 15 ..

40 мм, d = 50 .. 2000 мм.

Регулятори тиску і витрат води, підтримують тиск чи витрати на певному рівні ( в основному на внутрішніх водопроводах і вводах у будинку).

Запобіжна арматура – це запобіжні клапани, зворотні клапани. Запобіжні клапани ставлять там де може виникнути підвищений тиск – н.ст. найнижчі точки траси водоводу, при гідравлічних ударах.

Рис. 1. Засувки

Рис. 2. Вентиль (а прямий), (б косий).

Вантузи – для автоматичного випуску повітря із трубопроводу. Їх встановлюють на найвищих точках. Деколи для впуску повітря в пожежних частинах малих трубопроводівколи там є вакуум (рис. 5.7).

Зворотні клапани для автоматичного перекривання потоку при зворотньому русі води в трубопроводах установлюють перед насосами на водопровідних лініях і на лініях для відключення В.Б (рис. 5.8).

Водорозбірна арматура – це арматура внутрішніх водопроводів – водорозбірні крани, змішувачи та зовнішніх – водорозбірні колонки і пожежні гідранти (рис. 5.9, 5.10).

Пожежні гідранти служать для відбору води на пожежегасіння (наземні та підземні). За п.8.16 СНиПа 2.04.02-86 ПГ встановлюють на відстані L = 5 м від стін будівлі, та L = 2,5 м від проїзної частини дороги.

Найбільш поширеним є підземний гідрант московського типу ПГ-5

(автор Н.П.Зімін). Гідрант встановлюють на фланець пожежної підставки. Висота колонки гідранта 0,75 .. 2,5 м, на відстані 0,4 м встановлюються кришка. Зверху на гідрант, знявши кришку, накручують пожежну колонку.

Гідрант-колонка – це суміщена водорозбірна колонка і пожежний гідрант. Коли виникає пожежа то воду відбирають рукавами d = 77 мм через спеціальні відводи. Опір колонки становить Sк = 0.23х105 с2/м5.

Деталі водопровідної мережі

Арматура зовнішніх водопровідних мереж встановлюється у водопровідних колодязях чи камерах. В колодязі є: робоча камера і горловина, яка перекривається кришкою люка. У колодязях, що розташовані на проїзній частині – кришка важка і встановлюється в рівень з покриттям. Якщо d 2 м – колодязь круглий. Будують його із залізобетону, бетону, цегли, бутового каменю. В основному діаметри колодязів бувають d = 1; 1,5 і 2 м. Для круглих колодязів використовують кільця висотою 0,6; 0,9 і 1,2 м, а для прямокутних панелі розміром від 2х2,5м до 4х4,5м висотою h = 0,6, 0,9 і 1,8 м. Кришки утеплюють. В мокрих грунтах роблять зовнішню гідроізоляцію днища і стін на 0,5 м. вище рівня грунтових вод, а в просідаючих грунтах – внутрішню гідроізоляцію і водостійкий замок.

Параметри колодязів залежать від діаметрів труб, арматури, фасонних частин, що розташовують в них.

Коли відомі діаметри труб, на схемі мережі розміщують водопровідну арматуру і виконують деталювання (це монтажна схема мережі і водоводів на якій показують всю арматуру, фасонні частини, контури колодязя, вводи на підприємствах, трубопроводи).

Схема розміщення арматури показана на рис.

Пожежні гідранти встановлюють на перехрестях і на відстані Lг < Rг. Rг – радіус дії гідранта, що визначається за формулою

Rг = kL + Rк – Hб

де k - коефіцієнт, що враховує повороти і зміни (k = 0.9);

L – довжина рукавів, м. (L 200 м – при автонасосах, L = 100 .. 150 м – при мотопомпах та водопроводах високого тиску);

Rк – радіус дії компактної частини струменя (Rкмін = 17 м); Нб – висота будинку, м.

Рис. 3. Пожежний гідрант.

Рис. 4. Пожежна колонка.

Рис. Установка пожежного підземного гідранта у водопровідному колодязі (1 – гідрант; 2 – водопровід; 3 – ходові скоби).

Гідравлічні розрахунки водопровідних мереж

Розрахунок проводять тільки для магістральних ліній.

Водопровідні мережі повинні подати Q(розр) на Н(необ). Забезпечити безперебійну і надійну роботу. Системи повинні бути економічними.

Послідовність проектування водоводів та водопровідних мереж наступна:

1) трасування водопровідної мережі та водоводів до неї від джерел живлення;

2) позначення на мережі вузлових точок і визначення відборів води в них для розрахункових режимів роботи мережі;

3)попередній розподіл витрат води на ділянках мережі;

4)визначення економічно найвигідніших діаметрів труб кожної

ділянки мережі і втрат напору в них при розрахункових режимах роботи системи;

5) визначення фактичних витрат (Q) і втрат напору на кожній ділянці мережі (ув’язувальні розрахунки кільцевих водопровідних мереж за втратами напору);

6) побудова п’єзометричних ліній на ділянках мережі для розрахункових режимів роботи системи;

7) визначення потрібної висоти ВБ та підбір насосів, що живлять водопровідну мережу, за розрахунковими подачею та напором.

Розрахунки водопровідних мереж проводять для того щоб вибрати найбільш економічно вигідні діаметри труб та визначити втрати напору в них, щоб розрахувати елементи ВБ та НС.

Всі розрахунки проводять на 2 режими:

а) в звичайний час ( Qр = Qг.п. + Qвир. + Qдуш ); б) при пожежі ( Qр = Qг.п. + Qвир. + Qпож ).

Розрахунки ведуть з урахуванням місця положення водонапірної

башти :

а) якщо башта на початку мережі :

Розрахунок ведуть:

1)на подачу Qмах господарсько-виробничих;

2)на подачу Qмах господарсько-виробничих і Qпож..

б) якщо башта на кінці мережі:

1)на максимальний водорозбір без пожежі ( вода подається з двох

боків – від Н.С. ІІ п. Та В.Б.); ( Qмах).

2)на максимальний транзит в башту ( Qmin водосп.);

3)на максимальний водорозбір при пожежі ( Qрозр. пожежі ).

Порядок гідравлічного розрахунку водопровідної мережі з В.Б. на початку мережі без пожежі.

1) визначаємо рівномірно розподілені витрати.

Для цього від загальних витрат віднімають зосереджені витрати.

n

Q Qзаг. Qзос. (5.1) i 1

де n – кількість зосереджених витрат; 2) визначаємо питомі витрати води :

		q		Q		(5.2)
				l
	l
де		- довжина всіх ділянок;
3)	визначаємо рівномірно розподілені витрати:
		Qшл = q lділянки,
4) визначаємо вузлові витрати:
		qвузл. = 0,5			Qшл. , де			Qшл – сума шляхових відборів, що

прилягають до цього вузла.

5)до вузлових витрат додаємо зосереджені (qв + Qгос).

6)виконуємо попередній розподіл витрат по ділянках мережі. Правило розподілу – сума витрат води, що підходять до кожного вузла дорівнює сумі витрат, які виходять з вузла. Розподіл витрат починається від диктуючої точки, тобто кінцевої точки подачі води. Перед розподілом витрат намічаємо напрямок потоків у мережі.

7)визначаємо діаметри труб ділянок мережі:

	d	4Q
		V

Економічно вигідні швидкості приймаємо :

-для малих діаметрів Vкр = 0,7 .. 1 м/с;

-для великих діаметрів Vкр = 1 .. 1,2 м/с;

-для пожежних трубопроводів Vкр = 2 .. 2,5 м/с.

При збільшенні швидкості збільшуються втрати напору, а значить зростають втрати електроенергії на подачу води.

8)визначаємо втрати напору розрахункових ділянок за формулою:

hд = АlдQд2 ,

де А – опір одного погонного метра труби; lд – довжина розрахункової ділянки;

Qд – витрата води розрахункової ділянки.

9)ув’язка мережі:

При ув’язці кілець мережі обов’язково повинні враховуватись два правила:

1)

q = 0 – для вузла (та кількість води, що прийшла у вузол, повинна

бути відібраною із вузла);

2)

h = 0

- для кільця (всі втрати напору із знаком “+” складаються із

втратами напору із знаком “-“).

Позначаємо напрямок за годинниковою стрілкою „+”, а проти „-”. Сума

всіх втрат напору по довжині повинна бути рівною нулю, або:

h h.

1) якщо

+

h

, то

витрати

Qшл

на

ділянках

з

–

h

збільшуємо

на

величину поправочних витрат q ;

2) якщо

–

h

, то

витрати

Qшл

на

ділянках

з

–

h

зменшуємо

на

величину поправочних витрат q , а на ділянках з + h

необхідно збільшити

на

q

.

q

визначаємо за формулою:

q

h

,

де Si

– опір розрахункової

n

2 SiQi 1

i 1

ділянки ( S = Al );

Qi – витрати води по ділянках.

Ув’язка кілець продовжується поки h hдоп.

hдоп. 0,5м - для одного кільця при Qmax господарське.hдоп. 1.0м - для всього контуру мережі при пожежі.

Вимоги до водопровідних систем з урахуванням ймовірних надзвичайних ситуацій

При експертизі проектів та обстеженні об’єктів представники Держпожнагляду користуються збірниками керівних нормативно-технічних матеріалів по питаннях протипожежної охорони (збірник “Пожежна безпека” №7, до складу якого входять витяги зі СНиПа 2.04.01-85 та СНиПа 2.04.0284).

З урахуванням ймовірних надзвичайних ситуацій для забезпечення життєдіяльності людини повинні використовуватись наступні вимоги:

1.При проектуванні систем водопостачання передбачити 2 джерела водопостачання: одне поверхневе, а друге підземне; допускається використовувати і одне поверхневе джерело з улаштуванням водозаборів з двох створів, що виключає можливість одночасної перерви подачі води.

2.В напірно-регулюючих та запасних ємкостях зберігати недоторканий запас води в 2 рази більший ніж розрахунковий.

3.Розрахункову кількість пожеж прийняти на одну більше ніж вказано в п.2.12,2.22,і 2.23 ( за виключенням де q≤15 л/с).

4.Для підвищення надійності роботи системи водопостачання, слід замінити водонапірні башти на резервуари та влаштувати їх на різних площадках.

5.Передбачити на станції водопідготовки обвідні лінії для подачі води в мережу, минаючи споруди. Відстань її від інших споруд не менше 5м.При цьому необхідно передбачити найпростіший пристрій для знезараження води ( хлорування).

6.Для зменшення зусиль в трубопроводах, при надзвичайних ситуаціях, слід підвищити податливість трубопроводів за рахунок використання компенсаторів та вибору типів вузлових кріплень і конструкцій по пропуску труб через стіни споруд.

7.Міцність зварних з`єднань повинна бути не нижче міцності труб.

8.Водоводи у дві чи більше ліній слід прокладати на різних площадках.

9.Кількість ліній водоводів повинно бути не менше двох. Кількість переключень необхідно призначати виходячи із умови виникнення на водоводах двох аварій. водопровідні мережі проектуються кільцевими.

10.Місця встановлення вантузів та випуски на водоводах необхідно вибирати з урахуванням очікуваних деформацій основ.

11.Допускається сумісна прокладка трубопроводів в тунелях або каналах з урахуванням дії деформації земляної поверхні.

12.Для захисту підземних трубопроводів на основі відповідних розрахунків деформації земної поверхні призначати наступні конструктивні міроприємства:

-ізоляція, що знижує силову дію грунту який деформується, на трубопровід.

-обсипка труб.

-збільшення товщини стінки труби.

-використання труб із більш міцних матеріалів.

-установка компенсаторів.

13.При обгрунтуванні допускається приймати наземну чи надземну прокладку водоводів і водопровідних мереж.

14.При проектуванні водоводів і систем водопостачання І та ІІ категорій в грунтах ІІ типу з можливим просіданням >20 см. слід передбачати стальні або пластмасові труби (використання розтрубних труб не допускається).

15.На водоводах і водопровідних мережах перед фланцевою арматурою слід передбачати установку в колодязях, каналах і тунелях рухомих стикових з’єднань

16.Для зменшення лобового тиску на стінки закритих резервуарів, що виникають від дії горизонтальних деформацій стиснення земної поверхні, необхідно передбачити обвалування споруд піщаним ґрунтом.

17.При деформації земної поверхні, для зниження впливу горизонтальних та вертикальних деформацій скальної основи споруд системи водопостачання, необхідно під їх днищем передбачити піщану або ґрунтову подушку.

Випробовування водопроводів перед здачею в експлуатацію

Приймання водопровідних ліній в експлуатацію повинні супроводжуватися:

1)перевіркою відповідності виконаних робіт проектові;

2)зовнішнім оглядом трубопроводів і всіх доступних елементів споруд;

3)гідравлічним випробовуванням або перевіркою актів на ці випробовування;

4)промиванням, дезінфекцією або перевіркою актів на ці роботи та

інше.

Тема 4. Внутрішні системи водопроводу

Внутрішні системи водопроводу. Класифікація. Схеми. Протипожежні вимоги до внутрішнього водопроводу, вводів у будівлю, водомірних вузлів. Трубопроводи, арматура: запірна, регулююча, водорозбірна. Способи прокладки трубопроводів. Аксонометричні схеми. Гідравлічні розрахунки (підбір діаметрів труб з урахуванням критичних швидкостей; визначення кількості пожежних кранів та відстані між ними; визначення необхідного вільного та гарантованого напорів; підбір насоса-підвищувача, пневматичних установок та регулюючих ємностей). Протипожежне водопостачання висотних будівель, виробничих будівель великих площ та будівель з масовим перебуванням людей. Вимоги СНиП до внутрішніх пожежних водопроводів.

Рекомендована література: 1 ,2, 3, 4, 6, 7, 10.

Внутрішнє водопостачання будівель Системи і схеми внутрішніх водопроводів

Системи внутрішнього пожежегасіння являються одною із важливих частин інженерного обладнання будівель. Незважаючи на міри, які приймають служби експлуатації будівель та пожежної охорони, кожен рік число пожеж і збитків від них, в останній час, мають тенденцію до збільшення. Без активної допомоги населення по локалізації пожеж, особливо в початковій їх стадії, до прибуття пожежних підрозділів зменшити ріст кількості пожеж навряд чи вдасться.

Тому при проектуванні внутрішнього протипожежного водопроводу завжди необхідно мати на увазі, що цією системою можуть користуватись не тільки професійні пожежні, але і жителі будинку або робочі і службовці, які знаходяться в будівлі в якій виникла пожежа.

По статистичним даним близько половини пожеж і загорянь було ліквідовано силами мешканців до прибуття пожежної варти підсобними засобами( внутрішні ПК, відра з водою і т.д.).

Ці дані показують важливість систем внутрішнього пожежегасіння, необхідність забезпечення правильного, надійного її функціонування.

Внутрішній водопровід може обслуговувати одну будівлю або групу будівель і споруд.

Границею, яка розділяє внутрішній і зовнішній водопровід, є загальний водовимірювальний пристрій.

Внутрішній водопровід будівель – це система трубопроводів і устроїв, яка забезпечує подачу води до санітарно-технічних приладів, пожежних кранів а також до спеціальних систем автоматичного і напівавтоматичного пожежогасіння – спринклерні та дренчерні мережі, які не мають водовимірювальних устроїв

Внутрішні водопровідні системи розподіляються:

-господарські;

-питні;

-господарсько-протипожежні;

-виробничо-технологічні;

-протипожежні;

-виробничо-протипожежні.

Системи внутрішніх водопроводів вибирають з урахуванням технології водоспоживання.

Розподільні мережі систем внутрішнього водопроводу можуть бути розділеними і об’єднаними.

При наявності окремої системи внутрішнього пожежегасіння і систематичних перевірках їх працездатності прискорюються процеси внутрішньої корозії трубопроводів протипожежного водопроводу із-за застою в них води і періодичної заміни її на свіжу.

Застій води в трубопроводах окремих протипожежних систем знижує її надійність в зимовий час.

Втаких же будинках трубопроводи господарсько-питного водопроводу, постійно які подають воду на водозбір, не підлягають дії внутрішньої корозії на протязі десятків років.

Вжитлових і громадських будинках стояки протипожежного водопроводу частіше за все прокладають в сходових клітинах. При тимчасовому порушенні теплопостачання будинків із-за аварій на теплових станціях або мережах, в котельнях або теплових пунктах сходові клітини швидко остигають і вода в непроточних пожежних стояках замерзає. Якщо ж пожежні стояки об’єднані з господарсько-питним водопроводом і по них забезпечується постійне протікання води, короткочасні аварійні перерви теплопостачання не приводять до замерзання води в них.

Тому найбільш широке розповсюдження в теперішній час отримали об’єднані системи господарсько-протипожежного водопроводу, в яких від насосної станції кварталу або мікрорайону вода для господарсько-питних потреб і для гасіння пожеж подається по одних і тих же водопроводах.

Внутрішня водопровідна мережа складається (рис.6.1.):

1) із вузлів приєднання внутрішнього водопроводу до трубопроводів зовнішньої водопровідної мережі;

2) ввода в будівлю;

3) водомірного вузла;

4) магістрального трубопроводу;

5) розвідних водопроводів (нижніх або верхніх);

6) водорозбірних стояків;

7) пожежних стояків;

8) господарсько-питної водорозбірної арматури;

9) пожежних кранів;

10) запірної і регулюючої арматури.

Схеми внутрішніх водопроводів

Внутрішні водопроводи по призначенню бувають:

-господарсько – питні;

-виробничі;

-протипожежні;

-об’єднані ( господарсько – протипожежні, господарсько – виробничо – протипожежні ).

Для забезпечення надійної роботи водопроводу необхідно підтримувати

	напір у внутрішній системі Нн.
	Нн = k ( Σ he + hвв ) + hліч + Hв + Hг,	(6.1)
де Σ he - втрати напору по довжині (Δz );
hвв	- втрати на вводі;
hліч	- втрати в лічильнику;

Hв - вільний напір у найвищій точці ( диктуючій точці );

Hг – геометрична висота точки ( відстань від осі водозбірного крана (пожежного крана) на верхньому поверсі до осі труби у оглядовому колодязі в місці приєднання до зовнішньої мережі).

Рис. Елементи внутрішнього водопроводу:

1.Магістральний трубопровід; 2. водомірний вузол; 3. ввід в будівлю;

4.розподільчий пожежний трубопровід (стояк); 5. пожежний кран; 6. побутові прибори; 7. розподільчий господарсько питний трубопровід (стояк).

k – коефіцієнт, що враховує втрати напору на місцеві опори ( k = 1,3 для, згідно СНиП 2. 04. 01 – 85, господарсько-питних вод, k = 1,2 - для об’єднаного господарсько-питних протипожежних, k = 1,15 - виробничо – протипожежних, k = 1,1 – протипожежний водопровід)

Служба експлуатації системи водопроводу ( водоканалу) забезпечує на певних ділянках гарантійний напір Нгар.

В залежності від співвідношення Нн та Нгар схеми водопроводу вибирають наступні:

якщо Ннпож < Нгар > Ннгосп