Розрахунок внутрішнього водопроводу будівель і споруд

Тупикові мережі застосовують у будівлях, де допускається перерва в подачі води у разі виходу з ладу частини або всієї мережі водопроводу. Це можуть бути житлові, адміністративні, а іноді і виробничі будівлі.
Кільцеві мережі застосовують у будівлях при необхідності забезпечення надійного і безперебійного постачання водою споживачів. Кільцеві мережі приєднують до зовнішнього водопроводу кількома вводами так, що в разі відключення одного з них, подача води в будинок не припиняється.
Комбіновані мережі, які з кільцевих і тупикових магістральних трубопроводів, застосовують у великих будинках з великим розкидом водорозбірних пристроїв.
Зонні мережі представляють собою кілька мереж в одній будівлі, з'єднаних один з одним або роздільних. Мережі окремих зон можуть мати самостійні вводи та установки для підвищення напору. В окремих будівлях (висотних) може знайти застосування багатозонна мережу. У нижній точці мережі (у арматури) кожної зони з метою забезпечення її міцності гідростатичний напір не повинен перевищувати 60 м.
При нижньої розведенню магістральні трубопроводи розміщують у нижній частині будівлі, а при верхньому розведенні - на горищі або під стелею верхнього поверху. Пристрій мережі з верхньою розводкою може бути дешевше, ніж з нижньою. У той же час при прокладці магістралей на неопалюваному горищі потрібні додаткові витрати на утеплення трубопроводів.
Схема мережі внутрішнього водопроводу вибирається з урахуванням розміщення водорозбірних пристроїв в планах кожного поверху, режимів подачі та споживання води, надійності постачання споживачів водою, а також техніко-економічної доцільності. Особливу увагу при проектуванні приділяється раціональному розміщенню санітарно-технічних пристроїв в будівлі [3, стор 224-225].

1.3 Системи внутрішнього гарячого водопостачання будівлі

Гарячу воду витрачають на побутові та виробничі потреби. У залежності від призначення її споживають у суміші з холодною водою або самостійно. Якість гарячої води, що витрачається на побутові потреби, повинна відповідати ГОСТ 2874-73 «Вода питна». Що надходить у систему гарячого водопостачання вода не повинна бути жорсткою та агресивною по відношенню до матеріалу труб. Вміст кисню, розчиненого у воді, не повинно перевищувати 5 мг / л, вільної вуглекислоти - 20 мг / л.
Система гарячого водопостачання являє собою систему пристроїв і трубопроводів, призначених для підігріву води до розрахункової температури та подачі споживачам з необхідною витратою і напором за умови надійної та безперебійної роботи.
За радіусу дії системи гарячого водопостачання поділяються на централізовані і місцеві.
Місцеві системи влаштовуються для одного або групи невеликих будівель, де вода нагрівається безпосередньо у споживачів. До місцевих систем гарячого водопостачання відносяться системи:
· Системи з газовими водонагрівачами;
· Системи з дров'яними водогрійними колонками;
· Системи з електричними водонагрівачами.
У централізованих системах гарячого водопостачання воду готують для низки споживачів в одному місці і транспортують її по трубах до місць споживання. Ці системи поділяють:
· За способом отримання гарячої води - з безпосереднім нагріванням води в котлах, з нагріванням її в подогревателях із застосуванням теплоносія (пара, перегріта вода);
· За способом подачі гарячої води - система без баків акумуляторів, що забезпечує подачу гарячої води споживачам без розриву струменя (під тиском міського водопроводу), і система з баками-акумуляторами, що забезпечує подачу гарячої води споживачам через напірні баки, висота розташування яких створює потрібний напір у системі;
· За способом руху води в системі - з природною циркуляцією під дією гравітаційного натиску і штучною - спонукальної за допомогою циркуляційного насоса.
У систему централізованого гарячого водопостачання входять наступні елементи: генератор тепла; водопідігрівач; трубопроводи теплоносія, що з'єднує генератор тепла з водопідігрівачем; трубопроводи, які розводять гарячу воду споживачам; мережеві пристрої (компенсатори лінійних подовжень, воздухоотводчики); арматура (водорозбірні, запобіжна, запірна); акумулятори (баки); насосні установки; контрольно-регулювальні пристрої (регулятори витрати, температури).
Мережі трубопроводів централізованого гарячого водопостачання складаються з подавальних та циркуляційних трубопроводів.
Циркуляційні трубопроводи влаштовують для природної або штучної циркуляції води в мережі через водопідігрівач, щоб при відсутності або недостатньому водорозборі вода не остигала [3, стор 263-267].

1.4 Системи внутрішньої каналізації

Залежно від характеру забруднень відвідних стічних вод розрізняють системи побутові, виробничі, об'єднані та дощові.
Побутова система каналізації призначена для відведення побутових стічних вод від миття, ванн, душів та інших санітарних приладів.
Виробнича система каналізації призначена для відводу виробничих стічних вод. Залежно від виду та концентрації забруднень виробничих стічних вод їх можна відводити по одному або декільком внутрішніх мережах.
Об'єднана система каналізації призначена для спільного відведення побутових і виробничих стічних вод у внутрішньоквартальну каналізаційну мережу і далі в систему зовнішньої каналізації.
Внутрішні водостоки призначені для відведення дощових і талих вод з покрівель будинків.
Система внутрішньої каналізації складається з наступних елементів:
· Приймачі стічних вод;
· Мережа трубопроводів (відвідні лінії, стояки, колектори, випуски);
· Місцеві установки для перекачування або попереднього очищення стічних вод.
Так само системи внутрішньої каналізації обладнують пристроями для вентиляції, для чищення у разі засмічень і для захисту приміщень від проникнення з каналізаційної мережі шкідливих і погано пахнуть газів.
Відведення стічних вод може здійснюватися також за відкритим чи закритим каналах і лотках у відповідності до санітарних вимог.
Стічні води відводяться, як правило, самопливом під внутрішньоквартальну каналізаційну мережу. Якщо територія виробничого або громадського об'єкта має межі, то стічні води поступають спочатку в дворову мережу, а далі в зовнішню каналізаційну мережу населеного пункту [3, стор 271-273].

1.5 Трасування і пристрій мережі внутрішньої каналізації

Мережа внутрішньої каналізації, що складається з відвідних трубопроводів від приладів (приймачів стічних вод), із стояків, колекторів (горизонтальних трубопроводів, які об'єднують кілька стояків), витяжних труб, випусків і внутрішньоквартальної мережі, прокладають з дотриманням таких правил.
Відвідні трубопроводи прокладають по стінах вище підлоги, а іноді під стелею нижче розташованого нежитлового або громадського приміщення у вигляді підвісних ліній або ж у междуєтажном перекритті, якщо конструкція і товщина його дозволяють це зробити. При підвищених вимогах до обробки приміщень підвісні трубопроводи маскують шляхом влаштування підшивних стель, коробів.
При сучасному будівництві з застосуванням частин будівель заводського виготовлення з бетону та залізобетону та індустріальних методів монтажу прокладку відвідних каналізаційних трубопроводів здійснюють не в міжповерхових перекриттях, а в борознах, нішах стін, монтажних шахтах, панелях і монтажних коридорах. У перших поверхах будинків при відсутності підвалів відвідні трубопроводи (і колектори) прокладають у спеціальних каналах.
Всі відвідні трубопроводи прокладають по найкоротшій відстані з установкою на кінцях і на поворотах прочищень.
Каналізаційні стояки, що транспортують стічні води від відвідних ліній в нижню частину будівлі, розміщують поблизу приймачів стічних вод (в туалетах, кухнях). Приймачі стоків приєднують до труб з установкою між ними гідравлічних затворів (сифонів). Розміщують приймачі по поверхах будівлі один над одним з метою зменшення загального числа стояків.
По всій висоті каналізаційні стояки повинні мати однаковий діаметр, не менший найбільшого діаметра випуску приєднуються до них приймачів стічних вод. Стояки розміщуються відкрито - біля стін і перегородок (ближче до кута) або приховано - в монтажних шахтах, блоках, кабінах (ближче до унітазів).
Випуски, що відводять стічні води від стояків за межі будівлі під внутрішньоквартальну каналізаційну мережу, укладають із забезпеченням плавних приєднань до стояків (двома відводами по 135є або видовженими відводами). Трубопроводи, що прокладаються в холодних приміщеннях, утеплюють.
Глибину закладення труби випуску визначають з урахуванням:
· Кордону промерзання грунту (низ труби може бути розташований вище межі промерзання на 0,3 метра);
· Наявності приймачів стічних вод, розташованих у підвальних приміщеннях (при відведенні стоків у випуск самопливом);
· Запобігання труби від механічних ушкоджень (у місцях проїзду наземного транспорту глибина закладання повинна бути не менше 1 метра).
Найбільша довжина труби випуску від стояка або від прочищення до осі оглядового колодязя приймається в залежності від діаметра труби випуску.
Найменша довжина труби випуску від зовнішньої стіни до оглядового колодязя приймається в залежності від грунтів: для твердих грунтів 3 метри, для макропористий просідаючих грунтів 5 метрів.
У будівлі з експлуатованим підвалом або з технічним підпіллям висотою не менше 1,6 метра в окремих випадках може встановлюватися один торцевий каналізаційний випуск для всіх стояків. Діаметр труби загального випуску та збірного колектора визначається гідравлічним розрахунком.
У грунтах із значною просадністю труби випуску прокладають до оглядового колодязя в сталевих (чавунних) футлярах, стикові з'єднання встановлюють на гумових кільцях.
Для прокладки труби випуску в стіні фундаменту залишають отвір, що забезпечує зазор навколо труби не менше 0,2 метра. Зазор закладають водогазонепроніцаемим матеріалом (глиною та ін) з установкою гільзи.
На відвідних лініях від приймачів стічних вод, що розміщуються в підвалах нижче за позначку люка найближчого оглядового колодязя, обов'язково встановлюють засувки, що запобігають виливши стічної рідини в приміщення при засмічення внутрішньоквартальної каналізаційної мережі.
Санітарні прилади котелень та теплових пунктів (унітаз, раковина), встановлені в підвалах, допускається приєднувати до внутрішньоквартальної мережі самостійним випуском без пристрою стояка, але з обов'язковим встановленням засувки.
Внутрішньоквартальну мережу каналізації прокладають паралельно зовнішніх стін будинку, по найкоротшому шляху до вуличного колектора, з найменшою глибиною закладання труб за правилами влаштування зовнішніх каналізаційних мереж. Глибина закладення внутрішньоквартальної мережі визначається відміткою найбільш заглибленого (диктує) випуску з будівлі. Диктуватиме буде випуск, що приймає стоки від приймачів, встановлених у підвалі. Діаметр труб внутрішньоквартальної мережі зазвичай приймають не менш 150-200 мм. Розрахунок внутрішньоквартальних мереж проводиться за нормами і правилами проектування внутрішньої каналізації (СНіП 2.04.01-85 *) [3, стор 284-286].

1.6 Водоспоживання

Використання технічної води в промисловості
Технічна вода на промислових підприємствах використовується за трьома напрямками.
1) Від 70 до 89% води, що надходить на технічні цілі, використовується на промислових підприємствах як хладоагента, що охолоджує продукцію в теплообмінних апаратах, або для захисту окремих елементів установок та машин від надмірного нагрівання.
2) Від 5 до 12% технічної води використовується для очищення продукції або сировини від домішок, а також в якості транспортує середовища.
3) Від 10 до 20% технічної води втрачається за рахунок випаровування або входить до складу виробленої продукції (пар, цукор, хліб тощо).
Вимоги до якості технічної води
По економічних міркуваннях, вимогам екології, а також обмеженим запасами води в природних джерелах на промислових підприємствах рекомендується споруджувати оборотні системи технічного водопостачання. У оборотних системах технічного водопостачання вода використовується багаторазово.
У залежності від зміни якості води в процесі її використання оборотне водопостачання підрозділяється на:
1) «чисті цикли» - для води, яка при використанні тільки нагрівається;
2) «брудні цикли» - для води, яка тільки забруднюється;
3) «змішані цикли» - для води, яка при використанні одночасно і нагрівається, і забруднюється.
Для промислових підприємств першої групи технічна вода регламентується граничною температурою води, що використовується. Її оптимальне значення 15 ⁰ С.
Вода, що використовується як середовище для відмивання і гідротранспортування матеріалів, звільняється тільки від грубодисперсної суміші. Це відноситься до споживачів другої групи.
Для споживачів третьої групи вода повинна бути хімічно очищеної і загальний вміст солей в ній не повинно перевищувати 100-2000 мг / кг у залежності від тиску виробляється пара.
Практично всі споживачі технічної води не пред'являють особливих вимог до її кольору, запаху, присмаку та утримання бактерій.
Для гасіння пожеж і внутрішніх загорянь використовується вода практично будь-якої якості.
Використання господарсько-питної води
Для господарсько-питного водопостачання вода повинна відповідати ГОСТ 2874-73 «Вода питна», тобто повинна бути прозорою, не мати запахів, поганих присмаків і не повинна містити хвороботворних бактерій. Вміст солей в цій воді може доходити до 7 мг-екв / л.
Основні показники якості господарсько-питної води
1) Мутність (Вміст завислих речовин). Кількість зважених речовин у воді, яка подається для господарсько-питних цілей повинно бути менше 1,5 мг / л.
2) Кольоровість питної води повинна бути менше 20 град.
3) Запахи і присмаки води. При підігріванні питної води від t = 20єС до 60єС вона не повинна мати запах більше 2 балів і присмак більше 2 балів.
4) Температура води. Для питних цілей бажана вода з t = 7-12єС.
5) Жорсткість води обумовлюється вмістом солей кальцію Ca і магнію Mg. Розрізняють карбонатну і некарбонатну. Сумарна жорсткість води називається загальною жорсткістю. Загальна жорсткість господарсько-питної води повинна бути менше 10мг-екв / л.
6) Вміст газів: кисню О _2, вуглекислоти СО ₂ і сірководню H ₂ S. Присутність H ₂ S в господарсько-питній воді не допускається.
7) Вміст з'єднань заліза. У господарсько-питної воді вміст заліза повинно бути менше 0,3 мг / л.
8) Зміст азотистих сполук. У питній воді вміст нітратів повинно бути менше 10 мг / л.
9) Вміст сульфатів і хлоридів. Гранично допустимий вміст у воді сульфатів одно 500мг / л, хлоридів - 350 мг / л.
10) Вміст фтору. Вміст фтору у питній воді має бути 0,7-1,2 мг / л.
11) Зміст розчинених речовин (сухий залишок). У воді для господарсько-питних цілей сухий залишок повинен бути менш 1000мг / л.
12) Активна реакція води (рН). Господарсько-питна вода повинна мати рН = 6,5-8,5.
13) Бактеріальна забрудненість води. Питна вода не повинна містити більше 100 бактерій в 1 мл.
Розрахункове споживання господарсько-питної води
Витрати води на господарсько-питні потреби повинні проводиться відповідно до вимог СНиП 2.04.01-85 *.
Витрати води на господарсько-питні потреби промислових підприємств повинні визначатися відповідно до СНіП 2.04.01-85 * та СНиП 2.09.02-85.
Вибір джерела господарсько-питного водопостачання повинен проводиться відповідно до вимог ГОСТ 17.1.1.04-80 [1, стор 3].

2. Визначення розрахункових витрат води

При проектуванні системи водопостачання будь-якого об'єкта перш за все повинно бути визначено, скільки води і якої якості потрібно подавати даному об'єкту. Для вирішення цього завдання необхідно найбільш повно врахувати всі категорії можливих споживачів і встановити їх вимоги до кількості та якості води, що подається.
Вода витрачається різними споживачами на найрізноманітніші потреби. Проте більшість видів використання води в народному господарстві може бути зведене до наступних основних категоріях:
а) господарсько-питні потреби людей (жителів населених пунктів і робітників під час їх перебування на виробництві);
б) виробничі потреби, пов'язані з використанням води в технологічних процесах різних виробництв, і інші технологічні потреби;
в) витрати води, пов'язані із забезпеченням благоустрою населених пунктів і промислових підприємств: поливання і миття вулиць і площ, поливання зелених насаджень, газонів і т.п.;