КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА ЗДАНИЙ

Лекция 2. Системы и схемы холодного водопровода

Выбор системы и схемы холодного водопровода. Характеристика систем холодного водопровода зданий. Зонные системы. Тупиковые и кольцевые сети внутреннего водопровода. Верхняя и нижняя проводка водопровода. Принципиальные схемы водопровода. Устройство вводов. Понятие о гарантийном и требуемом напоре.

СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА

КОНЦЕПЦИЯ ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА ЗДАНИЙ. ТРАДИЦИИ И ПРОБЛЕМЫ

Правильный выбор системы и схемы при проектировании определяет хорошее, надежное и долговечное функционирование всего оборудования водопровода здания. В истории развития водоснабжения изменился подход, менялись приоритеты отдельных задач. Основной задачей внутреннего водопровода считали подачу достаточного количества воды к санитарно-техническому прибору, расположенному в самых неблагоприятных условиях, т. е. ставили цель обеспечить максимальные расход воды и напор в системе в соответствии с принципом «лучше больше, чем меньше». Этот принцип соблюдался и в отношении качества воды. Так, в систему хозяйственно-питьевого водоснабжения подавалась и подается до сих пор вода исключительно питьевого качества несмотря на то, что ряд процедур вовсе этого не требует.

H_f -нормированный свободный напор у санитарных приборов; H_г - потери напора; H – гидростатический напор; H_g - наименьший гарантированный напор в наружной водопроводной сети; h - высота здания

Рис. 2.1. Эпюры напоров в водоразборном стояке при однозонной схеме (а) и при использовании напора наружной водопроводной сети (б)

По эпюре напоров в водоразборном стояке (рис. 2.1) отчетливо видно, что соблюдение названных требований приводит к значительному перерасходу воды и электроэнергии на нижних этажах. Если же при этом учесть плохие регулирующие характеристики современной водоразборной арматуры (при наличии клапана тарельчатого типа), то расход воды через арматуру нижних этажей окажется в несколько раз больше и уменьшение непроизводительных расходов воды может быть достигнуто зонированием водопровода.

При формировании водоснабжения как дисциплины на расходы воды отдельным водоразборным краном не обращали внимания, а считали, что показателем хорошего водообеспечения является наибольшее возможное увеличение удельного водопотребления на одного жителя города или населенного пункта; при этом упустили вопросы рационального водопотребления. Работа городской сети и внутреннего водопровода подчинена единой задаче - обеспечить нормальное водоснабжение потребителей, т. е. подать в каждый данный момент времени такое количество воды, какое требуется потребителям. Население самостоятельно и незамедлительно удовлетворяет свои потребности в воде без участия работников водопроводных предприятии. Открывая краны, они представляют свои заявки на подачу воды совершенного независимо один от другого в любые произвольные моменты времени и в течение любых промежутков времени. При этом не учитывали, что суммарная площадь живых сечений (т. е. изменяющихся) водоразборной арматуры превосходит в несколько раз суммарную площадь всех водопроводящих трубопроводов городской сети.

Комфортный уровень водоснабжения города в целом и отдельного водопотребителя может быть обеспечен с помощью значительно меньшего количества воды, чем расходуется сейчас, поэтому при изучении водообеспечения в первую очередь необходимо изучить разумные потребности и рациональное водопотребление.

Таким образом, внутренний водопровод является неотъемлемой частью сложного инженерного комплекса. Нормальное водоснабжение обеспечивается в том случае, если подача и потребление воды динамично уравновешены. Большая часть воды из системы коммунального водоснабжения отпускается на хозяйственно-питьевые и коммунально-бытовые нужды. Задачей внутреннего водопровода является обеспечение нормативного (рационального) расхода воды. Очевидно, что для этого необходимо, чтобы каждый водоразборный кран независимо от высоты его расположения работал при возможно равных свободных напорах. В первую очередь для этого должны правильно и обоснованно выбираться принципиальные схемы внутреннего водопровода и режимы работы повысительных установок, обеспечивающие наибольшую экономию воды и электроэнергии. Наверное, следует использовать меньшие диаметры поквартирных подводок к водоразборной арматуре (8-10 мм).

Процесс водопотребления из водоразборной арматуры должен учитываться, контролироваться и управляться (ограничиваться), в том числе и за счет улучшения гидравлических свойств всей единой водопроводной системы от насосов - повысителей напора до водоразборной арматуры.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДА ЗДАНИЙ

Выбор системы внутреннего водопровода прежде всего зависит от соотношения величины требуемого напора Н_г для подачи воды к водоразборной арматуре и избыточного Н_g в точке присоединения к городской (наружной) водопроводной сети.

По принципу действия внутренние водопроводы можно подразделить на системы: без повысительных устройств, с напорно-запасными баками, с повысительными насосами, с комбинацией напорно-запасных баков и повысительных центробежных насосов, с гидропневматическими установками; зонные системы.

Системы без дополнительных устройств для повышения напора (рис. 2.2, а) наиболее желательны, так как используется напор насосов городской водопроводной сети. Применение систем возможно при соблюдении условия Н_в>Н_g. В связи с повышением этажности современных зданий подобная система встречается все реже и реже.

Системы с водонапорными баками (рис. 2.2,б) применяются при периодическом недостатке напора в городской сети, т.е. H_g=var, H_g>H_r и Н_g<Н_г.

Когда напор достаточен для подачи воды потребителям (т.е. при Hg>H_r), вода подается и к водоразборным кранам и в напорно-запасный бак. Когда же напор в городской сети снижается ниже расчетной величины (т.е. Hg<H_r), вода самотеком поступает к потребителю из баков, расположенных в самой высокой точке здания.

Эти системы рационально используют энергию насосов городского водопровода, аккумулируя воду и избы» ток напора при уменьшении водопотребления в ночные часы. К недостаткам систем следует отнести возможность ухудшения качества воды при использовании открытых баков и плохой эксплуатации и др.

Системы с повысительными насосами (рис. 2.2, в) применяются в тех случаях, когда напор в городской водопроводной сети недостаточен (постоянно или периодически) для нормальной работы внутреннего водопровода. Насосы устанавливают на обводной линии с таким расчетом, чтобы они включались в работу только при недостатке напора в городской сети. Эти системы повышения напоров получили наибольшее распространение. Опыт многолетней эксплуатации показал, что они обладают чрезвычайно низким коэффициентом полезного использования электроэнергии, так как насос - повыситель напора работает постоянно независимо от того, есть ли потребность в воде в данный момент времени.

1 - ввод водопорвода; 2- водосчетчик; 3 - магистральный трубопровод; 4 - распределительный трубопровод; 5 - поквартирная сеть; 6- водоразборная арматура; 7- обратный клапан; 8 - подающий стояк; 9 - разводящий трубопровод из бака; 10 - трубопровод переменного направления; 11 - водонапорный бак; 12-центробежный насос; 13- гидропневматическая установка

Рис. 2.2. Система без дополнительных устройств для повышения напора (а), с водонапорным баком (б), с повысительными насосами (в), с напорно-запасными баками и дополнительными насосами (г) и с гидропневматическими установками (д)

Комбинированные системы с напорно-запасными баками и дополнительными насосами (рис. 2.2, г) устраиваются в случаях, когда напора в городской сети постоянно недостает для нормальной работы внутреннего водопровода и постоянная эксплуатация повысительных насосов экономически нецелесообразна из-за большой неравномерности водопотребления внутри здания. В подобных установках емкость бака находится в прямой зависимости от характера (ручной или автоматизированный) пуска насоса в действие. При автоматизации пуска емкость стремится к наименьшему значению. В последние годы в связи с повышением стоимости энергии эти системы находят все большее число сторонников.

Системы с гидропневматическими установками (рис. 2.2, д)не имеют недостатков, присущих системам с баками. Они достаточно просты по конструкции, гигиеничны и удобны в эксплуатации, не так дороги, как принято считать. Эти системы позволяют регулировать давление по времени суток и в зависимости от требуемых расчетных пределов. Системы с гидропневматическими установками незаслуженно не получили распространения.