Что такое система водоснабжения
Виды систем водоснабжения
В этой статье мы ответим на вопрос, какие существуют системы водоснабжения. Назовем и опишем типы с учетом их разделения по следующим основным критериям.
Сразу отметим, что схемы систем водоснабжения составляются индивидуально в каждом конкретном случае. На вопрос, что войдет в систему водоснабжения, инженеры отвечают на этапе проектирования. Состав той или иной сети зависит от большого количества факторов. Среди них:
Какие бывают системы водоснабжения
Какие существуют системы водоснабжения в зависимости от количества потребителей
Начнем с того, что системы водоснабжения бывают централизованными и автономными.
Виды систем водоснабжения по назначению
По назначению системы водоснабжения делят на 5 видов.
Виды систем водоснабжения в зависимости от типов источников воды
Виды систем водоснабжения в зависимости от методов подачи воды
Здесь выделяют следующие типы систем водоснабжения.
Виды систем водоснабжения по характеру использования воды
Вода на промышленных объектах может использоваться по-разному. По этому критерию системы водоснабжения разделяют на три вида.
Виды систем водоснабжения по комплексности обслуживания потребителей
Системы водоснабжения бывают объединенными, неполно-раздельными и раздельными.
В заключении
В заключении стоит отметить, что в состав систем водоснабжения могут входить трубы и фитинги, изготовленные из различных материалов. При прокладке используют стальные, чугунные, медные, металлопластиковые конструкции, а также коммуникации, изготовленные из полиэтилена низкого давления. Последние в настоящее время встречаются чаще всего. Это обуславливается следующими преимуществами ПНД-труб.
Что такое водоснабжение
Водоснабжение – это процесс обеспечения горячей и холодной водой населения, производственных объектов, сельского хозяйства и установок пожаротушения. Если комплекс организационно-технических мероприятий по водоподаче организован правильно, потребители получают качественную воду вовремя и в необходимом объеме, а экосистема не нарушается.
Область применения
Водоснабжение — это забор, подготовка и транспортировка воды к потребителям
Вода идет на разные нужды, которые сводятся к трем параметрам:
Такая классификация по назначению применяется ко всем системам водоснабжения. Противопожарную сеть дополнительно оборудуют специальной техникой и гидрантами. Обычно ее делают тупиковой, благодаря чему магистраль можно объединять с бытовым и производственным снабжением.
Питьевое водообеспечение не совмещается с объектами, которые транспортируют воду технического предназначения.
По возобновляемости источников водоснабжающие сети подразделяют на оборотные и однократного применения. Классификация водообеспечения также предполагает разделение на холодные системы водоснабжения и ГВС.
Актуальные требования
Качество питьевой воды регламентируется СанПиН 2.1.4.1074-01. Основное требование санитарных норм – вода не должна представлять опасность в эпидемиологическом и радиационном плане. Она должна быть безвредной по химическому составу и обладать приятными органолептическими показателями. Качество водной среды должно соответствовать гигиеническим нормам до подачи в распределители и в водоразборных точках водопроводной сети.
В отношении технических норм к водоносным трубопроводам СНиПы и ТКП предъявляют такие требования:
Выполнение требований достигается грамотным подбором конфигурации водопровода и материала труб, а также правильным определением технологических и экономических характеристик всех деталей магистрали.
Источники водоснабжения
Источники могут быть поверхностными или глубинными. К первым относят озера, реки, пруды, водохранилища, ко вторым – скважины и колодцы.
Требования к водоснабжающим источникам:
К подбору источника подходят ответственно, ведь он обусловливает характер системы, определяющий затраты на ее монтаж и работу.
Устройство систем водоснабжения
Система центрального обеспечения водой применяется для массового снабжения потребителей от единой сетки. Применяется в городах и ПГТ. Однако возможно подключение домов в сельской местности, но подобное случается редко.
Централизованные системы, как правило, исполняются в виде кольцевых сетей, снабжающихся водой от двух и более водонапорных башен. Это позволяет выполнять обеспечение всех водозаборных точек в случае аварийной ситуации либо проводить ремонтные работы на отдельном участке водоподающей магистрали.
Сооружения для очистки, забора и подъема воды подают ее потребителям, находящимся в зоне их действия, по заблаговременно согласованному графику. Если подключение к общегородскому трубопроводу невозможно, возникает необходимость обустроить автономную водоподающую сеть частного дома.
Схема создания выглядит так:
От этой системы водопровод производит распределение чистой воды по потребителям.
В местах с регулярными скачками напряжения в электрической сети обустройство водоподачи выполняется с использованием накопительного бака. Принцип действия децентрализованной системы подобного типа заключается в следующем:
Нецентрализованные виды водообеспечения подходят для частных домов с малым числом потребителей. Они бывают зимними и летними. В первом случае укладка водопровода ведется капитально в домах с постоянным проживанием. Второй вариант годится для сезонных работ: автоматизации полива огорода, водоподачи в душевую, дачный домик, баню. Стоимость монтажа здесь гораздо меньше.
Капитальный водопровод под ключ стоит минимум 85000 рублей – возможно, для дачи стоит остановиться на летнем варианте. Его реально обустроить в десять раз дешевле.
Типы водопровода
Водопроводные сети подразделяются на наружные и внутренние. Первые необходимы для доставки воды от источников либо хранилищ к пользователю. Они прокладываются над поверхностью земли или заглубляются в грунт. Поверхностный способ монтажа – недорогой и быстрый. Трубопровод закрепляют на возвышенных опорах и выполняют утепление. Если же план прокладки предусматривает магистральное пересечение, установку водопровода проводят закрытым способом – под землей в туннелях либо траншеях.
Внешняя система собирается из устройств, которые отвечают за очищение, хранение воды и насосного оборудования. Фильтрация производится не только при всасывании, но и в самой внешней водопроводной магистрали.
Если ветки водоподачи проводят в местности с большими рельефными перепадами, устройство единой сети нерационально. При спуске воды с самой высокой точки на низком участке возникает сильный напор, который может повредить коммуникационные сооружения. В этом случае обустраивают зонный трубопровод. Количество зон и способы установки насосного оборудования определяются в зависимости от рельефа местности и напора водного потока на каждом участке.
Внутренний водопровод состоит из основной линии и отходящих от нее ответвлений, которые проходят внутри здания и подключаются к водозаборным точкам. Для его трассировки требуется внимательно изучить поэтажные планы строения, подвала либо технического подполья.
Поскольку наружный водопровод может иметь различное давление, водоподающую сеть внутри здания обустраивают по двум схемам:
Устройство сети | Подача воды | Обязательные элементы | Особенности эксплуатации |
Без повысительных насосов. | За счет давления во внешней магистрали. | Ввод, водомер, трубы, стояк и подводка. | В большинстве загородных домов и невысоких городских строений. |
С насосами, действующими периодически либо постоянно. | За счет действия напорного оборудования. | Помимо перечисленных выше – повысительный насос или напорная станция. | В зданиях высотой больше 50 м, гостиницах, домах отдыха и индустриальных объектах. |
Вариант с повысительным оборудованием применяется, когда в наружной магистрали отсутствует необходимый напор для перемещения жидкости, либо если требуется ее передавать на возвышенные и удаленные водозаборные точки.
Схемы водоразведения
Водопроводная разводка по способу исполнения может быть:
Каждая схема водопровода имеет достоинства и недостатки. В первом случае плюсом является простота монтажа и экономичность, а минусом – зависимость от напора воды при ее распределении потребителям. Второй тип обеспечивает равномерное давление во всех отводных трубах. Каждый вывод может независимо перекрываться, не нарушая работу других потребителей. Минусом является расход средств на стройматериалы и временные затраты на установку. Оптимальным вариантом является третий тип распределения магистральных веток.
При организации водопровода обязательно учитывается соответствие ГОСТу всех стройматериалов, особенно трубных отрезков и фитингов. Особое внимание уделяют запорной арматуре. Ее ставят на подводках к смесителям, унитазу, смывным бачкам и умывальникам. Для правильного функционирования сети следует также установить вантуз – устройство для стравливания пузырьков воздуха. Рекомендовано дооснащение сети байпасом – запасным трубопроводом для аварийных ситуаций.
Водоснабжение – сложный многофункциональный процесс. Чтобы все системы и устройства работали бесперебойно, нужно ответственно подойти к проектировочным работам, выбрать качественные стройматериалы и четко соблюдать технологию монтажа магистралей.
Водоснабжение и канализация зданий
Устройство системы водоснабжения
В состав системы питьевого или хозяйственно-питьевого водоснабжения входят:
Подключение ввода водоснабжения к водосети
Обратите внимание: ввод прокладывается в грунте на глубине как минимум на 0,5 метра ниже уровня промерзания (при этом не менее 1 метра от поверхности). Уклон ввода — не меньше чем 0,005; уклон направлен в сторону наружной сети водоснабжения, что позволяет осушить его при ремонтных работах.
Обязательными элементами водомера являются водосчетчик, грязевик или фильтр, манометр или контрольный вентиль для его подключения, а также запорная арматура до и после прибора учета.
В тех случаях, когда перерывы в подаче воды недопустимы, или объединенная система хозяйственно-противопожарного водоснабжения при тушении пожара требует расхода воды, превышающего пропускную способность прибора учета, водомер снабжается обводной линией. При штатной работе водомерного узла запорная арматура на обводной закрыта и опломбирована;
Горизонтальная разводка воды по подвалу
Согласно требованиям СП 30.13330.2016, верхние точки контура ХВС должны снабжаться автоматическими воздухоотводчиками, однако эту роль может выполнять и водоразборная арматура (как это обычно и бывает);
Внутриквартирные подводки холодной и горячей воды
Горячее водоснабжение ГВС
Горячее водоснабжение может обеспечиваться:
Тепловую энергию для нужд ГВС обеспечивает солнечный коллектор
Кроме того: горячее водоснабжение промышленных зданий может использовать тепловую энергию, выделяемую оборудованием при работе.
В первом случае источником горячей воды для хознужд являются врезки в элеваторный узел, отвечающий за отопление дома или его секции. В зависимости от сезона и температуры ниток теплотрассы вода подается из подающей или обратной нитки. Переключение между трубопроводами осуществляется вручную, после получения жилищной организацией директивы от местных «Теплосетей».
Тепловой пункт с открытым теплоснабжением и врезками ГВС
Подсказка: на фактическую температуру воды в такой системе сильно влияет так называемый человеческий фактор. Забывчивость слесаря или неисправность задвижки может привести к тому, что в систему ГВС попадет вода с температурой намного выше нормативной.
Во втором случае температура воды в системе ГВС контролируется, как правило, контрольно-измерительной аппаратурой. Поскольку вода поступает из системы ХВС, давление ГВС уравнивается с давлением в контуре хозяйственно-питьевого водоснабжения. Качество воды соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.
Контрольно-измерительная аппаратура теплового пункта
При использовании локальных водонагревателей контроль за температурой воды опять-таки возлагается на их автоматику. Большая часть современных водонагревателей оборудована термостатами, прекращающими нагрев при достижении целевой температуры. Давление и качество воды соответствуют таковым в системе ХВС.
Электрический бойлер оснащен термостатом
Горячее водоснабжение домов, пристроек к ним и отдельных объектов может классифицироваться еще по паре признаков:
Теплоизоляция аккумулирующей емкости горячего водоснабжения
Для полноценной работы полотенцесушителя горячая вода должна циркулировать через стояки непрерывно
Примечание: СП 30.13330.2016 предписывает проектировать водоснабжение многоэтажных зданий (выше 4 этажей) с непрерывной циркуляцией горячей воды. Тупиковой система ГВС может быть лишь в том случае, если в отсутствие циркуляции она гарантированно обеспечивает нормативную температуру воды во всех (в том числе дальних от водонагревателя) точках водоразбора.
Как устроена циркуляционная система горячего водоснабжения?
Два розлива (подающий и циркуляционный) прокладываются по подвалу или техническому этажу, реже — по чердаку. К каждому из них присоединяются стояки — подающие (с водоразборной арматурой) и циркуляционные (к ним допускается подключение полотенцесушителей).
Подача и обратка горячего водоснабжения в многоквартирном жилом доме
Стояки соединяются в группы по 2-7 единиц кольцующими перемычками. При верхнем расположении перемычки (на чердаке или в помещениях верхнего этажа) последняя должна комплектоваться воздухоотводчиком.
Чертеж водоснабжения здания с кольцующими перемычками между стояками ГВС
Циркуляционный напор может создаваться:
Насос ГВС с сухим ротором обеспечивает циркуляцию воды в масштабах дома
Нормы водоснабжения зданий
В застроенном высотками районе давление в водосети может превышать нормативное
Однако: в дошкольных воспитательных заведениях максимальная температура воды у кранов не может быть выше 37 градусов.
В детсадах к умывальникам подается вода не горячее 37 градусов
Актуальная версия СанПиН для горячего централизованного водоснабжения
Алгоритмы расчетов
Как выполняется расчет водоснабжения здания? Поскольку все аспекты гидравлических расчетов — слишком обширная тема для небольшой статьи, мы приведем здесь лишь общие алгоритмы расчета некоторых параметров водоснабжения.
Нормативный расход воды на одного жильца
Регулировка давления
Водоснабжение высотных зданий требует более высокого по сравнению с нормативным давления на уровне ввода. Атмосфера избыточного давления дает водяной столб высотой в 10 метров.
Давление в атмосферу поднимает воду на 10,3 метра
При максимально допустимых 4,5 кгс/см2 вода может подняться лишь на 45 метров над кранами первого этажа, что даже без учета необходимого для работы сантехники избыточного напора обеспечит водой всего 12-15 этажей в зависимости от высоты перекрытий в них.
Избыточное давление создается стациями подкачки. Они представляют собой один или несколько центробежных насосов, снабженных байпасами и обратными клапанами.
Насос подкачки в многоквартирном доме
Однако установка повышающих насосных станций на вводе порождает еще одну проблему: чтобы создать необходимый для водоснабжения верхних этажей напор, на уровне нижних этажей давление нужно поднять выше значений, предусмотренных нормативной документацией.
Эта проблема имеет две решения:
Водоснабжение с повышающими насосами и вертикальным зонированием
Редуктор нормализует давление воды в квартире
Внутренняя разводка
Как может быть разведено внутреннее водоснабжение построек и сооружений на уровне отдельных квартир и помещений?
Существует два основных способа разводки — тройниковая и лучевая (альтернативные названия — последовательная и коллекторная).
Способы разводки труб водоснабжения
В чем разница между ними?
Последовательная схема подразумевает, что все потребители подключаются отводами от общей для них подводки. По помещению прокладывается две трубы — с холодной и горячей водой. Именно эта схема типична для зданий старой постройки (включая все многоквартирные дома, построенные при СССР).
Преимущества последовательной разводки очевидны:
Врезка в тройниковый водопровод для подключения стиральной машины
Ее недостаток — в том, что при расходе воды в любой точке внутреннего водопровода давление падает во всей подводке. Помните столь привычную просьбу не открывать воду на кухне, пока кто-то из членов вашей семьи моется в душе?
Заметьте: при использовании стальных труб, типичных для зданий советской постройки, проблема усугубляется по мере зарастания подводок известью и ржавчиной.
Со временем отложения заметно сокращают пропускную способность водопровода
При коллекторной разводке каждая точка водоразбора подключена к коллектору-гребенке собственной трубой. При правильном расчете диаметра ввода в помещение (когда его пропускная способность не уступает суммарной пропускной способности подводок одновременно используемых приборов) падение напора полностью исключается.
Кроме того: водоснабжение здания гостиницы или общежития с коллекторной разводкой воды позволяет отключить любого потребителя из коллекторного шкафа, не располагая доступом в помещение. Эта особенность лучевой схемы позволяет оперативно устранять аварийные ситуации.
Подачу воды на любой сантехприбор можно оперативно отключить из коллекторного шкафа
Обратите внимание, что коллекторное водоснабжение подразумевает скрытую разводку труб. Выполнить ее своими руками можно лишь на стадии отделки помещения: трубы прокладываются в штробах, легких каркасных перегородках, над подвесным потолком или замоноличиваются в полу.
Лучевая разводка труб будет скрыта подвесным потолком
Нормы проектирования и монтажа
Детальная инструкция по монтажу внутренних систем водоснабжения содержится в уже знакомом нам своде правил 30.13330.2016, являющемся актуализированным изданием советского СНиП 30-летней давности.
Дополнительная информация найдется в СП 40.101.96; этот документ регламентирует проектирование водоснабжения из полипропиленовых (PPRC) труб. Для удобства читателей мы сведем не затронутые ранее требования в единый список.
Изоляция внешних и внутренних водопроводов
Розливы и арматуру нужно монтировать открыто
Уклон и наличие сбросников позволяют осушить розлив на время ремонта
Устройства для компенсации термического удлинения металлических трубопроводов
Подсказка: этот пункт де-факто предлагает навсегда забыть про стальные водопроводы. ВСН 58-88 Р оценивает срок службы черной стальной трубы на ХВС в 15 лет, оцинкованной — в 30.
Перед счетчиком установлен механический фильтр
Обслуживание
Техническая эксплуатация водоснабжения зданий подразумевает периодическое обслуживание систем и их отдельных узлов. Какое обслуживание необходимо современным системам водоснабжения?
Подсказка: 99% течей возникает на обслуживаемых соединениях (читай — на резьбовых и механических фитингах).
Большинство течей возникает на соединениях труб между собой и с арматурой
Грязевик в элеваторном узле
Примечание: она осуществляется местным «Водоканалом». Организация, отвечающая за обслуживание, должна лишь демонтировать приборы, обеспечив на время их отсутствия бесперебойную подачу воды.
Стенд для поверки приборов учета расхода воды
На фото — утечка по штоку шарового крана
Температура теплоносителя на прямом и обратном трубопроводах в зависимости от текущей уличной температуры.
Системы канализации зданий
СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» регламентируют правила проектирования этих систем в жилых зданиях высотой до 25 этажей и в административных зданиях высотой до 40 м. Поэтому правила проектирования систем инженерного оборудования в зданиях высотой до 200–250 м, безусловно, требуют тщательного анализа и обсуждения.
Что касается систем канализации, то вопросы их надежности и безопасности возникали у специалистов нашей страны, по крайней мере, дважды: в 1950-х годах в начале массового строительства зданий высотой выше 16 этажей (при строительстве 22-этажных зданий) и в конце 1960-х при проектировании первого в СССР 25-этажного жилого дома (Москва, проспект Мира, д. 184).
Как известно, в 22-этажных домах (жилые дома на пл. Восстания, Котельнической наб., административные здания на пл. Восстания, Каланчевке, у Красных Ворот, МГУ) применены двухтрубные системы канализации, состоящие из двух стояков: один из них диаметром 150 мм принимает сточную жидкость (почему и носит название «сточный» или «мокрый»), назначением второго, который соединяется перемычками со сточным стояком, является подача воздуха в сточный стояк для предотвращения возникновения в нем разрежений, приводящих к срыву гидравлических затворов у приборов и оборудования, присоединенных к первому стояку. Второй стояк называется «сухим» или «вентиляционным» и имеет диаметр 100 мм.
Двухстояковые системы канализации аналогичны системам канализации высотных зданий США. В качестве примера назовем 69-этажное здание Рокфеллер центра в Нью-Йорке, в котором и сточный, и вентиляционный стояки имеют диаметр 12” (300 мм).
Как это ни парадоксально, но в вышеназванном 25- этажном жилом доме система канализации включает один стояк диаметром 100 мм, к которому поэтажные отводные трубопроводы присоединены под углом 90°.
Положительный опыт эксплуатации этой системы позволил внедрить ее в массовое строительство жилых и общественных зданий в нашей стране и подтвердил правильность предпосылок, положенных в основу полуэмтерической модели системы канализации зданий.