Порядок проектирования и расчета.
1. На плане типового этажа наносятся стояки и показываются подводки к арматуре.
2. На плане подвала показываются ввод, водомерный узел и магистрали со стояками.
3. На основе оформленных планов в масштабе 1:100 вычерчивается аксонометрическая схема водопровода.
4. На аксонометрической схеме выбирается диктующий прибор (самый удаленный и высокораспоженный от ввода прибор).
5. От диктующего прибора против движения воды на схеме наносятся расчетные точки (в тех местах где осуществляется новое подсоединение трубопроводов и арматуры, т.е. происходит изменение расхода воды.
6. На каждом расчетном участке определяется расход.
7. По расходам, зная ограничения по скорости движения воды в трубопроводе, определяется диаметр труб.
8. Подбирается счетчик воды.
9. Вычисляется требуемый напор для системы водоснабжения.
Требуемый напор сравнивается со свободным напором в уличной сети, т.е. проверяется, будет ли работать система под напором уличной сети.
В зависимости от потребностей того или иного объекта системы внутреннего водоснабжения могут быть объединенными или раздельными. Однако соединение в одном водопроводе воды хозяйственно-питьевой с водой не питьевого недопустимо.
По конструкции различают следующие системы внутреннего водопровода для производственных зданий: с прямоточным водоснабжением: с оборотным водоснабжением; с повторным использованием воды. На выбор конструктивного решения влияют назначение, техническая целесообразность, требование экономичности, противопожарные, санитарно-гигиенические требования. При этом надо стремиться к уменьшению строительных и эксплуатационных расходов.
Рисунок 1. Внутренний водопровод зданий включает в себя следующие устройства
1 -- ввод; 2 -- водомерный узел; З -- магистральный трубопровод; 4 -- распределительный трубопровод (стояк); 5 -- подводки (ответвления); б -- водоразборные краны и другие приборы
* водопроводный ввод -- участок трубы на наружной сети от ближайшего смотрового колодца до здания. Прокладывается из тех же труб, что и наружные сети, с минимальным уклоном 0,005 от здания. Минимальная глубина заложения больше глубины промерзания на 0,5 м;
* водомерный узел с обводной линией или без нее. Состоит из задвижки, фильтра, водомера, спускового тройника, опломбированной задвижки. Водомерный узел с обводной линией устраивается в случае бесперебойной подачи воды, т. е. когда противопожарный водопровод соединен с хозяйственно-питьевым
* магистральные трубопроводы;
* стояки -- вертикальные трубы;
* подводки к приборам;
* водоразборная арматура -- смесители, водоразборные краны
Основная водоразборная арматура устанавливается в кухнях, санузлах и ванных комнатах, которые предпочтительно устанавливают компактно, линейно. Схема размещения расстановки элементов внутреннего водопровода выполняется на основании строительных планов этажей и разрезов в масштабе. На ней условно показываются все элементы сети и водоразборные приборы, вертикальные отметки. По ней можно рассчитать число всех элементов, длину труб, число подводок.
На вводе в здание требуемый напор должен обеспечить подачу нормативного расхода воды к самому высокому водозаборному устройству. Минимальный напор воды в месте присоединения ввода называется гарантийным. В случае недостатка напора в наружной сети для здания устанавливаются повысительные насосные установки, водонапорные баки, пневматические установки.
Схемы сетей внутренних водопроводов в зависимости от режима водопотребления, требований и назначения объекта бывают тупиковыми, кольцевыми, комбинированными, зонными. Тупиковые сети используют там, где допускается перебой в водоснабжении в случае аварии. Кольцевые сети применяют, когда требуется надежная бесперебойная подача воды. Комбинированные сети устраивают в многофункциональных зданиях сложной конфигурации. Зонные сети представляют собой несколько раздельных сетей в одном здании. Их используют для надежного водоснабжения сложных, например высотных, зданий.
Магистральные трубопроводы в здании должны быть расположены по кратчайшим расстояниям в зависимости от технико-экономической целесообразности, режимов подачи и потребления воды, надежности снабжения, рационального размещения. В сетях с нижней разводкой горизонтальные магистрали трубопроводов в нижней части зданий (в подвале или техподполье). В сетях с верхней разводкой горизонтальные магистрали размещаются в чердачном помещении. В планировке помещений этажей сантехнические узлы и водоразборную арматуру располагают по единой вертикали друг под другом.
Для внутренней водопроводной сети используются стальные водопроводные трубы диаметром от 10 до 150 мм на резьбовых, фланцевых, сварных, клеевых соединениях и пластмассовые на сварке. Для вводов применяют чугунные раструбные трубы.
Водопроводную арматуру изготавливают из латуни, стали, бронзы, чугуна, пластмасс (краны, клапаны, сетки, вентили, смесители). Запорная арматура включает в себя задвижки, запор вентили, автоматически закрывающиеся клапаны. Ее устанавливают у стояков хозяйственно-питьевой сети, на ответвлениях, на кольцевой магистральной сети, у основания пожарных стояков, при вводе в каждую квартиру, на подводках к санитарным приборам, к водонагревательным приборам.
Регулировочная арматура предназначена для регулирования расхода и для поддержания, понижения напора (регуляторы давления, регулировочные вентили). Предохранительная арматура (клапаны) позволяет поддерживать величину напора не более определенного значения, что сохраняет оборудование в случае непредвиденного повышения давления в трубопроводе. Обратные клапаны обеспечивают движение воды только в одном направлении.
Трубопроводы внутри здания крепят к строительным конструкциям на подвесках или кронштейнах. При прокладке в неотапливаемых подвалах или чердаках трубы утепляют.
Вертикальные трубы, стояки, разводящие трубопроводы и под водки к водоразборным устройствам прокладывают скрыто или открыто в зависимости от назначения и степени благоустройства зданий. Открытый способ прокладки предполагает расположение труб вдоль стен и в шахтах индустриальных сантехкабин. Скрытая прокладка обязывает проводить трубы в каналах, бороздах, блоках и панелях стен. Эти особенности прокладки коммуникаций должны быть предусмотрены в строительной части проекта здания. Скрытая прокладка предполагает устройство в панелях смотровых люков и отверстий в местах размещения вентилей и других устройств регулирования сети. Трубопроводы и приборы крепятся к стенам с помощью крюков, скоб, кронштейнов, дюбелей и т.д.
Повысительные насосные установки применяют для повышения напора воды в случае, когда гарантированный напор ниже требуемого. Для этого используют центробежные насосы. При необходимости бесперебойной работы сети устанавливают также резервные насосные агрегаты. Насосы размещают в отдельном отапливаемом помещении высотой не менее 2,2 м, расположенном под нежилыми помещениями, на специальном фундаменте со звукоизоляцией. Насосы должны быть подключены к двум независимым источникам энергии.
Регулирующие водонапорные резервуары (баки) создают запас воды на случай недостаточного напора. Для технологических нужд и пожаротушения запас воды в резервуаре целевой, неприкосновенный. Объем резервуара складывается из регулирующего и запасного объемов.
Водонапорные баки могут быть в плане круглыми и прямоугольными из листовой стали с крышками. Они создают большие нагрузки на перекрытия, требуют специального ухода, удорожают строительство.
3. Определение расчетного расхода воды во внутреннем водопроводе
противопожарный водопровод внутренний здание
Сети внутренних водопроводов рассчитывают по максимальному секундному расходу воды в здании. Подача нормативного расхода воды к самому высокому и удаленному диктующему водоразборному устройству должна быть обеспечена с максимальным свободным напором.
Максимальный секундный расход воды, л/с, в здании определяется по формуле
Где б-- коэффициент, зависящий от общего числа приборов и вероятности их действия;
q0 -- секундный расход воды одним при 6 (в общем случае для подачи холодной воды q0 принимают равным 0,2 л/с).
Вероятность действия водоразборных устройств
где q -- норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления, л;
U-- число жителей в здании, которое определяют по региональному показателю санитарной нормы площади на одного человека, по числу квартир в здании и жилой площади квартиры;
N - фактическое число жителей в здании.
В зданиях с одинаковыми потребителями на расчетных участках принимают единую вероятность действия для всех водоразборных устройств.
Гидравлический расчет внутреннего водопровода.
С помощью гидравлического расчета внутреннего водопровода определяют экономически выгодные диаметры труб для пропуска расчетных расходов воды и потерь напора от диктующего водоразборного устройства в здании до места присоединения ввода. На расчетной аксонометрической схеме внутренней водопроводной сети выбирают самый удаленный от ввода (расчетный) стояк в направление от диктующего устройства до места присоединения ввода к наружному водопроводу. Аксонометрическую схему разбивают на участки, в пределах которых не изменяется расход. На них устанавливают количество водоразборных устройств N. По расчетам определяют число жителей U в здании и вероятность действия водоразборных устройств Р. Для каждого участка находят произведение величин Р N, коэффициент ?, секундный расход q ,л/с, и его длину. По таблицам СНиП 2.04.01-85 выбирают диаметр каждого расчетного участка при экономичных скоростях движения v= (0,9... 1,2) м/с и максимальной скорости З м/с. По диаметрам определяют потери на единицу длины.
Рисунок 2. Для определения потерь напора в трубах диаметрами 6-100
Для каждого расчетного участка вычисляют потери напора, м:
Где i - удельные потери напора на трение (принимаются в зависимости от диаметра трубопровода. материала и расчетного расхода воды); L -- длина расчетного участка сети, м;
l -- коэффициент. учитывающий потери напора в зависимости от длины участка,
К -- коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивление в соединениях труб и арматуре.
Напор для подачи воды (требуемый напор) в наиболее удаленную высокорасположенную точку определяют как сумму, м:
Где Нгеом -- геометрическая высота подъема воды;
Нпот -- сумма потерь напора в трубопроводе;
Нf свободный напор на излив.
Потери напора для всего здания определяют как сумму потерь напора от диктующего водоразборного устройства до ввода. Потери на вводе определяют как потери на участке от водомерного узла до места присоединения ввода к наружному водопроводу.
Геометрическая высота подачи воды в здание равна расстоянию по вертикали от уровня земли над местом присоединен ввода к наружному водопроводу до уровня изливного отверстия диктующего водоразборного устройства.
Ориентировочно требуемый напор, м, определяют по формуле
где 10 -- свободный напор для одноэтажной застройки; n -- число этажей в доме.
Для учета количества воды, потребляемой зданием, после ввода устанавливается водомерный узел, оборудованный счетчиком воды и запорной арматурой. Водомерный узел устраивается на высоте 20 см от пола подвала.
Водомеры бывают трех конструкций:
а) крыльчатые водомеры (принимаются для измерения малых или средних расходов воды и устанавливаются только на горизонтальных участках сети (ось вращения перпендикулярна направлению движения воды)).
б) турбинные водомеры (принимаются при больших расходах воды. Могут устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных участках сети (ось вращения параллельна направлению движения воды)).
в) комбинированные водомеры (включают в себя и крыльчатые и турбинные счетчики. Устанавливают в зданиях с резким колебанием расходов).
Подбор водомера производится по среднечасовому расходу воды, потребляемому зданием, который сравнивается с величиной эксплуатационного расхода счетчика, после чего выбирается калибр и диаметр условного прохода счетчика.
4. Противопожарные водопроводы
Противопожарные водопроводы устраивают в соответствии с требованием СНиП 2.08.01-82 в жилых зданиях выше 12 этажей и общественных зданиях определенных категорий. В жилых зданиях от 12 до 15 этажей устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод, а в зданиях выше 16 этажей -- раздельные противопожарный и хозяйственно-питьевой водопроводы.
Противопожарные водопроводы состоят из сети магистральных трубопроводов, пожарных кранов в, в случае необходимости, противопожарных насосов, водонапорных баков или пневматической установки. Пожарные краны размещаются в легкодоступных местах (коридорах, лестничных площадках, вестибюлях) в нишах стен размерами 855х620х270 мм на высоте 1,35 м над уровнем пола. Шкафы закрываются стеклянной дверцей. Сети противопожарных водопроводов проектируются из расчета надежности и бесперебойности работы, поэтому их делают кольцевыми в горизонтальном или вертикальном направлениях и при соединяют не менее чем двумя вводами к подающему трубопроводу. При необходимости сети противопожарного водопровода делают зонными.