Системы водоснабжения. 3

Введение……………………………………………………………………………...3

1. Классификация  систем водоснабжения………………………………………...4

1.1Системы водоснабжения……………………………………………………4

1.2 Общая классификация систем  водоснабжения…………………………...5

1.3 Классификация систем внутреннего  водоснабжения …………………...6

2. Требования, предъявляемые к хозяйственно-питевой воде……………………9

2.1 Требования к качеству воды……………………………………………….9

2.2 Очистка воды………………………………………………………………10

3. Устройство системы водоснабжения с нижней и верхней разводкой……….12

3.1 Внутренний и наружный водопровод……………………………………12

3.2 Системы водопровода с нижней  и верхней разводкой…………………14

4. Системы горячего  водоснабжения……………………………………………..16

4.1 Горячее водоснабжение…………………………………………………..16

4.2 Схемы систем ГВС………………………………………………………..18

4.3 Водонагреватели…………………………………………………………..19

5. Особенности  эксплуатации  систем водоснабжения………………………….20

Заключение…………………………………………………………………………24

Список литературы…...............................................................................................25

 

Введение

 

Водоснабжение представляет собой совокупность мероприятий  по обеспечению водой различных  потребителей в необходимых количествах  и требуемого качества. Система водоснабжения  — комплекс инженерных сооружений и устройств для получения  воды из природных источников, хранения запасов, очистки воды и транспортирования потребителям в необходимом количестве и требуемого качества. Системы водоснабжения проектируются, как правило, одновременно с системами канализации. Система водоснабжения должна удовлетворять техническим, экономическим и санитарным требованиям.

Водоснабжение – это система, входящая в сеть инженерно-технического обеспечения объекта. Любое здание или сооружение, связанное с обеспечением жизнедеятельности человека либо обеспечением производственного процесса, имеет систему водоснабжения. Водоснабжение представляет собой разветвленную систему трубопроводов, системы подвода и отвода воды, дренажные системы, насосы, энергоустановки и прочее вспомогательное оборудование.

Вся наша жизнь так  или иначе связана с водой. 80% поверхности планеты состоит  из воды, человек на 70% состоит из воды. Ученые доказали, что без воды человек не проживет и двух дней. Поэтому водоснабжение имеет  важнейшее значение, независимо от того, связано ли водоснабжение с обеспечением жизнедеятельности человека или водоснабжение задействовано в промышленности.

 

1. Классификация  систем водоснабжения

1.1.Системы  водоснабжения  

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах). 

Основные элементы систем водоснабжения

Система водоснабжения (населенного  места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для  выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

• водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
• водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,
• сооружения для очистки воды,
• водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,
• башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.

 
В зависимости от местных природных  условий и характера потребления  воды, а также в зависимости  от экономических соображений схема  водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода  оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Общая классификация систем водоснабжения

 

Системы водоснабжения  могут классифицироваться по ряду основных признаков.

 

По назначению:

• системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),
• системы производственного водоснабжения,
• системы сельскохозяйственного водоснабжения,
• системы противопожарного водоснабжения,
• комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).

 

По способу  подачи воды:

• самотечные (гравитационные),
• с механизированной подачей воды (с помощью насосов),
• зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).

 

По характеру  используемых природных источников :

• получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),
• получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),
• смешанного типа.

 

По способу использования воды:

• системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),
• системы оборотного водоснабжения,
• системы с повторным использованием воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Классификация систем внутреннего водоснабжения

 

Системой внутреннего  водоснабжения здания или отдельного объекта называют совокупность устройств, обеспечивающих бесперебойное получение воды из наружного водопровода и подачу ее под напором к водоразборным устройствам, расположенным внутри здания или объекта, распределяющим ее между потребителями.

Потребителями считаются  человек, установка, объект и т.д., которые  используют воду (житель, посетитель бассейна, бани, технологическое оборудование в промышленном здании, столовая и  т.д.).

Границей между наружной сетью и системой внутреннего водоснабжения является линия, проходящая через устройство для измерения расхода воды в здании (водосчетчик).

В зависимости от температуры  транспортируемой воды различают системы  холодного водоснабжения (<30 °С) и  системы горячего водоснабжения (= 50-75 °С).

Система водоснабжения  здания может быть присоединена к  централизованной системе водоснабжения населенного пункта или оборудована устройствами для получения воды из местных источников водоснабжения (подземных или поверхностных).

 

По назначению системы водоснабжения зданий подразделяют

 

• Система хозяйственно-питьевого водоснабжения (хозяйственно-питьевой водопровод) подает воду для питья, приготовления пищи и проведения санитарно-гигиенических процедур (умывания, мойки, стирки, промывки унитазов, уборки помещения и т.д.). Вода в данной системе должна быть питьевого качества и удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-82.
• Система противопожарного водоснабжения (противопожарный водопровод) служит для локации огня, предупреждения его распространения и тушения.
• Система производственного водоснабжения (производственный водопровод) подает воду для технологических целей: промывки материалов, охлаждения машин, агрегатов, оборудования, питания водой котлов, производственных аппаратов, для использования в различных производственных процессах.
• Система промывочного водопровода (поливочный водопровод) подает воду для поливки зеленых насаждений вокруг здания, мойки тротуаров, полов и оборудования внутри здания.

 

По сфере  обслуживания системы могут быть

объединенными (хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные, хозяйственно-производственные) или раздельными. Внутренний водопровод, обеспечивающий подачу воды одновременно на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды, называют единым. Соединение водопроводов, подающих воду не питьевого качества, с хозяйственно-питьевыми не допускается.

По способу  использования воды системы бывают

с прямоточным водоснабжением, с оборотным водоснабжением и  с повторным использованием воды. Применение систем с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды находит все большее распространение на промышленных предприятиях.

 

Жилые и общественные здания часто оборудованы объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом с подачей воды питьевого качества. Объединение в одну систему всех водопроводов, подводящих воду одного качества и под одинаковым напором, приводит к уменьшению строительных и эксплуатационных расходов. Для нормальной работы внутреннего водопровода на вводе в здание должен быть создан такой напор (требуемый), который обеспечивал бы подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и наиболее удаленному от ввода (диктующему) водоразборному устройству и покрывал бы потери напора на преодоление сопротивлений по пути движения воды. Напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода может быть больше, равен или меньше (требуется увеличить) напора, который требуется для внутреннего водопровода.

Минимальный напор в  наружном водопроводе у места  присоединения ввода (у трубы или на поверхности земли) называют гарантийным. Гарантийный напор не должен быть менее 10 м водяного столба.

При периодическом или  постоянном недостатке напора в наружном водопроводе до требуемого для здания помимо только насосов применяют установки для повышения напора: насосы (постоянно или периодически действующие), водонапорные баки, пневматические установки.

 

В зависимости  от обеспеченности напором и установленного оборудования различают следующие системы водоснабжения:

 

• Система, действующая под напором в наружном водопроводе. Ее применяют, когда гарантийный напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода постоянно больше напора, необходимого для нормальной работы всех водоразборных устройств, или равен ему. Такая система является самой простой и наиболее распространенной.
• Система с водонапорным баком без повысительной насосной установки. Ее применяют, когда гарантийный напор в наружном водопроводе в часы с наибольшим водопотреблением ниже требуемого для здания, а в другие часы суток выше требуемого. В часы недостаточного напора потребители обеспечиваются водой из водонапорного бака, накапливающего ее в часы избыточного напора. Недостаток такой системы заключается в необходимости строительства технического этажа, расположенного выше последнего эксплуатируемого этажа, либо (распространено в селах) строительства отдельно стоящей водонапорной башни.
• Система с повысительной насосной установкой без водонапорного бака. Ее применяют, когда режим водопотребления в здании равномерен, а напор в наружном водопроводе постоянно или периодически ниже требуемого для здания. Повысительные насосы располагают в подвале зданий или в центральном тепловом пункте при застройке города целыми микрорайонами.
• Система с водонапорным баком и повысительной   насосной    установкой. Ее применяют при недостаточности гарантийного напора и при отсутствии достаточного количества воды в наружно водопроводе (это может быть и конец колодца, и скважина) и при неравномерном потреблении воды в здании в течение суток. Водонапорный бак, принимающий избыток воды или восполняющий ее недостаток при работе сети, включают в систему как регулирующую емкость для повышения экономичности работы повысительной насосной установки. При наличии бака повысительные насосы обычно автоматизируют.

Наиболее совершенными являются системы, имеющие повысительные  насосы и гидропневмобаки, не требующие  постоянной работы компрессора. Наличие  гидровневмобака в составе автоматических насосных установок позволяет значительно  уменьшить энергопотребление за счет сокращения числа включений насоса (насосов) и обеспечивать некоторый запас воды. Такие системы характерны для коттеджей и отдельных жилых зданий в городе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Требования, предъявляемые к хозяйственно-питевой воде

2.1 Требования к качеству воды

 

Для тех или иных целей  различают питьевую и техническую  воду.

Питьевая вода используется в жилых зданиях, на предприятиях пищевой промышленности и т.д.

Техническая вода применяется в холодильных установках, котельных, системах пожаротушения и отопления.

Государственный контроль за качеством воды в местах водозабора, перед поступлением воды в сеть, в распределительной сети осуществляет санитарно-эпидемиологическая служба.

 

Качество питьевой и  технической воды должно соответствовать  ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Технические требования и контроль за качеством».

Хозяйственно-питьевые системы  водоснабжения должны быть обеспечены водой сосответствующей требованиям  СанПин 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические  требования к качеству воды централизованных систем питевого водоснабжения. Контроль качества».

Качество воды определяют по бактериологическим, органолептическим показателям  и показателям токсических химических веществ, перечисленных в вышеуказанном  ГОСТе.

Бактериологические показатели характеризуют общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды. Органолептические свойства воды характеризуются следующими показателями: запах, привкус, цветность, мутность.

Химические вещества, содержащиеся в воде не должны превышать значений нормативных показателей. Эксперты проверяют общую жесткость, концентрацию хлоридов, железистость воды, количество нитратов, концентрацию химических веществ, водородный показатель (pH).

Пробы воды из распределительной сети для анализа берут от 1 до 200 раз  в месяц (в зависимости от численности населения).

 

2.2 Очистка воды

 

Поскольку качество воды, забираемой непосредственно из водоисточников в основном не соответствует требованиям  нормативных документов, воду перед  непосредственным использованием подвергают специальной обработке.

Очистку воды производят на специальных  водопроводных очистных сооружениях. Метод очистки воды и состав очистных сооружений зависят от качества забираемой воды, назначения водопровода, производительности очистных сооружений и местных условий.

 

 

 

                                               Основные методы очистки

 

 

Осветление  отстаиванием                          Обеззараживание (хлорированием,

и фильтрацией                                               бактерицидным облучением и др.) 

 

Основное оборудование очистных станций включает:

1-отстойники

2-фильтры

3-фтораторы

4-хлораторы

5-реагентное хозяйство.

Отстаивание проводится путем осаждения имеющихся в воде взвешенных частиц. Для улучшения этого процесса в воду добавляют химические реагенты – коагулянты, приготавливаемые на реагентных хозяйствах. Раствор коагулянта перемешивают с водой. Далее вода попадает в камеру хлопьеобразования и направляется в отстойник где выпадают хлопья взвешенных частиц и вода осветляется. Смесители, камеры хлопьеобразования и отстойники представляют собой железобетонные резервуары.

При фильтрации очищенную воду пропускают через слой мелкозернистого фильтрующего материала(кварцевый песок, гравий), где происходит осаждение механических примесей. Различают скорые и медленные фильтры. Скорыми фильтруют воду, обработанную коагулянтами и обезжелезиваемую. С помощью медленных фильтров фильтруют воду не обработанную коагулянтом.

Хлорирование – самый распространенный метод обеззараживания воды.  Процесс осуществляют в хлораторах хлороной известью или газообразным хлором. Хлор с водой образует хлорноватстую кислоту, которая легко распадается на солярную кислоту и атомарный кислород. Последний является сильным окислителем и обладает бактерицидным действием.

Хлор обычно вводят два раза: перед отстаиванием и после фильтрования. Запах, присутствующий в хлорированной воде убирают дехлорированием (добавляют в воду сернистый газ, аммиак).

Бактерицидное облучение воды осуществляют ртутно-кварцевыми лампами высокого давления или аргоно-ртутными лампами низкого давления, вмонтированными в бактерицидные установки.

Озонированием обрабатывают воду, мутность которой не превышает 15 мг/л. Озон попутно уменьшает цветность, посторонний привкус и запах воды.

В зависимости от состава  примесей применяют один или несколько видов специальной обработки воды: умягчение, обезжелезивание, фторирование, минерализацию, обессоливание и дегазацию.

Для обработки воды в  небольших количествах применяют  комплексные установки, предназначенные  для обеспечения водой населенных пунктов при отсутствии централизованного водоснабжения, населенных пунктов расположенных в труднодоступных и удаленных местах, районов с низкой плотностью населения. Такие станции  устанавливаются  в непосредственной близости к потребителю и служит локальным источником питьевого водоснабжения. Станция является автономной системой и объединяет в себе блоки очистки, накопления и раздачи питьевой воды.

 

3.Устройство системы водоснабжения с нижней и верхней разводкой

3.1 Внутренний  и наружный водопровод

 

Для поступления воды на различные нужды используют водоводы.

Соединенные между собой  водоводы образуют схемы водопроводных  сетей. Различают наружную водопроводную  сеть и внутренний водопровод.

Наружная водопроводная  сеть осуществляет подачу воды к предприятиям и жилым зданиям.

Внутренний водопровод осуществляет подачу воды к точкам водоразбора (умывальникам, мойкам, душевым).

Наружная водопроводная  сеть по конфигурации в плане бывает: тупиковая и кольцевая.

Кольцевые сети обеспечивают бесперебойную подачу воды, но для них требуется большое количество труб, арматуры и фасонных частей.

водонапорная

башня

 

                                                                                

 

 

поступление воды

          из водозаборных 

          сооружений

 

Тупиковые сети применяют  для водоснабжения небольших  объектов.

 

 

 

 

 

 

 В наружной водопроводной  сети различают магистральные  (главные) и распределительные  (второстепенные) трубопроводы.

Наружные сети прокладывают либо в грунте, либо открытым способом на поверхности земли (в этом случае их устраивают на опорах и теплоизолируют). При прокладке в грунте учитывают глубину его промерзания, температуру воды в трубах и режима ее подачи. Глубина заложения трубы должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта.

В местах установки арматуры и другого оборудования, в местах расположения важных узлов устраиваются водопроводные колодцы (кирпичные  или ж/б).

Водопроводные линии  укладывают соответственно рельефу  местности и с обязательным уклоном  на ровных местах (для возможности опорожнения системы и выхода воздуха в высших точках через вантузы).

Из наружной водопроводной  сети вода попадает во внутренний водопровод.

Система водоснабжения  жилого дома состоит из наружного  ввода, трубопроводов, санитарно-технических приборов и арматуры. Вода из наружной водопроводной сети во внутренний водопровод попадает через водопроводный ввод в здание. Он представляет собой обустроенную выемку в земле где располагаются различные регулирующие устройства и узлы.

                                        Рис.1. Устройство водопроводного ввода

а- вид через фундамент;

б- водоразборный колодец;

( 1,4- вентили; 2- водомер; 3- сливной кран; 5- полуподвал (подвал); 6- фундамент; 7- трубопровод ввода; 8- цементный раствор; 9- смоляная прядь (пакля); 10- мятая глина; 11- футляр; 12- отмостка; 13- люк; 14- ходовые скобы; 15- фасонное бетонное кольцо; 16- глиняный замок; 17- заземление; 18- труба уличного водопровода; 19- резиновая прокладка; 20- сварка; 21- хомут. )

 

 

 

 

3.2 Системы водопровода с нижней и верхней разводкой

 

Внутри здания трубопроводы подразделяются на разводящие (магистральные) и стояки. Магистральные трубопроводы располагаются либо в нижней части  здания либо в верхней. Соответственно по расположению магистральных трубопроводов различают системы с нижней и верхней разводкой. В системах с верхней разводкой разводящая магистраль находиться выше точек водоразбора, в системах с нижней разводкой – ниже.

Схема внутренней водопроводной сети с нижней разводкой.

Схема водоснабжения с верхней разводкой.

Кроме того эти системы могут  быть кольцевыми (а) и тупиковыми(б).

Кольцевые внутренние водопроводные сети  устраивают, когда необходимо обеспечить бесперебойную подачу воды. Причем, если кольцевая сеть имеет 10 и более водоразборных точек, то к наружной сети ее подключают не менее чем двумя вводами. Так что в случае отключения одного из них подача воды в здание не прекращается.

Тупиковые сети применяют в основном в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды в случае выхода из строя части или всей сети водопровода. Это могут быть жилые, административные, а иногда и производственные здания.

Существуют также комбинированные  и зонные сети.

Комбинированные сети, состоящие из кольцевых и тупиковых магистральных трубопроводов, применяют в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.

Зонные сети представляют собой несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или раздельных. Сети отдельных зон могут иметь самостоятельные вводы и установки для повышения напора. Нижняя зона может работать под напором наружного водопровода, а верхняя  от повысительных насосов.

Внутренний водопровод прокладывают обычно открытым способом по поверхностям строительных конструкций, что упрощает их монтаж и эксплуатацию.

Правильный выбор мест прокладки  сети внутреннего водопровода существенно  снижает стоимость устройства системы  и облегчает ее эксплуатацию. При  нижней разводке магистральный трубопровод  от водомерного узла следует прокладывать в подвальном этаже или в техническом подполье, а при их отсутствии в подпольных каналах I этажа, иногда совместно с другими трубопроводами (отопления, горячего водоснабжения), располагая его под ними или рядом с ними. Прокладка трубопроводов в земле под полом не допускается. Для предохранения труб от конденсации влаги и от промерзания их утепляют.

Стояки, разводящие трубопроводы и  подводки к водоразборным устройствам  в зависимости от назначения и  степени благоустройства здания прокладывают двумя основными способами: открытой прокладкой - по колоннам, балкам, фермам, стенам (под потолком или у пола), и скрытой прокладкой - в бороздах, каналах, блоках и панелях, пространственных кабинах вместе с трубопроводами другого назначения.

В зданиях, где к отделке предъявляются  повышенные требования, целесообразно применять скрытую прокладку трубопроводов.

При большом числе  вертикальных трубопроводов (стояков) устраивают монтажные шахты с  перекрытиями из несгораемых материалов на каждом этаже. В шахты должен быть обеспечен доступ для обслуживания арматуры и трубопроводов.

Горизонтальные трубопроводы всегда укладывают с уклоном 0,002-0,005 в сторону вводов для возможности спуска воды из системы.

 

 

 

4. Системы  горячего водоснабжения.

4.1 Горячее  водоснабжение

 

Система ГВС - комплекс инженерных сооружений, обеспечивающих подачу нагретой до определенного значения горячей воды потребителям.

Основные составляющие системы ГВС такие же как и  у систем ХВС. Главным отличием  является наличие приборов для нагрева  воды (водонагревателей).

В зависимости от назначения системы гвс могут быть хозяйственно-бытовыми и производственными. Возможно объединение этих систем (только в том случае если на технологические нужды производства требуется горячая вода питьевого качества или при контакте с технологическим оборудованием качество воды не изменяется).

В зависимости  от способа приготовления и количества потребителей системы гвс могут быть:

• Местными
• Централизованными

Местные системы характеризуются тем, что для приготовления горячей воды используются, как правило, небольшие водонагреватели, которые обеспечивают нагрев воды для незначительного количества потребителей. Как правило, приготовление и потребление горячей воды в таких системах происходит в одном месте. Такие системы устаивают в небольших зданиях, где нагрев воды происходит в каждой квартире. В этом случае  в каждой квартире устанавливается местный водонагреватель  - котел или колонка для приготовления горячей воды. В некоторых случаях водонагреватели производят горячую воду для двух видов её функционирования в дальнейшем: для системы ГВС и для системы отопления. Для этого в основном используются газовые одноконтурные (приготавливают горячую воду только для ГВС или только для отопления)  и двухконтурные котлы (приготавливают горячую воду и для ГВС и для отопления).

Системы местного водоснабжения  могут также устраиваться в том случае если вода для устройства централизованного горячего водоснабжения не соответствует требуемым параметрам (например, для некоторых видов производственных процессов – производство некоторых видов продуктов питания).

Централизованными системами ГВС называют системы, устройство которых обеспечивает подачу воды для множества потребителей из одного центра (ТЭЦ, районной котельной, теплового узла и т.д.). Такие системы устраивают при наличии мощного источника тепла.

Централизованные системы  ГВС (ЦГВ) бывают: открытые и закрытые.

В открытой схеме ЦГВ  горячая вода забирается непосредственно  из тепловой сети, где она нагревается  в котлах центральных котельных  или в теплообменниках ТЭЦ. Далее  эта вода по квартальной распределительной  сети распространяется по группам зданий и непосредственно по потребителям. Причем такая схема может подавать одну и ту же воду для нужд ГВС и для системы отопления зданий. Охлажденная вода по циркуляционным трубопроводам возвращается в котлы для подогрева.

Плюсы: простота устройства и обслуживания

Минусы: необходимость  в мощных нагревательных  установках, затраты на установки по очистке  и подготовки воды до требуемых параметров.

В закрытой системе ЦГВ  вода нагревается теплоносителем в  специальных установках (теплообменных  аппаратах). Теплоносителем может быть вода или пар, которые нагреваются в ТЭЦ или другом водонагревательном пункте. Вода из системы ХВС, проходя через такие установки с циркулирующим нагретым теплоносителем внутри, нагревается и поступает потребителям.

 

Требования к температуре и качеству воды в системах ГВС: