Общие сведенья об инженерных сетях. По дисциплине Общие сведения об инженерных сетях территорий и зданий
 Скачать 3.96 Mb.
|
|
q- норма водопотребления на единицу продукции; М - число единиц продукции, выпускаемой за смену; п - число смен. Одним из наиболее крупных производственных потребителей воды являются тепловые и дизельные электрические станции, а также технологические процессы, связанные с охлаждением оборудования. Расход воды (м3/ч) для удаления избытка тепла в этом случае равен: Qч. = AQТ / (t1 - t2), где А - коэффициент, определяющий количество тепла, отводимого 1 м3 воды за 1 час при нагреве ее на 1°С; А = 1/(4,19-10'7) м3 оС/(чДЖ); QТ - количество тепла, выделяемого оборудованием за 1 час, Дж. Принцип нормирования расхода воды, предназначенной для пожаротушения, существенно отличается от принципа нормирования расходов воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Отличие заключается в том, что этот расход не постоянен (он является случайным) и за короткие промежутки времени должно быть подано большое количество воды. Тушение водой пожаров (как наружных, так и внутренних) при современных средствах пожаротушения предусматривается с помощью водяных струй и завес, лафетных стволов, спринклерных и дренчерных систем. 10 Соответствующие устройства для забора воды и подачи ее на место возникновения пожаров предусматриваются на наружных водопроводных (пожарные гидранты) и внутренних сетях (пожарные краны). Расчетные расходы воды на наружное пожаротушение и расчетное количество одновременных пожаров в населенных местах зависят от количества населения в городах и поселках и этажности городской застройки (Приложение А, таблицы А.4, А.5). Расчетные расходы воды на пожаротушение промышленных предприятий находятся в зависимости от степени огнестойкости зданий, категории производств по пожарной опасности и объема зданий. Расходы воды на пожаротушение для жилых, общественных зданий и для производственных предприятий приводятся в строительных нормах проектирования. Вопрос 3. Свободные напоры в сетях водопровода. Водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды ко всем точкам ее потребления с небольшим свободным напором, измеряемым высотой столба над поверхностью земли. Напор (м.вод.ст.) может быть вычислен по формуле: , где - геометрическая высота расположения самого высокого (расчетного) водоразборного прибора над поверхностью земли у точки подключения домового ввода (м.вод.ст.); - сумма потерь напора воды на пути ее движения от точки подключения домового ввода до расчетного водоразборного прибора (м.вод.ст.); - напор, необходимый для излива расчетного расхода воды, принимаемый в зависимости от типа санитарного прибора (м.вод.ст.). Минимальный свободный напор в сети водопровода населенного пункта при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание должен приниматься при одноэтажной застройке не менее 10 м.вод.ст., при большей этажности - на каждый этаж добавляется 4 м.вод.ст: , где n - число этажей. 11 Для отдельных высотных зданий или групп зданий, для которых напор 60 м.вод.ст. недостаточен, применяют местные установки, повышающие напор. Свободный напор у водоразборных колонок должен составлять не менее 10 м.вод.ст. Максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода (хозяйственно-питьевого и противопожарного) у водопотребителя не должен превышать 90 м.вод.ст. В случае превышения этого давления для отдельных зданий, сооружений или зон устанавливаются регуляторы давления или применяется зонирование систем водопровода. Для промышленных предприятий минимальный свободный напор принимается по данным технологов предприятия в зависимости от технологии производства и характера оборудования. Для систем пожаротушения низкого давления, которые рекомендуются для населенных мест, минимальный свободный напор у пожарных гидрантов, устанавливаемых на сети, должен быть не менее 60 м.вод.ст. В случаях проектирования противопожарного водопровода высокого давления свободный напор должен обеспечивать высоту компактной струи высотой не менее 10 м на уровне наивысшей точки самого высокого здания при подаче воды по непрорезиненному рукаву длиной 120 м, диаметром 66 мм, со спрыском диаметром 19 мм и расчетным расходом воды 5 л/с. Вопрос 4. Классификация, назначение и роль водопроводных линий. Водопроводная сеть представляет собой совокупность трубопроводов, по которым вода транспортируется потребителям. Она состоит из водоводов, магистральной сети и распределительных трубопроводов. При проектировании учитываются технологические и экономические требования. Технологические требования определяются функциональным назначением водоводов и сетей в системе водоснабжения. К таким функциям относятся: связывание всех сооружений в единую систему водоснабжения; транспортирование воды потребителям; обеспечение надежности работы системы водоснабжения. От правильного размещения водоводов и сетей, выбора диаметра трубопроводов и места установки различного вида арматуры зависят капитальные и эксплуатационные затраты, то есть экономические показатели. При выборе трассы водоводов и сетей необходимо учитывать и требования гигиенического порядка. Водоводы состоят непосредственно из водоводов и перемычек. Сети по начертанию подразделяются на кольцевые и тупиковые. Тупиковые водопроводные 12 сети или отдельные линии допускается прокладывать в следующих случаях: при подаче воды на производственные цели, если допустим перерыв в водоснабжении предприятия или цеха предприятия; при подаче воды на хозяйственно-питьевые цели, если диаметр подающего трубопровода равен или менее 100 мм; при подаче воды на противопожарные или хозяйственно- противопожарные нужды независимо от расхода воды на пожаротушение, если длина линий не превышает 200 м. В системах водоснабжения, как правило, используются кольцевые сети, обеспечивающие высокую надежность работы системы. Количество водоводов выбирается с учетом технико- экономических расчетов, учитывающих стоимость и целесообразность мероприятий, необходимых для обеспечения бесперебойности работы системы водоснабжения. При прокладке водоводов в две и более линий и при отключении одной из них оставшиеся линии должны обеспечивать подачу воды как на хозяйственно-питьевые нужды в объеме не менее 70 % от расчетной потребности, так и на работу промышленных предприятий по аварийному графику. При проектировании одного водовода для обеспечения работы системы предусматриваются аварийные запасные емкости. Аварийный объем воды в них должен обеспечивать подачу воды на хозяйственно-питьевые нужды в размере 70 % от расчетного среднечасового водопотребления, на производственные нужды по аварийному графику и расчетный объем воды на пожаротушение. Вопрос 5. Трассировка водопроводных линий. Одной из основных задач проектирования водопроводных линий является выбор схемы водоводов и сетей, то есть трассировка линий на местности. При трассировке решается задача увязки направления прокладки водоводов и сетей с рельефом и планировкой территории. Выбор трассы производится с учетом гидрологических, топографических, санитарно-гигиенических, экономических, технологических и других требований. Основными требованиями, диктующими выбор трассы водопроводных линий, являются: охват всех водопотребителей водопроводными линиями; наименьшая стоимость водоводов и водопроводной сети, поэтому подача воды должна осуществляться по кратчайшим направлениям, по возможности иметь минимальное количество искусственных сооружений; бесперебойная подача воды потребителям. 13 При проектировании водопроводных линий должна быть предусмотрена возможность перспективного развития. Очертание в плане любой сети зависит от следующих факторов: конфигурации снабжаемой водой территории; планировки объекта; мест расположения на плане наиболее крупных потребителей; рельефа местности; мест расположения используемых источников водоснабжения; наличия и расположения естественных и искусственных препятствий. Особенностью проектирования городской водопроводной сети является выделение из массы водопроводных линий системы магистральных линий, на которую возлагается работа по транспортировке воды по территории города или микрорайона. Основное направление линий магистральной сети должно соответствовать вытянутой территории города. По главному направлению следует прокладывать несколько магистральных линий, включенных параллельно, что необходимо для обеспечения требуемой надежности системы водоснабжения. Транзитные магистрали нужно соединять перемычками для возможности перераспределения расходов воды между магистралями при изменении работы сети. Обычно число магистралей принимается из расчета расстояния между ними 300-600 м. Соответственно, расстояние между перемычками принимается 400-800 м. В настоящее время в качестве основной формы застройки городов принята система жилых районов и микрорайонов. Такое решение позволяет рационально размещать сети водоснабжения. Для снабжения водой микрорайонов предусматривается микрорайонная сеть, состоящая из ввода, соединяющего наружную водопроводную сеть со зданием центрального теплового пункта (ЦТП), и квартальной сети, транспортирующей воду от ЦТП к группам зданий или отдельным домам. При значительных размерах кварталов микрорайонная сеть обеспечивает и пожарные нужды, поэтому на ней размещаются пожарные гидранты на расстоянии не более 150 м друг от друга. Пожарные гидранты устанавливают в местах, удобных для подъезда пожарных машин, вдоль автомобильных дорог на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части, но не ближе 5 м от стен зданий. Расстановка пожарных гидрантов на квартальной сети должна обеспечивать пожаротушение любого обслуживаемого данной сетью здания, сооружения не менее чем от двух гидрантов. 14 Трассировка водопроводной сети микрорайона определяется в зависимости от характера объектов, планировки микрорайона, этажности застройки и размещения отдельных зданий, расположения внутриквартальных проездов, размещения зеленых насаждений и диаметра магистральных линий сети городского водопровода. При трассировке водопроводных сетей на территории промышленных предприятий приходится учитывать ряд особенностей. Потребители воды на промышленных предприятиях предъявляют весьма разнообразные требования к качеству воды и напорам в подводящей воду сети. Кроме хозяйственно-питьевой системы на территории предприятия могут существовать самостоятельная противопожарная система и несколько систем производственного назначения. Сети производственного водопровода, не выполняющие противопожарных функций, могут быть кольцевыми, разветвленными и комбинированными в зависимости от требований к надежности подачи воды. Если расход воды непрерывен и перерывы в ее подаче недопустимы, то сети производственного водопровода проектируются кольцевыми. При периодическом потреблении и наличии запасных емкостей сети проектируют тупиковыми. При устройстве оборотных систем водоснабжения в систему производственного водопровода включаются линии, отводящие отработанную нагретую воду к насосным станциям или охлаждающим устройствам. Эти линии работают в большинстве случаев как самотечные, что должно учитываться при их трассировке. Благодаря устройству оборотных систем водоснабжения можно значительно уменьшить спуск в водоем загрязненных промышленных сточных вод и тем самым уменьшить загрязнение водоемов. Ряд передовых предприятий, применяя комбинированные схемы водоснабжения (прямоточно-последовательные, оборотные и оборотно- последовательные), совершенно прекратили спуск в водоем загрязненных и сточных вод. Вопрос 6. Этапы проектирования водопроводных линий. Расчет водоводов и водопроводных сетей производится в целях определения экономичных диаметров труб и потерь напора в трубопроводах при движении в них расчетного количества воды. Последнее требование необходимо при подборе насосов. Непосредственно проектированию водоводов и сетей предшествует изучение всех изыскательских материалов, определение расходов воды, выбор и расположение на местности элементов системы водоснабжения согласно СниП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Полученные результаты на этом подготовительном этапе служат исходными данными для решения задач, связанных с 15 проектированием водоводов и водопроводных сетей. Такими данными являются: состав водопотребителей и их требования к количеству воды и свободным напорам НCВ; расположение потребителей воды на плане объекта; расчетные расходы воды: максимальные, минимальные, среднегодовые (суточные, часовые, секундные); режим водопотребления; глубина заложения трубопроводов; противопожарные требования потребителей воды. При наличии указанных данных начинается процесс проектирования водопроводных линий. Этот процесс может быть разделен на три этапа: 1. Подготовка сети к гидравлическому расчету. Этот этап сводится к выбору вида сетей, трассировке водоводов и сетей и составлению их расчетной схемы, выявлению сосредоточенных расходов, определению расчетных и проверочных расходов Q, распределению их по участкам, определению путевых Qnym, транзитных Qmp и узловых Qyзл расходов, выбору скоростей v, определению длин L, диаметров участков D и т. д. 2. Гидравлический расчет водопроводной сети. В результате расчета определяются потери напора на участках и свободные напоры в различных точках сети; по полученным Q и Н производится подбор насосного оборудования и расчет напорно-регулирующих устройств, строятся пьезометрические графики при различных режимах работы водопроводных сооружений. 3. Конструирование и деталировка водоводов и сети. Эта часть проектирования выполняется после выбора материала и диаметра труб, размещения арматуры, колодцев и других сооружений на водопроводной сети. Вопрос 7. Пример расчета системы водоснабжения населенного пункта. Исходные данные для проектирования. Объектом водоснабжения в данном примере является город, состоящий из двух районов, расположенный в южной части страны. При проектировании системы водоснабжения необходимо учитывать особые климатические условия (более высокую температуру воздуха, особенно летнюю), малое количество осадков, которые обуславливают большие нормы водопотребления, чем в других районах страны (например, Центральном). 16 Общая площадь территории города составляет 279 га. Районы города отмечаются по площади: F1 : F2 = 2 : 3, то есть F1 = 112 га, F2 = 167 га. Плотность населения так же различна: рж1 = 360 чел./га, рж2 = 280 чел./га, что говорит о более плотном заселении первого района. Этажность застройки следующая: пэ1 =8 эт, пэ2 =6 эт. Территория города поливается водой. Причем Fnoл/F = 0,30, а норма полива составляет 0,75 л/м 2 сут. В городе имеется два промышленных предприятия, они расположены в разных районах. Здания районов города оборудованы внутренним водопроводом и канализацией: первый район – с централизованным горячим водоснабжением; второй район – с ванными и местными водонагревателями. Что касается рельефа города, то он достаточно спокойный, но имеется значительный уклон к западу (к реке). Рассмотрим основные физические, химические, бактериологические свойства воды природных источников, указывая их значение для различных потребителей и предъявляемые потребителями требования к отдельным качественным характеристикам воды. К физическим свойствам воды относятся ее температура, мутность, привкус, запах. Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, скорости движения воды и ряда других факторов (оптимальная температура 5-10 °С). Под цветностью воды понимают ее окраску, она выражается в градусах цветности по платиново-кобальтовой шкале. Цветность не должна быть выше 20 градусов. В исключительных случаях, по согласованию с организациями санитарного надзора, может быть допущена цветность воды до 35 градусов. Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в мг/л. Мутность воды поверхностных источников зависит от их вида и от времени года. Особенно велика мутность воды в период паводков. Требование к качеству воды, подаваемой водопроводами для хозяйственно-питьевых нужд, регламентируется государственными стандартами. Согласно СаПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» количество взвешенных веществ в воде, подаваемой водопроводами для хозяйственно-питьевых нужд централизованными водопроводами, не должно быть более 1,5 мг/л. Вода источников может иметь различные привкус и запах. Запахи бывают 17 естественного и искусственного (вследствие сброса в водоем сточных вод) происхождения. Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 питьевая вода при температуре 20 °С и при подогревании ее до 60 °С не должна иметь запаха более 2 баллов и привкуса (при 20 °С) более 2 баллов. Химический состав природной воды может быть чрезвычайно разнообразен. В общих случаях для оценки воды с точки зрения использования имеют значения следующие показатели: плотный остаток, окисляемость, активная реакция, содержание железа, хлоридов, сульфатов, фтора и других. Плотный остаток выражается в мг/л и характеризует общее содержание в воде органических и неорганических веществ. Жесткость воды (мг-экв/л) определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Общая жесткость воды, подаваемой водопроводами для хозяйственно-питьевых нужд, согласно СаПиН 2.1.4.1074-01, не должна превышать 7 мг-экв/л. Щелочность воды (мг-экв/л) обуславливается присутствием в ней бикарбонатов, карбонатов, гидратов и солей других слабых кислот. Щелочность природной воды обычно равна ее карбонатной жесткости. Окисляемость (мг/л) указывает на содержание в воде растворенных органических и некоторых легко окисляющихся неорганических веществ. Активная реакция воды выражает степень щелочности или кислотности воды и характеризуется концентрацией в воде водородных ионов. Концентрацию водородных ионов обозначают через pH (потенциал водорода) и условно выражают логарифмом ее величины с обратным знаком. Соответственно, для нейтральной реакции рН = 7, для кислой – рН < 7, для щелочной – рН > 7. Железо (мг/л) содержится в воде в виде двухвалентного или комплексных соединений трехвалентного железа. Марганец (мг/л) в подземных водах чаще всего сопутствует железу в виде бикарбоната марганца. Хлориды и сульфаты (мг/л) встречаются почти во всех природных водах чаще всего в виде кальциевых, магниевых и натриевых солей. Йод и фтор (мг/л) чаще всего присутствуют в природных водах в ионной форме. Они имеют важное гигиеническое значение для здоровья людей. Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 мл воды, и коли-титром. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные со сточными и стекающими дождевыми и талыми водами, от купающихся людей и животных. Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, питьевая вода не должна содержать более 100 бактерий в 1 мл. Особую важность для санитарной оценки воды имеет определение бактерий группы кишечной палочки. Присутствие кишечной палочки свидетельствует о загрязнении воды фекальными стоками и, следовательно, о возможности попадания в нее болезнетворных бактерий, в частности, бактерий брюшного тифа. Путем 18 бактериологического анализа определяют число кишечных палочек в 1 л воды (так называемый коли-индекс) или наименьший объем воды, в котором еще обнаруживается кишечная палочка (коли-титр). Для всех хозяйственно-питьевых систем, согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, для централизованного водоснабжения допускается содержание не более 3 кишечных палочек в 1 л (коли-индекс). В данном примере источником водоснабжения является река. Принимаем мутность воды в реке 100 мг/л, что говорит об обязательной ее очистке на очистных сооружениях. Для того чтобы предотвратить загрязнение воды, в месте ее забора устраивают зону санитарной охраны, которая состоит из трех поясов. Территория первого пояса ограждается (по поверхности воды – плавающими знаками). В пределах первого пояса запрещается проживание людей, все виды строительства, купание и водопой скота, его выпас, стирка белья, рубка леса, применение удобрений. В пределах второго пояса нельзя размещать склады ядохимикатов, удобрений, горюче-смазочных веществ. В третьем поясе нельзя производить сбросы отходов, ядохимикатов. |