Внутренний водопровод

         Автоматические спринклерные установки.

         Автоматические спринклерные установки предназначены для создания площадного орошения водой при тушении пожара. Они применяются в архивах библиотек и документации, в торговых залах крупных супермаркетов и в складах с повышенной пожароопасностью. 
 
Главным элементом является спринклер-ороситель — это особый вид водоразборной арматуры. Под потолком помещения прокладывается разводящая сеть из стальных труб диаметром не менее Æ 20 мм. На них с шагом 3 метра устанавливаются спринклеры, направленные вниз. В ожидании действия система находится под напором. При возникновении пожара под конкретным спринклером внутри него расплавляется легкоплавкая вставка. Спринклер автоматически открывается и начинает поливать — брызгать водой вниз туда, где возник пожар. Поэтому спринклерная система и называется автоматической, так как срабатывает без участия человека. 

          Производственный водопровод В3.

         Производственный водопровод подаёт воду в производственные здания на различные технологические нужды, поэтому требования по качеству воды весьма разнообразны. Стандартная классификация производственного водопровода В3 по качеству воды изображена на рис. 7. 
 
В3 — это общее обозначение любого производственного водопровода. 
 
 
 
 
 
Рис. 7 
 
На первом месте в классификации стоит оборотное водоснабжение В4-В5, в котором В4 — подающая труба, а В5 — труба обратная. 
 
В6 — системы с умягчённой водой. 
 
В7 — системы с речной водой. 
 
В8 — системы с речной осветлённой водой. 
 
В9 — системы с подземной (промышленной) водой. 
 
Для широты кругозора рассмотрим две другие классификации. 
 
Классификация производственного водопровода по использованию воды: 
 
1) Прямоточный водопровод. Это самый простой производственный водопровод, когда вода после использования напрямую сбрасывается в канализацию. Однако он загрязняет окружающую среду и не экономит ресурсы, поэтому предприятия стремятся от него перейти на другие, более прогрессивные системы. 
 
2) С повторным использованием воды. Вода, использованная в технологическом цикле одного цеха, не сбрасывается сразу в канализацию, а используется на другие технологические нужды, по цепочке. Система более прогрессивная по сравнению с предыдущей. 
 
3) Оборотное водоснабжение. Вода подаётся из местного очистного сооружения на производственно-технологические нужды по трубопроводу В4, используется и уходит обратно в очистное сооружение по трубопроводу В5. Оборотное водоснабжение — это перспективная, экологически чистая и ресурсосберегающая технология. Примером могут служить мойки автомобилей с такими системами, которые к тому же выгодны для данных предприятий автосервиса, так как дают экономию по забору воды из водопровода и сбросу стоков на водоотведение. 
 
Классификация производственного водопровода по объёмам потребляемой воды: 
 
1) Объединённые системы В1+В2+В3. Применяются для небольших производственных зданий при суточном расходе водопотребления не более 100 м³/сут. 
 
2) Раздельные системы (В1+В2, В3) или (В1, В3+В2). Применяются для производственных зданий при значительном суточном расходе водопотребления более 100 м³/сут. 
 
Производственные здания содержат системы В1, В2, В3 для различных нужд. Например, в цехах следует устраивать питьевые фонтанчики с шагом не более 75 метров от рабочих мест. 

         Водопровод сельскохозяйственных зданий

         Внутренние системы водоснабжения животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий и сооружений проектируют в соответствии со СНиП 2.04.01-85 [] и СНиП 2.10.03-84 []. 
 
Для поения домашних животных, птиц и зверей используют воду питьевого качества по ГОСТ 2874-82* "Вода питьевая" []. Иначе говоря, применяют хозяйственно-питьевой водопровод В1. 
 
В перечисленных зданиях и сооружениях применяют следующее санитарно-техническое оборудование: 
 
— поилки; 
 
— краны для мытья полов; 
 
— специальные приборы (для обслуживания животных и т.д.); 
 
— гибкие шланги. 
 
Поилка — основной прибор для поения сельскохозяйственных животных. Индивидуальные поилки с клапаном применяют для поения крупного рогатого скота и свиней в отдельных стойлах. Групповые поилки используют при беспривязном содержании скота, для свиней, овец и птицы. Поилки подсоединяют к водопроводу В1.  
 
Из некоторых особенностей упомянутых зданий следует отметить, что конюшни всегда рекомендуется устраивать с внутренним водопроводом, а овчарни (с овцами) — наоборот, чаще без внутреннего водопровода, так как овец поят на выгулах. 
 
Расчетные расходы воды принимают по СНиП 2.10.03-84 []: 
 
— на поение по прил. 1 []; 
 
— для специальных санитарных приборов по прил. 2 []. 
 
Свободные напоры перед приборами принимают не менее 2 метров водяного столба. 
 
Прокладка трубопроводов всегда открытая. Трубы используют пластмассовые или стальные неоцинкованные. 
 
На вводе водопровода устанавливают водомер. 
 
Запорная арматура (вентили и задвижки) должна быть установлена на вводе водопровода, на ответвлениях и на подводках к водоразборной арматуре. 
 
Краны (для мытья полов) должны иметь радиус действия не менее 30 метров с напором не менее 5 метров. 
 
В одноэтажных зданиях противопожарный водопровод В2 не предусматривают. 

          Горячее водоснабжение Т3-Т4

Современный горячий водопровод Т3-Т4 имеет в здании две трубы: 
 
Т3 — подающий трубопровод; 
 
Т4 — циркуляционный трубопровод. 
 

        Требования к качеству воды Т3-Т4

        Требования к качеству горячей воды в системе Т3-Т4 содержатся в СНиП 2.04.01-85: 
 
1) Горячая вода в Т3-Т4 должна быть питьевой по ГОСТ 2874-82*. Качество воды, подаваемой на производственные нужды, определяется технологическими требованиями. 
 
2) Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать: 
 
а) не ниже +60°С — для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам теплоснабжения; 
 
б) не ниже +50°С — для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения; 
 
в) не выше +75°С — для всех систем, указанных в подпунктах "а" и "б". 
 
3) В помещениях детских дошкольных учреждений температура горячей воды, подаваемой для душей и умывальников, не должна превышать +37°С. 
 
          Классификация Т3-Т4

          Классификация горячего водопровода Т3-Т4 по расположению источника тепла показана на рис. 8. 
 
Наружных сетей горячего водопровода обычно нет, то есть горячий водопровод Т3-Т4 — это типично внутренний водопровод с давлением не более 0,45 МПа. Централизованно или местно решают расположение источника тепла (см. рис. 8). В крупных и средних городах (централизованные системы) тепло несут наружные водяные теплосети Т1-Т2. Их заводят в здания отдельными вводами Т1-Т2.  
 
 
 
 
Рис. 8 
 
 
В малых городах и населённых пунктах источник тепла находится в доме или квартире — домовая котельная или водогрейная колонка, работающие на газе, мазуте, нефти, угле, дровах или электричестве. Это, наоборот, местные системы горячего водоснабжения. 
 
Открытая система горячего водопровода (см. рис. 8) берёт воду из обратного трубопровода теплосети Т2 непосредственно, напрямую, и далее вода поступает по трубе Т3 к смесителям в квартиры. Такое решение горячего водоснабжения не самое лучшее с точки зрения обеспечения питьевого качества горячей воды, так как вода идёт фактически из системы водяного отопления. Однако такое решение весьма недорогое. Таким способом, например, снабжается большинство зданий правобережья г. Омска. 
 
Закрытая система горячего водопровода (см. рис. 8) берёт воду из холодного водопровода В1. Вода нагревается с помощью водонагревателей-теплообменников и поступает по трубе Т3 к смесителям в квартиры. Водонагреватели могут быть ёмкостные (бойлеры) или скоростные. Часть неиспользованной горячей воды циркулирует внутри здания по трубопроводу Т4, что поддерживает постоянную температуру воды. Источником тепла для водонагревателей служит подающая труба теплосети Т1. Такое решение горячего водоснабжения уже лучше с точки зрения обеспечения питьевого качества горячей воды, так как вода берётся из системы хозяйственно-питьевого водопровода В1. Таким способом, например, снабжается большинство зданий левобережья г. Омска. 

        Элементы Т3-Т4

        Элементы горячего водопровода Т3-Т4 рассмотрим на примере схематического разреза двухэтажного здания с подвалом (рис. 9). 
 
 
 
 
 
Рис. 9 
 
 
Элементы горячего водопровода Т3-Т4 (см. рис. 9): 
 
1 — ввод теплосети в техподполье здания. Это ещё не элемент горячего водопровода. 
 
2 — тепловой узел. Здесь начинается горячий водопровод по открытой или закрытой схеме (см. рис. 8). 
 
3 — водомер на подающей трубе горячего водопровода Т3 у теплового узла. 
 
4 — разводящая сеть подающих трубопроводов Т3 горячего водопровода. 
 
5 — подающий стояк Т3 горячего водопровода. В его основании устанавливают запорный вентиль. 
 
6 — полотенцесушители на подающих стояках Т3. 
 
7 — квартирные водомеры горячей воды на поэтажных подводках Т3. 
 
8 — поэтажные подводки горячей воды Т3 (обычно Æ 15 мм). 
 
9 — смесительная арматура (на рис. 9 показан смеситель общий для умывальника и ванны с душевой сеткой и поворотным изливом). 
 
10 — циркуляционный стояк Т4 горячего водопровода. В его основании тоже устанавливают запорный вентиль. 
 
11 — отводящая сеть циркуляционных трубопроводов Т4 горячего водопровода. 
 
12 — водомер на циркуляционной трубе горячего водопровода Т4 у теплового узла. 
 

         Монтаж внутренних водопроводов

         Работы по монтажу внутренних водопроводов зданий обычно выполняются специализированными монтажными организациями, которые являются субподрядными организациями по отношению к чисто строительным организациям (генподрядчикам), например, какая-либо монтажная фирма по отношению к строительному тресту. 
 
Монтаж проводят, руководствуясь положениями СНиП 3.05.01-85 «Внутренние санитарно-технические системы» []. Перед началом монтажа, до того как монтажники придут на строительный объект, строители должны: 
 
1) выполнить основные строительные работы, то есть возвести фундаменты, стены, перекрытия, покрытия, перегородки и т.д., но до отделочных работ; 
 
2) пробить все монтажные отверстия в стенах, перекрытиях и перегородках для пропуска трубопроводов и оборудования; 
 
3) установить монтажные закладные детали в стенах, перекрытиях и перегородках для крепления трубопроводов и оборудования; 
 
4) прокопать траншеи вводов водопровода; 
 
5) прочертить по стенам отметки 0,5 метра выше уровня пола, так как самого уровня пола пока нет. 
 
Монтажная организация выполняет следующие работы: 
 
— монтажное проектирование (составление эскизов и чертежей заготовок по рабочим чертежам и натурным обмерам); 
 
— заготовительные работы (нарезка труб, резьбы на их концах, изготовление заготовок); 
 
— собственно монтаж на объекте (он выполняется всегда по способу «снизу – вверх»). 
 
Методы монтажа: 
 
1. Россыпью. То есть сборка водопровода по месту. Такой метод применяется при строительстве здания по индивидуальному проекту. 
 
2. Блоками. Выполняется для зданий по типовым проектам. 
 
3. Санитарно-техническими кабинами. Применяется в крупно-панельном домостроении. Основные трубопроводы и арматура установлены в кабине на заводе, а в условиях стройки кабины нужно лишь тщательно стыковать по осям. 
 
Как только монтаж водопровода закончен, наступает следующая стадия — испытание. 

         Испытание внутренних водопроводов

         Испытание смонтированной системы внутреннего водопровода проводится в присутствии комиссии в составе представителей: 
 
а) заказчика; 
 
б) генподрядчика (строительной организации); 
 
в) субподрядчика (монтажной организации). 
 
Проверяются следующие показатели системы: 
 
1) Расходы. Например, нормальный расход холодной воды из крана или смесителя должен быть не менее 0,2 л/с. 
 
2) Напоры. Минимальный свободный напор у наиболее удалённого и самого высокого водоразборного прибора на верхнем этаже не должен быть менее 2-3 метров водяного столба. 
 
3) Система должна соответствовать проекту по размерам, высотным отметкам, диаметрам труб, их материалу, в том числе по показателям качества воды. 
 
4) Не должно быть каких-либо утечек и подтеканий на трубопроводах. 
 
Испытание внутреннего водопровода проводят в течении 10 минут при давлении в полтора раза превышающем максимально допустимое избыточное (манометрическое) давление для данной системы. Если система успешно выдержала испытание давлением, то есть не потекла, то окончательно составляют акт манометрического испытания на герметичность по форме прил. 3 СНиП 3.05.01-85 [], который подписывается представителями вышеупомянутой комиссии. 
 
После испытания система внутреннего водопровода готова к передаче на её эксплуатацию.

         Эксплуатация внутренних водопроводов.

         Экслуатация внутренних водопроводов находится в ведении ПЖРЭУ (производственных жилищно-ремонтно-эксплуатационных участков) или в ведении отделов главного энергетика или механика предприятий — это зависит от принадлежности здания (муниципальное или ведомственное) и от типа системы (В1, В2, В3, Т3-Т4). 
 
Выполняемые работы следующие: 
 
— текущие ремонты по заявкам жильцов (смена прокладок кранов, замена неисправной арматуры, оборудования, устранение течей в трубах, постановка хомутов, замена участков труб с большой степенью повреждения коррозией и т.д.); 
 
— капитальные ремонты с заменой трубопроводов через 15-20 лет при стальных трубопроводах, через 50 лет при пластмассовых трубах, а также когда физический износ инженерной системы достиг 60 % .

          Реконструкция внутренних водопроводов

          Реконструкция любой санитарно-технической системы — это производство строительно-монтажных работ с целью приведения эксплуатационных показателей системы к уровню современных требований (ГОСТов, СНиПов и др.). Любая реконструкция должна проводиться на основании проекта реконструкции. 
 
Бывает два вида реконструкции инженерных систем: 
 
1) расширение; 
 
2) ликвидация старой системы и монтаж новой. 
 
Например, до 1970-х годов в нашей стране горячий водопровод зданий сооружали только с подающими трубопроводами Т3. Затем после принятия нового СНиП [] в зданиях начали внедрять горячее водоснабжение, расширив системы дополнительными трубопроводами Т4 (циркуляционными). Это был первый вид реконструкции. 
 
Другим примером реконструкции является полная замена хозяйственно-питьевых водопроводов В1 из стальных труб на системы, собираемые из металлополимерных (металлопластиковых) труб. Это второй вид реконструкции, который проводят в последнее время в связи с внесением изменений в СНиП 2.04.01-85 [] в 1996 году (смена приоритетов материалов водопроводных труб).

           Гидравлический расчёт внутренних водопроводов

           Гидравлический расчёт внутренних водопроводов — это довольно большая тема. Поэтому рассмотрим лишь основные его принципы. 
 
Водопровод — это напорная система. Вода может идти в любом направлении под влиянием разности напоров, от большего напора к меньшему напору. При движении воды в трубах происходят два вида потерь напоров: 
 
1) линейные потери напора (на прямых участках труб); 
 
2) местные потери напора (на поворотах, тройниках и т.д.). 
 
Общие (суммарные) потери напора складываются из суммы линейных и местных потерь напора. 
 
Потери напора рассчитывают по специальным гидравлическим формулам. В общем случае потеря напора может быть рассчитана по формуле Вейсбаха [] 
 
 
 
где z — коэффициент гидравлического сопротивления; V — средняя скорость потока в трубе; g — ускорение свободного падения. 
 
В случае прямолинейного участка трубопровода коэффициент гидравлического сопротивления 
 
 
 
где l — коэффициент гидравлического трения; l — длина участка трубы; d — внутренний диаметр трубы. 
 
Водопроводы обычно работают в условиях турбулентного режима течения. Поэтому коэффициент гидравлического трения может быть определён по приближённой формуле А.Д. Альтшуля 
 
 
 
где Re — число Рейнольдса; D — абсолютная шероховатость стенок трубопровода. Например, для старых стальных труб D » 1,5 мм. 
 
Число Рейнольдса для напорных трубопроводов 
 
 
 
где n_B — кинематическая вязкость воды, м²/с. 
 
Для облегчения гидравлических расчётов применяют таблицы или графики. В нашей стране используют таблицы Ф.А. Шевелёва [], которые приведены в большинстве учебников и гидравлических справочников. 
 
Начинают гидравлический расчёт внутреннего водопровода с определения по СНиП 2.04.01-85 [] нормативных расходов водоразборных приборов (кранов, смесителей). Например, расход холодной воды для крана равен 0,2 л/с. 
 
Затем выбирают расчетную линию сети, от ввода водопровода до наиболее удалённого и высокорасположенного прибора (рассматриваем тупиковые системы В1, без циркуляции). 
 
Эту линию разбивают на участки в местах ответвлений трубопроводов, то есть там, где меняется расход воды. Определяют длину каждого участка и количество приборов, которое обслуживается данным участком. При этом учитывают вероятность совместного действия приборов. 
 
Рассмотрим пример. Конечный участок водопровода в квартире облуживает один прибор — смеситель для кухонной мойки. Тогда расчётный расход данного участка будет 0,2 л/с. Следующий против движения воды участок обслуживает два прибора: смеситель для мойки и смеситель для умывальника. Однако расчетный расход данного участка не является простой суммой 0,2 + 0,2 = 0,4 л/с. Дело в том, что одновременно эти приборы включают не часто. Поэтому, рассчитанный по специальным формулам СНиП 2.04.01-85 [] расчётный расход получается около 0,22-0,23 л/с. Так учитывают вероятность совместного действия приборов.  
 
После определения расчётного расхода на каждом участке расчетной линии сети подбирают внутренний диаметр труб так, чтобы средняя скорость в трубе была оптимальной: 
 
V₀ = 0,9...1,2 м/с. 
 
Эту скорость называют экономически целесообразной. 
 
Следующим шагом гидравлического расчёта является определение линейных потерь напора на каждом расчётном участке. Как уже было сказано, потери напора рассчитывают либо по формулам, либо с помощью таблиц.  
 
Местные потери напора СНиП разрешает определять как долю линейных потерь напора. 
 
Согласно п. 7.7 СНиП 2.04.01-85 [], общая потеря напора на каждом участке трубопровода холодного водоснабжнения может быть определена по формуле 
 
H = i l (1 + k_l), 
 
где i — гидравлический уклон (безразмерный), может быть найден, например, по таблицам Ф.А. Шевелёва []; l — длина участка трубопровода; k_l — коэффициент, учитывающий долю местных потерь напора. Например, для хозяйственно-питьевого водопровода В1 СНиП [] рекомендует принимать k_l = 0,3. 
Таким образом, рассчитав на каждом расчётном участке потерю напора, находят суммарные потери напора в сети внутреннего водопровода. 
 
Приведенные расчёты удобнее всего выполнять в таблице. Кроме того, вместо ручного счёта лучше применять электронные таблицы типа SuperCalc, Lotus 1-2-3 или Microsoft Excel. На наш взгляд, наиболее удобными для автоматизации расчётов являются таблицы Excel версий 97/2000/XP/2003 и др. Таблицы MS Excel в настоящее время установлены практически на любом компьютере. Нами разработаны файлы-шаблоны таблиц гидравлического расчёта водопровода, которые можно получить через Интернет (см. с. 5). 
 
В наружных сетях водопровода имеется гарантированный напор H_g. Его величина должна быть не менее 10 м и не более 60 метров, считая от верха водопроводной трубы []. Обычно в городах гарантированный напор находится в пределах 20-30 метров водяного столба. Для водоснабжения малоэтажных зданий часто хватает гарантированного напора, то есть дополнительной подкачки насосами не требуется. Для многоэтажных зданий, наоборот, надо проверять потребность в насосах, повышающих напор. 
Насос для повышения напора в сети требуется, если напор насоса получается положительный по формуле 
 
 
 
где H_тр — требуемый напор для здания, который можно найти так: 
 
 
 
где H_geom — геометрическая высота от наружного трубопровода до самого высокого прибора в здании; H_B — потеря напора на водомерах; H_f — свободный напор перед прибором (2-3 метра водяного столба); SH — суммарные потери напора в сети внутреннего водопровода, взятые из предыдущего расчёта (в табличной форме).