2

1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.4. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду деятель-

ности выпускника: проектирование, возведение, эксплуатация, рекон-струкция зданий и сооружений; инженерное обеспечение и оборудование строительных объектов и городских территорий. Объектами профессио-нальной деятельности бакалавров являются системы водоснабжения и во-доотведения промышленных, гражданских зданий и природоохранные объекты. Бакалавр готовится к изыскательской и проектно-конструкторской; производственно-технологической деятельности.

1.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника В области проектно-конструкторской и производственно- техноло-

гической деятельности - сбор и систематизация информационных и исход-ных данных для проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест; расчет и кон-струирование деталей и узлов; обеспечение соответствия разрабатываемых проектов и технической документации заданию, стандартам, нормам и правилам, техническим условиям и другим исполнительным документам; составление технической документации.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение про-

граммы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:

Умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

Умение использовать нормативные правовые документы в своей де-ятельности (ОК-5);

Знание нормативной базы в области инженерных изысканий, прин-ципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и обору-дования, планировки и застройки населённых мест (ПК- 9);

Способность проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных расчётов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации зданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-11);

Знание научно-технической информации, отечественного и зарубеж-ного опыта по профилю деятельности (ПК-17).

1.4. Перечень умений и знаний, установленных ФГОС

Студент после освоения программы настоящей дисциплины дол-жен:

знать: основные направления и перспективы развития систем водо-снабжения и водоотведения зданий, сооружений и населенных мест и го-

3

родов, элементы этих систем, современное оборудование и методы их про-ектирования, а также эксплуатацию и реконструкцию этих систем;

уметь: выбирать типовые схемные решения систем водоснабжения и водоотведения зданий, населенных мест и городов;

владеть: основами современных методов проектирования и расчета систем инженерного оборудования зданий, сооружений, населенных мест и городов.

2. Цели и задачи освоения программы дисциплины Цель изучения дисциплины «Водоснабжение и водоотведение с осно-

вами гидравлики»: Научить будущих специалистов основам водоснабже-ния и водоотведения, правилам проектирования внутренних систем водо-снабжения и водоотведения зданий различного назначения с учетом осо-бенностей других инженерных систем и архитектурно-строительных ре-шений.

Задачи изучения дисциплины: Подготовка специалистов к проектно-конструкторской и производ-

ственно- технологической деятельности. Студент в процессе освоения со-держания дисциплины должен получить: знания по законам об охране окружающей среды, градостроительству, энергосбережению, в которых регламентируются требования к прокладке инженерных коммуникаций и сооружений в пределах городской застройки, промплощадки, обеспечива-ющие сохранность и долговечность строительных конструкций.

3. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к базовым дисциплинам профессионального цикла. Она основывается на знаниях, полученных при освоении дисциплин «Математика», «Физика», «Химия», «Основы архитектуры и строительных конструкций», «Гидравлика», «Химия воды и микробиология».

Знания и умения, приобретаемые студентами после освоения содер-жания дисциплины, будут использоваться при изучении дисциплин «Без-опасность жизнедеятельности», «Технологические процессы в строитель-стве», «Строительные конструкции», «Водоснабжение», «Водоотведение», «Санитарно-техническое оборудование зданий».

4. Компетенции обучающегося, формируемые освоения дисципли-ны (результаты освоения дисциплины)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен: Знать: Основные направления и перспективы развития систем

водоснабжения и водоотведения, элементы этих систем, схемы, современ-ное оборудование, методы проектирования систем.

Уметь: Правильно выбирать схемные решения для конкретных зданий различного назначения, использовать современные методики конструирования и расчета внутренних систем водоснабжения и водоот-ведения.

Владеть: Методиками проектирования и расчета систем водо-

4

снабжения и водоотведения, использовать современное оборудование и методы монтажа, применять типовые решения.

5. Основная структура дисциплины. Таблица 1 – Структура дисциплины

Вид учебной работы

Трудоемкость, часов

Всего Семестр 4

Общая трудоемкость дисциплины (3 ЗЕ) 108 108 Аудиторные занятия, в том числе: 54 54

лекции 36 36 практические/семинарские занятия 18 18

Самостоятельная работа 54 54 Вид промежуточной аттестации (итогового контроля по дисциплине)

зачет зачет

6. Содержание дисциплины

6.1. Перечень основных разделов и тем дисциплины Раздел 1.СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРОДОВ Лекция 1. Введение. Роль и значение систем водоснабжения и водоотведения в

городах и населенных местах. Рациональное использование водных ресур-сов. Понятие о системах. Системы водоснабжения, водоотведения, тепло-вые сети, газоснабжение.

Раздел 2. ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ Лекция 2. Понятие о гидравлике. Основы гидростатики. Основы гидродинами-

ки.

Раздел 3. СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПОСЕЛЕНИЙ Лекция 3. Классификация систем водоснабжения. Схемы и основные элементы

систем водоснабжения. Источники водоснабжения Лекция 4. Водозаборные сооружения. Водоподъемные устройства и насосные

станции. Лекция 5. Качество воды. Очистка воды. Основные способы обработки воды Лекция 6. Водопроводная сеть. Запасные и регулирующие емкости. Нормы водо-

потребления, режим работы сооружений. Основные сведения по расчету во-допроводных сетей и сооружений.

5

Раздел 4. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ И ОТДЕЛЬНЫХ

ОБЪЕКТОВ Лекция 7. Классификация систем водоснабжения. Элементы внутреннего во-

допровода. Схемы системы водоснабжения. Конструирование водопровод-ной сети. Материалы водопроводной сети. Арматура внутреннего водопрово-да.

Лекция 8. Режимы и нормы водопотребления. Стабилизация давлений Расчет

внутреннего водопровода. Местные водонапорные установки в системах водоснабжения зданий

Лекция 9. Противопожарные водопроводы. Поливочные водопроводы. Лекция 10. Горячее водоснабжение зданий. Местные системы горячего водо-

снабжения. Централизованные системы. Требования к качеству воды для горячего водоснабжения. Оборудование для приготовления и хранения го-рячей воды. Материалы, арматура, особенности устройства сети горячего водоснабжения.

Раздел 5. ВОДООТВЕДЕНИЕ ЗДАНИЙ И ОТДЕЛЬНЫХ

ОБЪЕКТОВ Лекция 11. Классификация систем водоотведения. Выбор системы и схемы водо-

отведения. Элементы внутренней канализации. Материалы и оборудование канализационной сети

Лекция 12 Дворовая и микрорайонная водоотводящие сети. Лекция 13. Мусороудаление. Внутренние водостоки. Раздел 6. ВОДООТВЕДЕНИЕ ПОСЕЛЕНИЙ Лекция 14. Классификация, основные элементы и схемы систем водоотведения

населенных пунктов. Лекция 15. Наружная водоотводящая сеть. Перекачка сточных вод Лекция 16 Очистка сточных вод. Обработка осадка Раздел 7. РАЗМЕЩЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ НА

ТЕРРИТОРИИ ПОСЕЛЕНИЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК. Лекция 17 Водоснабжение и водоотведение строительных площадок Лекция 18

6

Взаимное расположение сетей различного назначения. 6.2. Краткое описание содержания теоретической части разделов и

тем дисциплины

Раздел 1. СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРОДОВ Лекция 1.Введение Роль и значение систем водоснабжения и водоотведения в городах и

населенных местах. Перспективы развития систем в России. Социальные аспекты и правовые акты, влияющие на развитие систем водоснабжения, рациональное использование водных, энергетических ресурсов и эколо-гию.

Системы жизнеобеспечения Системы жизнеобеспечения представляют собой комплекс трубо-

проводов, сооружений, технических устройств, предназначенных для обеспечения комфортных условий быта и трудовой деятельности населе-ния, коммунальных и промышленных предприятий.

Они включает в себя системы водоснабжения, канализации, теплоснабжения, электроснабжения, газоснабжения, связи, освещения, санитарной очистки и других видов благоустройства. Как подземные сети, так и наземные тщательно увязываются с попе-

речным профилем проектируемых улиц, с транспортной сетью и внутри-микрорайонными сетями.

Магистральные городские сети прокладываются вдоль транспортных улиц в специально отводимых для них технических полосах, а магистраль-ные районные сети – вдоль жилых улиц и проездов. При этом стремятся устраивать совмещенную прокладку подземных коммуникаций либо в од-ной траншее, либо в одном канале или коллекторе.

Инженерные сети прокладываются преимущественно по улицам и дорогам. Для этой цели в поперечных профилях улиц и дорог предусмат-риваются места для укладки сетей различного назначения.

Раздел 2. ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ

Лекция 2. Понятие о гидравлике. Основы гидростатики. Основы гидроди-

намики Понятие о гидравлике. Гидравлика – наука, изучающая законы рав-

новесия и движения жидкостей и рассматривающая способы приложения этих законов к решению конкретных практических задач. Гидравлика ле-жит в основе многих инженерных расчетов специальных сооружений.

7

Гидравлика как прикладная инженерная наука необходима для рас-четов при проектировании сети и сооружений систем водоснабжения, во-доотведения, осушения и орошения, гидротехнических сооружений, мо-стов для расчета транспортирования строительных растворов по трубам, конструирования насосов, компрессоров и т.д.

Основные физические свойства жидкостей Текучесть (принимает форму сосуда, в который ее помещают). Два вида жидкостей: капельные и газообразные. К капельным относятся вода, бензин, керосин, нефть, ртуть и др, к

газообразным все газы. Гидравлика изучает капельные жидкости. Основные физические свойства жидкости: плотность, давление,

сжимаемость, температурное расширение, вязкость. Давление – это отношение силы, действующей на площадку в нор-

мальном к ней направлении, к площади площадки. Давление в системе СИ измеряется единицей паскаль (Па). 1 ПА = 1Н/1м2.

Основы гидростатики Гидростатика – раздел гидравлики, изучающий законы равновесия в

покоящейся жидкости. Гидростатика рассматривает жидкость и погружен-ные в нее тела в состоянии покоя. Жидкость, находящаяся в покое, подвер-гается действию внешних сил двух категорий: массовых (объемных) и по-верхностных. Под действием внешних сил в каждой точке жидкости воз-никают внутренние силы, характеризующие ее напряженное состояние.

Гидростатическое давление измеряется в единицах силы, деленных на единицу площади.

Закон Паскаля. Давление, приложенное к свободной поверхности жидкости, передается во все ее точки без изменения. Сила давления на площадку внутри жидкости пропорциональна площади этой площадки.

Абсолютное (полное) гидростатическое давление состоит из внешне-го давления на свободную поверхность жидкости и манометрического (избыточного) давления, которое создает слой воды над рассматриваемой точкой. В открытом сосуде на свободную поверхность жидкости действует атмосферное или барометрическое (зависящее от высоты уровня моря) давление. Для измерения давления применяют манометры и вакуумметры.

Основы гидродинамики Виды движения жидкостей Гидродинамика рассматривает законы движения жидкостей. Пара-

метры, характеризующие движение, - скорость и давление – изменяются в потоке жидкости в пространстве и во времени.

Виды движения жидкости: установившееся и неустановившееся; равномерное и неравномерное; сплошное и прерывистое.

Характеристики потока: линия тока, элементарная струйка, поток жидкости.

Равномерное и неравномерное движение Живым сечением потока называют поперечное сечение потока, пер-

пендикулярное его направлению.

8

Расходом потока называют объем жидкости, проходящей в единицу времени через живое сечение потока.

Равномерным называют такое установившееся движение жидкости, при котором живые сечения и средняя скорость потока не меняются по его длине. Неравномерное – происходят изменения по его длине.

Режимы движения жидкостей При невысоких скоростях наблюдается ламинарное (слоистое) тече-

ние без перемешивания частиц и пульсации скорости. При значительных скоростях наблюдается течение, в котором части-

цы жидкости перемещаются по достаточно сложным траекториям. Скоро-сти движения меняются по величине и направлению, поэтому в потоке возникают вихри. Слои жидкости перемешиваются. Такое течение называ-ется турбулентным.

При числах Рейнольдса Re, меньших 2300, течение бывает ламинар-ным, а при числах Re, ,больших 2300, - турбулентным. Критическое число Рейнольдса зависит от формы поперечного сечения канала

Гидравлическое сопротивление и потери напора при движении жидкостей

В протяженных трубопроводах становятся существенными потери напора за счет трения жидкости о стенку трубы, приводящие к превраще-нию части механической энергии в теплоту. Эта часть потерь напора назы-вается потерями напора по длине трубы (линейные потери). К потерям напора приводят также повороты, резкие сужения, расширения и другие изменения геометрии трубы, способствующие вихреобразованию. Эти препятствия потоку называются местными сопротивлениями.

Потери напора на трение по длине труб определяют по формулам: h l = i l ; h l = Sq 2

р = A lq 2р ,

где l — длина расчетного участка трубопровода данного диаметра, м; S — гид-равлическое сопротивление трубопровода; qp — расчетный расход воды на участке трубопровода, л/с; А — удельное сопротивление трубы; i — гидравли-ческий уклон.

Потеря напора на единицу длины тем больше, чем меньше диаметр и больше расход воды.

Для стальных и чугунных труб гидравлический уклон определяют по СНиП при скорости движения воды V > 1,2 м/с: i = 0,001735q2/d5,3

при малых скоростях V < 1,2 м/с i = 0,001712 q2/d5,3[1 + 0,867/х]0'3. Для пластмассовых труб i = 0,00105 q1

'774/d4,774

Местные потери напора в соединениях труб, фасонных частях, арма-туре определяют в зависимости от средней скорости движения воды на рас-четном участке и коэффициентов местных сопротивлений по формуле:

q

vhм 2

2

Гидравлический удар в трубопроводах В напорном трубопроводе при внезапном изменении скорости движения жидко-

сти, мгновенной остановке или появлении движения возникает гидравлический удар,

9

сопровождающийся резким повышением и понижением давления. Например, при мгновенной остановке движения жидкости, когда кинетическая энергия переходит в ра-боту сил давления, т.е. жидкость оказывается сжатой, в трубопроводе возникает удар непосредственно у крана. Ударная волна распространяется по жидкости с постепенным затуханием колебаний.

Возникающее добавочное давление внутри трубопровода может привести к раз-рыву стыковых соединений, арматуры, стенки трубопровода. Если трубопровод пере-крыт с обеих сторон, то наблюдается постепенное затухание ударной волны. При нали-чии свободной поверхности (бака) волна затухает сразу.

Раздел 3. СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПОСЕЛЕНИЙ Лекция 3. Классификация систем водоснабжения. Схемы и основные эле-

менты систем водоснабжения. Источники водоснабжения Системы водоснабжения представляют собой комплекс сооруже-

ний, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором.

Классификация систем водоснабжения. В зависимости от вида обслуживаемого объекта системы водо-

снабжения подразделяются на городские, промышленные, сельскохозяй-ственные, железнодорожные и др.

В зависимости от вида потребителей системы водоснабжения вы-полняют функции хозяйственно-питьевых, производственных, противопо-жарных, поливочных водопроводов.

По степени объединения системы водоснабжения могут быть объ-единенными (едиными), неполно раздельными и раздельными.

В зависимости от способов транспортирования воды системы во-доснабжения подразделяются на напорные и безнапорные и т.д.

Схемы и основные элементы систем водоснабжения Схема водоснабжения городов и населенных пунктов определяются

видом источника водоснабжения, качеством воды в нем, рельефом местно-сти, режимом водопотребления.

В общем случае система водоснабжения включает следующие со-оружения: водозаборные сооружения, сооружения для подъема и перекачки воды — насосные станции, сооружения для очистки воды, сборные резервуа-ры (резервуары чистой воды), сооружения для транспортирования воды к ме-стам ее распределения — водоводы, водопроводная сеть, водонапорная баш-ня.

Водоснабжение промышленных предприятий может быть осу-ществлено по следующим схемам: прямоточной, последовательной, обо-ротной.

Источники водоснабжения Природные подземные и поверхностные источники

Забор воды для целей водоснабжения возможен из поверхностных и подземных источников. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения целе-сообразно применять подземные воды, как правило, с более высокими по-

10

казателями качества, чем воды поверхностные. Использование подземных вод для производственных нужд нецелесообразно, если нет соответствую-щего обоснования.

Поверхностные источники В качестве поверхностных источников используются реки, водохра-

нилища, озера, моря. Для рек характерно сезонное колебание расхода и качества воды. Водохранилищам свойственны: малая мутность, высокая цветность воды и наличие планктона в ней в летний период. Качество во-ды в озерах характеризуется большим разнообразием. Морская вода может использоваться для целей промышленного водоснабжения, а при отсут-ствии пресных вод — и для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения после ее опреснения.

Подземные воды Подземные воды характеризуются постоянством температуры, са-

нитарной надежностью, повышенной минерализацией. Возможно также иногда повышенное содержание в них железа, солей жесткости, сероводо-рода, фтора и марганца. Подземные воды могут быть безнапорными, напор-ными. Если подземные воды имеют выход на поверхность, то образуются родники.

Зоны санитарной охраны Создание санитарных зон необходимо для предотвращения загрязне-

ния источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. Границы первого пояса зоны санитарной охраны (строгого режима)

ограничивают источник в месте забора воды и площадку, занимаемую во-дозаборами, насосными станциями, очистными сооружениями и резервуа-рами чистой воды. Первый пояс охватывает акваторию рек и подводящих каналов: не менее, чем на 200 м от водозабора вверх по течению и 100 м вниз по течению, по прилегающему берегу она проходит на расстоянии не менее, чем на 100 м от линии уреза воды при максимальном уровне. Для подземных источников граница проходит в радиусе 30 м от водозабора, если источник надежно защищен; при отсутствии гарантий надежной за-щиты граница пояса проходит в радиусе 50 м. В санитарной зоне первого пояса запрещено пребывание людей, не связанных с эксплуатацией соору-жений.

Второй пояс охватывает территорию по обеим сторонам реки на рас-стоянии 500—1000 м вверх по течению реки. Зона санитарной охраны это-го пояса назначается исходя из пробега воды от его границы до водозабора в течение 3 сут. при расходе воды 95%-й обеспеченности.

Третий пояс охватывает территорию, окружающую источник, кото-рая оказывает влияние на формирование в нем качества воды. Границы территории третьего пояса определяются исходя из возможности загрязне-ния источника химическими веществами.

Лекция 4. Водозаборные сооружения. Водоподъемные устройства и насос-

ные станции

11

С учетом особенностей источника и условий забора воды водозабор-ные сооружения представлены в таблице.

Сооружения для забора поверхностных вод береговые, русловые специальные водоприемные ковши, передвижные, плавучие водозаборы, сооружения по забору воды из водохранилищ, горных рек, морей.

Сооружения для забора подземных вод скважины, шахтные колодцы, горизонтальные водозаборы, лучевые водозаборы, каптаж источников

Сооружения для забора поверхностных вод Речные водозаборные сооружения рекомендуется устраивать на

участках, обеспечивающих плавное их обтекание и наименьшее стеснение русла реки, наименьшую опасность образования ледяных заторов, шугоза-жоров и внутриводного льда. Место забора воды согласованное с органами санитарного надзора, должно иметь достаточную глубину и устойчивый берег.

Водозаборные сооружения берегового типа применяют при относи-тельно крутом береге, наличии глубин, обеспечивающих условия забора воды. Их располагают на склоне берега с приемом воды непосредственно из русла реки. Водоприемники этих водозаборов бывают двух видов: раз-дельные и совмещенные с насосной станцией.

Водозаборные сооружения руслового типа применяют при относи-тельно пологом береге, когда требуемые для забора воды глубины находят-ся на большом расстоянии от берега. Водозабор состоит из оголовка, само-течных водоводов, берегового колодца и насосной станции. Забор воды из реки производится через оголовок.

Самотечные водоводы соединяют оголовок с береговым колодцем. Число водоводов принимают равным числу секций оголовка, но не менее двух. Прокладывают их ниже минимального уровня воды в реке. Как правило, самотечные линии выполняют из стальных труб. Скорость движения воды в самотечных линиях принимается 0,7—1,5 м/с. Для уменьшения заглубле-ния трубопроводов вместо самотечных можно применять сифонные водо-воды.

К специальным водозаборным сооружениям могут быть отнесены: водоприемные ковши, передвижные и плавучие водозаборы, сооружения по забору воды из водохранилищ, горных рек и морей.

Сооружения для забора подземных вод Выбор типа сооружений и схемы их размещения зависит от глубины

12

залегания водоносного пласта, его мощности и водообильности, условий залегания, геологических и гидрологических условий.

Сооружения, применяемые для захвата подземных вод, подразделя-ются на следующие группы: скважины, шахтные колодцы, горизонтальные водозаборы, лучевые водозаборы, каптаж источников.

Скважины устраиваемые путем бурения, предназначены для приема как напорных, так и безнапорных подземных вод, залегающих на глубине более 30 м. Это наиболее распространенный тип водозаборных сооруже-ний подземных вод. В рыхлых грунтах стенки скважин крепят обсадными трубами. Для предохранения скважины от попадания в нее частиц грунта из водоносного пласта ее, как правило, оборудуют фильтром.

Шахтные колодцы применяют для забора воды из маломощных во-доносных пластов, залегающих на глубине до 30 м от поверхности земли. Их выполняют из кирпича, бетона, железобетона, дерева, камня. Вода по-ступает в колодец через боковые отверстия, устраиваемые в стенках, и дно, засыпанное крупнозернистым материалом. Забор воды из шахтного колод-ца осуществляется с помощью сифонов или насосов.

Для защиты колодца от попадания загрязнений и поверхностных стоков вокруг него устраивают отсыпку с мощением камнем, а также гли-няный замок. Стенки колодца поднимают на 0,8 м над поверхностью зем-ли. Сверху колодец закрывается крышкой.

Горизонтальные водозаборы устраивают в пределах водоносного пла-ста на глубине 6—8 м при незначительной его мощности. Водозабор рас-полагают перпендикулярно направлению движения грунтового потока с уклоном в сторону сборного колодца, откуда вода забирается насосами.

Вокруг труб устраивают гравийно-песчаную обсыпку, которая предотвращает попадание в воду частиц грунта.

Лучевые водозаборы применяют для забора подрусловых и подземных вод, не имеющих питания из открытых водоемов. Водозаборы этого типа предусматривают при залегании водоносных пластов на глубине не более 15—20 м. Лучевой водозабор представляет собой разновидность шахтного колодца, оборудованного водоприемными фильтрами с дренами. Дрены располагаются в водоносном слое радиально по отношению к колодцу. Их выполняют из перфорированных стальных труб, прокладываемых спосо-бом продавливания из сборного колодца.

Для использования родниковой (ключевой) воды, отличающейся вы-сокими показателями качества, применяют каптажные сооружения, кото-рые, представляют собой камеры типа шахтных колодцев, устраиваемые в месте выхода воды.

Водоподъемные устройства и насосные станции Водоподъемные устройства

Насосы — одно из основных средств, используемых при напорном транспортировании воды. В настоящее время существует множество насо-сов, различающихся принципом действия, конструкцией и т.д.

Работа каждого насоса характеризуется следующими техническими

13

параметрами: подачей, напором, частотой вращения рабочего колеса, по-требляемой мощностью, КПД, высотой всасывания.

В централизованных системах водоснабжения наиболее широко применяются центробежные насосы. Центробежные насосы классифици-руются по напору, числу рабочих колес, расположению вала, виду перека-чиваемой жидкости и другим признакам. Для транспортирования и подъ-ема жидкости используют также водовоздушный подъемник (эрлифт).

Насосные станции Классификация насосных станций. По назначению и расположе-

нию в схеме водоснабжения насосные станции можно подразделить на станции I и II подъемов, повысительные, циркуляционные.

Насосные станции I подъема забирают воду от водоприемных со-оружений и подают ее на очистные сооружения (при необходимости ее очистки) либо потребителю. Насосные станции II подъема предназначе-ны для подачи воды от очистных сооружений к потребителям. Повыси-тельные насосные станции служат для повышения давления в отдельных возвышенных или удаленных районах. В системах оборотного водоснаб-жения промышленных предприятий устраивают циркуляционные насос-ные станции, осуществляющие оборот воды.

По расположению относительно поверхности земли станции быва-ют наземные и заглубленные. В зависимости от применяемого насосного оборудования устраивают станции с горизонтальными центробежными насосами, вертикальными центробежными насосами и т.д. По характеру управления насосные станции могут быть с ручным, автоматическим и ди-станционным управлением.

В здании насосной станции размещают насосные агрегаты с двига-телями, коммуникации, арматуру, контрольно-измерительную аппаратуру и т.д.

На циркуляционных насосных станциях устанавливают отдельные группы насосов для перекачки теплой воды на охладительные устройства, а охлажденной воды — потребителям. Все водопроводные линии в преде-лах насосной станции монтируют из стальных труб. На напорных линиях устанавливают задвижки и обратные клапаны, а на всасывающих линиях — задвижки. На водопроводах при необходимости устанавливают противо-ударную аппаратуру для смягчения действия гидравлических ударов, ко-торые могут возникать при внезапном отключении электроэнергии.

Лекция 5. Качество воды. Требования, предъявляемые к качеству воды.

Очистка воды. Основные способы обработки воды Качество природных вод весьма разнообразно и представляет собой

сложную, непрерывно изменяющуюся систему, которая содержит мине-ральные и органические вещества во взвешенном, коллоидном и истинно растворенном состоянии. Показатели качества воды подразделяются на

физические температура, содержание взвешенных веществ,

14

цветность, запах, вкус и др., химические жесткость, щелочность, активная реакция, окисля-

емость, солесодержание, сухой остаток и др., биологические и бактериологические общее микробное чис-

ло, колифаги и др.). радиационные (общая а—b-активность), Требования к качеству питьевой воды, правила контроля качества

воды, производимой и подаваемой централизованными системами питье-вого водоснабжения, регламентированы санитарными правилами и норма-ми СаНПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Кон-троль качества».

Физические свойства воды Температура воды поверхностных источников изменяется в весьма

широких пределах по сезонам года (от 0,1 до 30°С); подземных вод более стабильна (8—12°С). Оптимальная температура воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения принимается 7—11оС.

Мутность (прозрачность, содержание взвешенных веществ) характе-ризует наличие в воде частиц песка, глины, илистых частиц, планктона, во-дорослей и других механических примесей, которые попадают в нее в ре-зультате размыва дна и берегов реки, с дождевыми и талыми водами, со сточными водами и т.п.

Количество взвешенных веществ в воде выражается в миллиграм-мах на литр по каолину (мг/л) или единицах мутности по формазину (ЕМФ). Количество взвешенных веществ в питьевой воде не должно пре-вышать 1,5 мг/л.

Цветность воды (ее окраска) выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Вода с цветностью до 35 град считается малоцветной, от 35 до 120 град — средней цветности, свыше 120 град — высокой цветности. Цветность питьевой воды не должна превышать 20 град.

Запахи и привкусы воды обуславливаются присутствием в ней орга-нических соединений. Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически по пятибалльной системе; привкусы и за-пахи, определяемые при 20°С, не должны превышать 2 баллов.

Химические свойства воды Общая минерализация (сухой остаток) - общее количество веществ

(кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии, характери-зуется сухим остатком, получаемым в результате выпаривания профиль-трованной воды и высушивания задержанного остатка до постоянной мас-сы. В воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л, в особых случаях — 1500 мг/л.

Активная реакция. Вода, подаваемая хозяйственно-питьевым водо-проводом, должна иметь показатель рН в пределах 6—9. При низких значе-ниях рН сильно возрастает ее корродирующее действие на сталь и бетон.

Жесткость воды обуславливается содержанием в ней солей кальция,

15

магния. Различают карбонатную жесткость, которая определяется нали-чием в воде двууглекислых солей кальция и магния, некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли кальция и магния — сульфаты, хлориды, нитраты. Суммарная жесткость воды называется общей жестко-стью.

Содержание сульфатов и хлоридов. Сульфаты и хлориды кальция и магния образуют соли некарбонатной жесткости. Хлориды натрия со-держатся в значительных количествах в воде морей, а также некоторых озер и подземных источников. Предельно допустимое содержание в воде сульфатов S02

4 — 500 мг/л и хлоридов С1-~ — 350 мг/л. Содержание фтора в питьевой воде должно поддерживаться в пре-

делах 0,7—1,5 мг/л ( в зависимости от климатических условий). Содержание соединений железа. Железо довольно часто встречается

в воде подземных источников, в основном в форме растворенного двухва-лентного железа. Иногда железо содержится и в поверхностных водах в форме комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсной взвеси. Содержание железа допускается не более 0,3 мг/л.

Азотсодержащие соединения — нитраты N0-3, нитриты N0-

2 и ам-монийные соли NН+

4 являются продуктами распада органических приме-сей, поступающих в воду со сбрасываемыми сточными водами. Рассматри-ваемая группа ионов находится в тесной взаимосвязи. В соответствии с СаНПиН в питьевой воде допускается содержание нитратов (по N03) не более 45 мг/л.

Содержание газов. В воде природных источников чаще всего присут-ствуют следующие газы: кислород 02, диоксид углерода (углекислый газ) С02 и сероводород Н2.S

Содержание кислорода и двуокиси углерода даже в значительных ко-личествах не ухудшает качества питьевой воды, но способствует коррозии металлических стенок труб, резервуаров, котлов. Процесс коррозии усили-вается с повышением температуры воды, а также при ее движении. При значительном содержании в воде агрессивной двуокиси углерода коррозии подвергаются также стенки бетонных труб и резервуаров. В питательной воде паровых котлов среднего и высокого давления присутствие кислорода не допускается.

Содержание сероводорода придает воде неприятный запах и, кроме того, вызывает коррозию металлических стенок труб, баков и котлов. В связи с этим присутствие Н2S не допускается в воде, употребляемой для хозяйственно-питьевых и для большинства производственных нужд.

Бактериальная загрязненность воды В воде могут интенсивно развиваться многие формы вирусов и бак-

терий. Основными источниками поступления вирусов и бактерий в при-родные воды являются хозяйственно-фекальные сточные воды, атмосфер-ные осадки с территорий водосбора и дренажные воды свалок и навозо-хранилищ.

Контроль бактериальных и вирусных загрязнений осуществляется по микробиологическим показателям: общее микробное число (ОМЧ) —

16

количество образующихся колоний бактерий в 1 мл (для питьевой воды не более 50), количество общих и термотолерантных колиформных бакте-рий ( для питьевой воды — отсутствие в 100 мл), колифагов (в питьевой во-де отсутствие бляшкообразующих единиц— БОЕ в 100 мл).

В практике использования природных вод для различных потребите-лей приходится встречаться еще с целым рядом ее специфических свойств.

Очистка воды. Основные способы обработки воды Способ обработки воды

Способ обработки воды, состав и расчетные параметры очистных со-оружений и расчетные дозы реагентов устанавливают в зависимости от ка-чества воды в источнике водоснабжения, назначения водопровода, произ-водительности станции, местных условий, на основании данных техноло-гических исследований и эксплуатации сооружений, работающих в анало-гичных условиях.

В процессе очистки и обработки вода подвергается осветлению (освобождение от взвешенных веществ), обесцвечиванию, обеззаражива-нию (уничтожение находящихся в ней болезнетворных бактерий), умягче-нию (снижение или почти полное устранение содержащихся в ней солей жесткости).

Кроме того, при использовании воды некоторых источников и для отдельных потребителей требуется удалять все растворенные в ней соли (обессоливание), соли железа (обезжелезивание), растворенные в ней газы (дегазация), привкусы и запахи, предотвращать коррозионное действие во-ды на трубы, удалять из воды фтор (обесфторивание) и т.п.

Для получения воды питьевого качества при использовании поверх-ностных источников, как правило, необходимо производить осветление, обесцвечивание, обеззараживание воды.

При этом в зависимости от качества исходной воды в некоторых слу-чаях дополнительно необходимо применять и специальные виды водоподго-товки: фторирование, обесфторивание, обезжелезивание, опреснение, умяг-чение и т.п.

Принципиальные схемы водопроводных очистных сооружений Очистные сооружения являются одним из составных элементов си-

стемы водоснабжения и тесно связаны с ее другими элементами. Место расположения очистной станции назначают при выборе

схемы водоснабжения объекта. Часто очистные сооружения располагают вблизи источника водоснабжения и, следовательно, в незначительном уда-лении от насосной станции I подъема и водозабора. Наибольшее распро-странение в практике водоочистки, особенно в городских водопроводах, имеют схемы очистных сооружений с самотечным движением воды. Во-да, поданная насосами станции I подъема, самотеком проходит последова-тельно все очистные сооружения и поступает в сборный резервуар чистой воды, из которого забирается насосами станции II подъема.

Очистные станции водопроводов населенных пунктов, в зависимости от качества воды источника, могут строиться по одноступенчатой или

17

двухступенчатой схеме. Двухступенчатая схема очистной станции осветления, обесцвечи-

вания и обеззараживания воды, подаваемой для хозяйственно-питьевых целей, предусматривает следующие операции: коагулирование воды, угле-вание, осветление ее в горизонтальных отстойниках и фильтрах с приме-нением флокулянтов, обеззараживание путем хлорирования.

Для снижения цветности, привкусов и запахов, для очистки от ан-тропогенных загрязнений одновременно с введением активированного уг-ля или самостоятельно применяют следующие методы: озонирование, аэ-рирование, другие физико-химические, биологические.

При одноступенчатой схеме очистки воды ее осветление осуществля-ется на фильтрах или в контактных осветлителях без использования от-стойников. При очистке маломутных цветных вод обычно применяется од-ноступенчатая схема с фильтрами или контактными осветлителями без ис-пользования камер хлопьеобразования и отстойников.

В последние годы получают распространение схемы очистки воды с двухступенчатым фильтрованием, применением флотаторов вместо от-стойников, устройством аэрации в смесителях или в специальных соору-жениях перед ними. В отдельных случаях схема очистных сооружений хо-зяйственно-питьевых водопроводов может быть дополнена устройствами для умягчения воды, обесфторивания и др.

Схемы обработки подземных вод для хозяйственно-питьевых водо-проводов в ряде случаев более просты, так как включают лишь сооружения для обеззараживания воды. При использовании подземных вод большой жесткости или содержащих железо схемы их обработки включают сооруже-ния для умягчения или обезжелезивания воды.

Очистные сооружения рассчитывают, как правило, на равномерную подачу воды в течение суток.

Для осуществления технологического процесса коагуляции в каче-стве коагулянтов применяют сернокислый алюминий AI2(SO4)3 18Н20, сернокислое закисное железо FeSO47Н20 и т.д. В результате реакций гидро-лиза образуются нерастворимые в воде гидроксиды алюминия или железа, которые являются неустойчивыми компонентами коллоидной системы.

Исходная вода насосной станцией I подъема подается в смеситель, где быстро перемешивается в течение 1—2 мин с реагентами. Из смесителя вода поступает в камеру хлопьеобразования, где происходит ее медленное перемешивание (в течение 15—30 мин) для осуществления процесса коагу-ляции (хлопьеобразования) — укрупнения взвешенных частиц. В большин-стве случаев камеры хлопьеобразования предусматриваются встроенными в горизонтальный отстойник. В горизонтальном отстойнике укрупнившиеся взвешенные частицы выпадают в осадок под действием силы тяжести. За-тем вода поступает на фильтры, где удаляется мелкодисперсная взвесь в ре-зультате фильтрования воды через слой фильтрующего материала. Освет-ленная вода (содержание взвеси до 1,5 мг/л) после хлорирования поступает в резервуары чистой воды. Такая схема обработки воды рекомендуется для осветления и обесцвечивания природных вод при расходах более 30 000

18

м3/суг, наличии взвешенных веществ до 1500 мг/л. При расходах до 3000 м3/сут применяют схему с вертикальными отстойниками.

Широко используется также схема обработки воды с осветлителем со взвешенным слоем осадка, рекомендуемая при расходах более 3000 м3/сут и наличии взвешенных веществ в исходной воде до 1,5 г/л .

Для интенсификации процессов коагуляции иногда применяют спе-циальные химические реагенты — флокулянты (активная кремниевая кислота и полиакриламид), способствующие образованию крупных хлопь-ев.

Осветление Удаление взвешенных веществ из воды (осветление) осуществляет-

ся путем отстаивания ее в отстойниках. По направлению движения воды отстойники бывают горизонталь-

ные, радиальные, вертикальные. Для повышения эффективности осветле-ния горизонтальные отстойники оборудуются тонкослойными элемен-тами.

Осветлители со взвешенным слоем осадка предназначены для пред-варительного осветления воды перед фильтрованием и только при условии предварительного коагулирования.

Фильтры. Для глубокого осветления воды применяют фильтры, ко-торые способны улавливать из нее практически все взвеси. Существуют также фильтры и для частичной очистки воды. Важнейшей характеристи-кой работы фильтров является скорость фильтрования, в зависимости от которой фильтры подразделяются на медленные (0,1—0,2), скорые (5,5—12),сверхскоростные (25— 100 м/ч).

Обеззараживание воды В современных очистных сооружениях обеззараживание воды про-

изводится во всех случаях, когда источник водоснабжения ненадежен с са-нитарной точки зрения. Обеззараживание может быть осуществлено путем хлорирования (хлором, гипохлоритом натрия), озонирования, УФ-облучения и др.

Хлорирование. Хлорсодержащие реагенты вводят в трубопровод фильтрованной воды, а для подземных вод, не подвергаемых обработке, — перед резервуарами чистой воды. Концентрация остаточного свободного хлора в воде, забираемой из резервуаров чистой воды, должна быть не ме-нее 0,3 и не более 0,5 мг/л; концентрация связанного хлора— не менее 0,8 и не более 1,2 мг/л.

Бактерицидное облучение Обеззараживание с помощью бактерицидного облучения применяют

для подземных вод при условии постоянного соблюдения требований стан-дарта на питьевую воду по физико-химическим показателям. При этом ко-ли-индекс обрабатываемой воды должен быть не более 1000 ед/л, содержа-ние железа— не более 0,3 мг/л.

Озонирование. Озонирование с целью обеззараживания воды приме-няют при специальном обосновании и при отсутствии опасности ухудше-ния качества воды в сети. Необходимая доза озона для вод подземных ис-

19

точников— 0,75—1 мг/л, фильтрованной воды— 1—3 мг/л. Умягчение воды

Умягчение воды — процесс понижения ее жесткости, обусловленной наличием солей кальция и магния. Метод снижения жесткости воды выби-рают, исходя из требований к качеству умягчаемой воды (глубины умягче-ния) и технико-экономических обоснований. В практике водоподготовки получили распространение следующие методы умягчения воды: реагент-ный, катионитный, диализ Доннана, термохимический.

Лекция 6. Водопроводная сеть. Устройство и оборудование водопроводной

сети. Запасные и регулирующие емкости. Нормы водопотребления, режим ра-боты сооружений. Основные сведения по расчету водопроводных сетей и со-оружений

Начертание в плане водоводов и водопроводной сети определяется взаимным расположением источника и объекта водоснабжения, планиров-кой застройки, рельефом местности, грунтовыми условиями, наличием ис-кусственных и естественных препятствий, требованиями к обеспечению бесперебойного снабжения водой потребителей, кратчайшими путями транспортирования воды.

По конфигурации водопроводные сети бывают тупиковые (разветв-ленные) и кольцевые. Для городских и производственных водопроводов, как правило, устраивают кольцевые сети. При проектировании и гидравли-ческом расчете все линии сети обозначаются цифрами и условно разделя-ются на магистральные и распределительные.

Материалы сетей. Для строительства напорных водоводов и сетей применяют стальные, чугунные, асбестоцементные, пластмассовые, желе-зобетонные и другие трубы. Для безнапорных водоводов используют бе-тонные трубы, открытые каналы из бетона, железобетонные трубы, земля-ные с одеждой дна и откосов различного типа. Анализ достоинств и недо-статков труб различных типов позволяет правильно производить их выбор для применения в конкретных условиях.

Арматура. Для обеспечения нормальной эксплуатации водопровод-ная сеть должна быть оборудована арматурой.

Для возможности выключения ремонтных участков водоводов при-меняют задвижки и поворотные затворы. Задвижки бывают диаметром до 1200 мм с ручным, гидравлическим и электрическим приводами. По конструкции запорного органа они подразделяются на параллельные и клиновые.

Обратные клапаны применяются для того, чтобы воспрепятствовать обратному току воды, протекающей по трубопроводу.

Предохранительные клапаны и устройства, предназначенные для борьбы с гидравлическим ударом в трубопроводах, разделяются на две ос-новные группы: пружинные предохранительные клапаны, применяемые при ударах, начинающихся с волны повышения давления, и гасители уда-

20

ра, применяемые при ударах, начинающихся с волны понижения давления. Для создания нормальных условий работы трубопроводов их обору-

дуют аэрационными устройствами, которые необходимы для впуска возду-ха в случае опорожнения отдельных участков трубопроводов и выпуска воз-духа при заполнении их водой.

Выпуски служат для сброса воды. Их устанавливают в пониженных точках каждого ремонтного участка трубопровода, а также в местах, приня-тых для промывки трубопроводов перед сдачей в эксплуатацию по оконча-нии строительства или после ремонта.

Если здания в населенном пункте не оборудованы внутренним водо-проводом, то забор воды из сети осуществляется через водоразборные ко-лонки.

Для забора воды из сети с целью пожаротушения применяют гид-ранты, устанавливаемые в смотровых колодцах через 150 м.

Запасные и регулирующие емкости Водонапорные башни. Водонапорные башни необходимы для сгла-

живания режима работы насосной станции II подъема, определяемого ре-жимом водопотребления. При значительной неравномерности водопотреб-ления практически трудно либо невыгодно достичь совпадения потребле-ния и подачи воды.

Водонапорная башня состоит из резервуара или бака, поддержива-ющей конструкции (ствола). В районах с суровым климатом вокруг бака устраивают шатер для предохранения воды от замерзания. Водонапорные башни могут быть выполнены из железобетона, кирпича, металла и дерева. Деревянные водонапорные башни применяют, в основном, на временных водопроводах. Кирпичные водонапорные башни строят относительно не-большой высоты, когда их применение, исходя из местных условий, эко-номически целесообразно. Баки водонапорных башен выполняют из стали с плоским или сферическим днищем. Наиболее широко в нашей стране применяют железобетонные водонапорные башни, в основном, цилиндри-ческой формы с плоским или сферическим днищем. Все более широкое распространение получает напряженный железобетон, повышающий водо-непроницаемость баков. Башни оборудуют сигнализацией, передающей показания уровня воды на насосную станцию или диспетчерский пункт водопроводного хозяйства.

Резервуары чистой воды. Резервуары в системах водоснабжения ис-пользуются как регулирующие емкости. Одновременно в них могут хра-ниться противопожарные и аварийные запасы воды. Если рельеф местно-сти позволяет располагать резервуары на достаточно высоких отметках, они могут служить напорными емкостями; если воду из резервуаров необ-ходимо перекачивать к потребителю, то они называются безнапорными.

В настоящее время наибольшее распространение получили железобе-тонные резервуары различных форм, конструкций и методов изготовления.

Нормы водопотребления. Режим работы сооружений Общий расход воды на нужды населения пропорционален числу жи-

телей в населенном пункте, для которого строится система водоснабжения,

21

расходу воды на хозяйственно-питьевые нужды, приходящемуся на одного жителя, т.е. норме водопотребления.

Норма водопотребления зависит от характера санитарно-технического оборудования зданий, местных климатических условий. Она учитывает расход воды на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды в жи-лых и общественных зданиях, за исключением расхода воды в домах отды-ха, санаториях и детских оздоровительных лагерях.

В настоящее время действующим СНиП предусмотрены следующие расчетные среднесуточные расходы (л/сут ) на хозяйственно-питьевые нужды на одного жителя (таблица)

Степень благоустройства районов жилой застройки Застройка зданиями, оборудованными внутренним

водопроводом и канализацией, без ванн 125-160 То же, с ваннами и местными водонагревателями 160-230 То же, с централизованным горячим водоснабжением 230-350 Застройка зданиями, в которых водопользование осуществляется из

водоразборных колонок 30—50. Потребление воды на производственные нужды зависит от характера и

объема производства, а также технологии производства. Расходование воды на нужды пожаротушения определяется в соот-

ветствии с нормами, устанавливаемыми на основании опыта тушения по-жаров. Расчетная продолжительность тушения пожара принимается 3 ч.

На основании данных о нормах водопотребления, сведений о расчет-ном числе жителей и потребности в воде промышленных предприятий, за-бирающих воду из городского водопровода, может быть определено пол-ное среднее расчетное количество воды, которое должно быть подано го-роду в течение суток.

На хозяйственно-питьевые и бытовые нужды населения средние су-точные расходы воды Q, м3/сут, равны: Q = qсрN, где qср — средний за год расчетный расход воды на одного жителя, принимаемый в соответствии с действующими СНиП; N — расчетное число жителей.

Расчетные объемы водопотребления промышленных объектов опре-деляются на основании технологических расчетов.

Суточная неравномерность потребления воды характеризуется ко-эффициентами суточной неравномерности. Характер потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды неравномерный. Неравномерность водопо-требления на промышленных предприятиях зависит от технологии произ-водства. Зная режим водопотребления, можно установить режим подачи воды и режим работы отдельных сооружений. Режим работы насосной станции II подъема может быть равномерным или по ступенчатому графи-ку. Насосная станция I подъема, как правило, работает равномерно.

Основные сведения по расчету водопроводных сетей и сооружений Гидравлический расчет водопроводных сетей выполняют с целью

определения потерь напора в них и диаметров труб участков сети. Потери напора необходимо знать для определения высоты водонапорной башни и напора насосов. Водопроводная сеть должна быть рассчитана на случаи

22

наибольшего водопотребления и момента пожара, совпадающего по вре-мени с часом максимального водопотребления. При определении диамет-ров труб линий сети необходимо вычислить расчетные расходы воды для этих линий, т.е. количество воды, которое будет протекать по ним в рас-четные периоды работы системы.

В городских водопроводных сетях принимается схема равномерного распределения отбора воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Расходы воды крупных предприятий рассматриваются как сосредоточенные в определенных узлах.

Расход, приходящийся на 1 м длины сети, называется удельным. Принимается, что расход воды на каждом участке магистральной сети про-порционален его длине. Этот расход, называется путевым. Каждый участок сети (кроме концевых), помимо путевого расхода пропускает транзитный расход qт, необходимый для питания последующих участков.

Ориентировочно диаметр труб иногда выбирают по экономичным скоростям, составляющим 0,5—2 м/с.

В практике расчетов потерь напора существуют таблицы, позволя-ющие определять потери напора: h = il.

Раздел 4. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ И ОТДЕЛЬНЫХ

ОБЪЕКТОВ Лекция 7. Классификация систем водоснабжения. Схемы системы водоснаб-

жения. Элементы внутреннего водопровода. Конструирование водопро-водной сети. Материалы и арматура внутреннего водопровода.

Классификация систем водоснабжения Системы водоснабжения зданий и объектов любого назначения

должны обеспечивать потребителей водой заданного качества, в требуемом количестве, под необходимым напором. Снабжение водой зданий и отдель-ных объектов может осуществляться от наружной водопроводной сети (населенного пункта, предприятия) или от собственного местного (подзем-ного или поверхностного) источника водоснабжения.

Системы водоснабжения подразделяются по: назначению, сфере об-служивания, способу использования воды, обеспеченности напором с уче-том установленного оборудования.

Схемы системы водоснабжения В зависимости от обеспеченности напором с учетом установленного обо-

рудования различают следующие схемы системы водоснабжения с водонапорным баком с повысительной насосной установкой с повысительной насосной установкой и с водонапорным баком с повысительной пневматической установкой или с повысительными

насосами и гидропневмобаком зонные, с разрывом струи и приемным резервуаром,

23

с уравнительными баками, оборотного водоснабжения, повторного использования воды.

Элементы внутреннего водопровода Основными элементами внутреннего водопровода являются: вводы (один

или несколько), водомерный узел, водопроводная сеть, арматура, местные водонапорные установки, регулирующие и запасные баки (водоаккумулирую-щие устройства), местные установки кондиционирования воды.

Вводы в здание Вводом внутреннего водопровода считается участок трубопровода, со-

единяющий наружный водопровод с внутренней водопроводной сетью до во-домерного узла или запорной арматуры, размещенных внутри здания Ввод желательно делать в ту часть здания, где сосредоточено большое количе-ство водоразборной арматуры. При равномерном распределении санитар-но-технических приборов в здании предпочтительным является ввод в среднюю часть здания. Число вводов зависит от режима подачи воды потреби-телям. В зданиях с повышенными требованиями к бесперебойности подачи воды прокладывают два и более ввода.

Основные элементы внутреннего водопровода: 1 – присоеди-нение к городскому водопроводу, 2 – ввод водопровода, 3 – водосчетчик, 4 – установки для повышения напора, 5 – устройства для выравнивания давления в сети, 6 – водонагреватели, 7 – устройства для регулирования температуры, 8 – магистральная и распределительная сети холодной во-ды, 9 – подающие трубопроводы горячей воды, 10 – циркуляционные трубопроводы горячей воды, 11 – водоразборная и запорная арматура, 12 – пожарные краны, 13 – пожарный стояк, 14 – циркуляционный насос, 15 – поливочный водопровод.

Ввод прокладывается кратчайшим путем от здания к наружной сети

и вводится в здание перпендикулярно стене. В месте присоединения ввода к наружной водопроводной сети устраивают колодец диаметром не менее 700 мм, в котором размещают запорную арматуру (вентиль или задвижку) для от-

24

ключения ввода. Желательно ввод присоединять к имеющемуся колодцу, если он расположен не дальше 15 м от здания

Для устройства вводов применяют чугунные раструбные водопровод-ные трубы диаметром 50, 100 мм и более, стальные оцинкованные трубы с противокоррозионной битумной изоляцией (при диаметрах менее 50 мм), пластмассовые трубы (в отдельных случаях).

Глубина заложения труб вводов зависит от глубины заложения наруж-ной водопроводной сети, т.е. вводы размещают ниже глубины промерзания грунта:

Hзал = hпром + 0,5 м, где hпром – глубина промерзания грунта в данной местности. Минимальная глубина, равная 0,7 м до верха трубы, назначается из условий защиты тру-бопровода от механических повреждений наземным транспортом. Проход ввода через отверстие фундамента здания или стены подвала устраивают в стальной гильзе, диаметр которой на 400 мм больше диаметра ввода. Трубы укладывают с уклоном 0,005 в сторону наружной сети, чтобы их можно было опорожнять для ремонта.

Учет расхода воды, водомерные узлы и водосчетчики Для учета количества потребляемой воды в системах водоснабжения

зданий устанавливают водосчетчики или расходомеры — контрольно-измерительные интегрирующие приборы. В процессе эксплуатации требуется проводить проверку измерительных приборов, а иногда ремонт или замену приборов, дающих показания с большими погрешностями.

Водосчетчик устанавливают на трубопроводе между двумя задвижками или вентилями, в результате чего образуется водомерный узел. Счетчики воды устанавливают на вводах холодного и горячего водоснабжения в каждое здание, вводах в каждую квартиру, всех ответвлениях трубопроводов в от-дельные помещения: магазины, рестораны и др.

Виды водомерных узлов. Различают водомерные узлы простые (без об-водной линии), с обводной линией, на которой устанавливают вентиль или за-движку в закрытом (опломбированном) положении.

Типы счетчиков. Для учета количества воды, расходуемой в зданиях, применяют скоростные водосчетчики: крыльчатые, турбинные, комбиниро-ванные, камерные диафрагмы, сопла и трубы Вентури.

Подбор счетчика. Диаметр (калибр) условного прохода водосчетчика подбирают так, чтобы средний часовой расчетный расход воды (за смену, сут-ки) был не больше эксплуатационного расхода счетчика выбранного калибра. Скоростные счетчики надежно работают при расходе, близком к нормативно-му эксплуатационному, характеризующему выбранный водосчетчик. Выбран-ный счетчик проверяют по максимальному расчетному секундному расходу (q, л/с), при котором потеря напора в нем не должна превышать допустимого значения: для крыльчатого счетчика — 5 м, для турбинного — 2,5 м.

Потерю напора определяют по формуле: 2рсч Sqh ,

где S — гидравлическое сопротивление счетчика, qp — расчетный максималь-

25

ный секундный расход воды, л/с. Водопроводная сеть зданий

Водопроводные сети в зданиях могут иметь различную конфигурацию. Сети состоят из: магистральных трубопроводов распределительных трубо-проводов (стояков), подводок к водоразборной арматуре.

Схемы водопроводных сетей бывают тупиковыми, кольцевыми, ком-бинированными.

По расположению магистральных трубопроводов: с нижней горизон-тальной, с верхней горизонтальной, с вертикальной разводкой.

По виду подачи воды различают сети: циркуляционные напорные и само-течные, двойные.

Магистральные трубопроводы в сетях с нижней разводкой размещают в подвале или техническом подполье здания, а в сетях с верхней разводкой — под потолком верхнего этажа, на чердаке или в техническом этаже здания. Трубопроводы, прокладываемые в неотапливаемых помещениях, должны быть утеплены, если температура воздуха опускается ниже - 2 °С.

В производственных зданиях применяют двойные и циркуляционные сети. Водопроводная сеть высотных зданий состоит из самостоятельных зон, не

соединенных одна с другой. В каждой зоне хозяйственно-питьевой водопро-водной сети гидростатический напор не должен превышать допустимую ве-личину Ндоп, равную 45 м (для противопожарного водопровода — 90 м).

Подача воды в водопроводные сети каждой последующей зоны произ-водится отдельными повысительными насосами. Если воду из водонапорного бака, размещенного в одном техническом этаже, передают насосами в бак, обслуживающий сеть другой зоны, то такая схема называется последова-тельной. Если воду подают в сеть каждой зоны повысительными насосами, размещенными централизованно в первом техническом этаже (в подвале), то такая схема называется параллельной.

Выбор схемы водопроводной сети. При выборе схемы водопровод-ной сети следует учитывать: места размещения водоразборной арматуры на каждом этаже, условия подачи и режим потребления воды; удобство монтажа и ремонта всех трубопроводов. При проектировании систем водо-снабжения стремятся к рациональному размещению трубопроводов, при-близив их к водоразборным устройствам. Например, в жилых и обще-ственных зданиях водоразборную арматуру соединяют поэтажно стояками, прокладывая более короткие подводки к арматуре.

Конструирование водопроводной сети Прокладка водопроводной сети. Трубопроводы прокладывают от-

крытым, скрытым способом. Открыто по стенам, по фермам, по колон-нам, под перекрытиями. Скрытая прокладка - в бороздах, шахтах, каналах, блоках, панелях, кабинах. При невозможности открытой прокладки водо-проводных труб их можно размещать в общих каналах с другими трубо-проводами, если по ним транспортируют нетоксичные жидкости и газы.

Горизонтальные участки трубопроводов прокладывают с уклоном 0,002—0,005 для возможности опорожнения их при производстве ремонтных работ. Участки трубопроводов, расположенные вблизи наружных дверей и в

26

неотапливаемых помещениях, покрывают тепловой изоляцией. Особое внимание уделяется прокладке пластмассовых трубопроводов.

Трассировка сети. Водопроводные сети прокладывают так, чтобы их протяженность и количество пересечений со строительными кон-струкциями были минимальными. Трассировка сети начинается с квар-тальной сети, которая объединяет основные элементы системы (насосные станции, сети отдельных зданий и т.д.). Обычно квартальные сети про-кладывают в земле. Минимальные расстояния от данных сетей до других коммуникаций принимаются такими же, как для вводов. Рациональной яв-ляется прокладка квартальных сетей совместно с другими сетями в про-ходных или непроходных каналах – сцепках между зданиями.

Водопроводная сеть здания прокладывается параллельно стенам зданий и линиям колонн, по возможности прямолинейно, так, чтобы длина труб была минимальной. Трубопроводы не должны пересекать балки, ко-лонны и другие несущие части здания. Рекомендуется прокладывать сеть совместно с другими сетями (отопления, горячего водоснабжения и т.д.).

Трубопроводы прокладывают в помещениях с температурой выше 2ºС, чтобы предотвратить замерзание трубопроводов. При прокладке в по-мещениях с более низкой температурой следует покрывать трубопроводы теплоизоляцией. Неизолированные трубы окрашивают масляной краской, а в сырых помещениях – лаком. Если в помещении проложено несколько трубопроводов различного назначения, их окрашивают в различные цвета.

Трассировку внутренней сети начинают от водоразборных прибо-ров: на планах этажей и разрезах здания намечают места прокладки труб, подающих воду к приборам (разводки), а также стояков. Разводки (под-водки к приборам) прокладывают, как правило, открыто по стенам душе-вых, кухонь и других помещений. Рационально размещать их под санитар-но-техническими приборами на высоте 15 – 40 см над полом и при необхо-димости закрывать плинтусом из керамической плитки.

Стояки прокладывают по возможности в местах расположения наибольшего количества водоразборных приборов так, чтобы их количе-ство и длина разводок к водоразборным приборам были минимальными. Они должны располагаться около стен и перегородок, колонн, допускаю-щих крепление трубопроводов. Наличие на стояках изгибов и поворотов в виде петель нежелательно, так как в них образуются воздушные пробки, которые нарушают работу сети.

Магистрали прокладывают так, чтобы объединить все стояки и тру-бопровод, подающий воду в здание. На сетях с нижней разводкой их раз-мещают в подпольях, подвалах, технических этажах или в первом этаже, подпольных каналах, под полом с устройством съемного фриза, по кон-струкциям зданий, на которых допускается открытая прокладка трубопро-водов. При верхней разводке магистралей они монтируются на чердаке здания, под потолком верхнего этажа, в межферменном пространстве про-изводственных зданий. В нижних точках необходимо установить спускные устройства (тройники или муфты с пробками для спуска воды).

На основе проведенной трассировки строится аксонометрическая

27

схема, на которой намечают места установки арматуры. Материалы водопроводной сети

Для устройства водопроводных сетей холодного и горячего водо-снабжения СНиП 2.04.01-85*рекомендует применять трубы: пластмассо-вые, металлополимерные, из стеклопластика, стальные, чугунные, асбе-стоцементные. Допускается применять медные, бронзовые, латунные трубы и фасонные части к ним.

Арматура внутреннего водопровода Во внутренних водопроводах, в зависимости от назначения, различают

арматуру: запорную, водоразборную, регулировочную, предохранительную. К трубопроводам арматуру присоединяют на резьбе, с помощью флан-

цев. Арматуру изготовляют из чугуна, стали, латуни, пластмассы. Запорная арматура. К запорной арматуре относятся: пробковые про-

ходные краны, запорные вентили, задвижки, шаровые краны. Запорная ар-матура предназначена для отключения отдельных участков водопроводной се-ти. Запорную арматуру устанавливают: у основания стояков водопроводной сети в зданиях, имеющих более трех этажей; на всех ответвлениях от маги-стральных трубопроводов; на кольцевой магистральной сети; у основания по-жарных стояков, на ответвлениях в каждую квартиру; на подводках к про-мывным канализационным устройствам (бачкам, смывным кранам) и т.д.

Расстояние от магистрали до запорной арматуры, установленной на стояках и ответвлениях, не должно превышать 120 мм.

Водоразборная арматура. К водоразборной арматуре относятся краны водоразборные, туалетные, смесительные, лабораторные, банные, поливоч-ные, писсуарные, смывные, пожарные и т.д.

В зависимости от вида перемещения затвора водоразборную арматуру подразделяют на два типа: вентильную, пробковую.

Регулировочная арматура. К регулировочной арматуре относятся: регу-ляторы расхода, напора, регулировочные вентили и т.п.

Регулировочная арматура предназначена для регулирования расхода во-ды, поддержания определенного напора в сети или перед водоразборными приборами.

Предохранительная арматура. К предохранительной арматуре отно-сятся предохранительные клапаны, обратные клапаны

Предохранительная арматура предназначена для защиты от поврежде-ния сети и оборудования при внезапном повышении напора. Обратные кла-паны предусматриваются на обводной линии насосов, на напорном па-трубке каждого насоса, на вводах, если на внутренней водопроводной сети размещают водонапорные баки или проектируют несколько вводов, соеди-ненных между собой трубопроводами внутри здания.

Воздухоотводчики устанавливают обычно в верхних точках сетей с верхней разводкой, верхних коллекторов, соединяющих несколько стоя-ков, и других точках, где возможно скопление воздуха. Перед воздухоот-водчиком предусматривается запорная арматура

Лекция 8.

28

Режимы и нормы водопотребления. Стабилизация давлений. Расчет внутреннего водопровода. Местные водонапорные установки в системах водоснабжения зданий

Режим водопотребления во внутренних водопроводах характеризу-ется неравномерностью и зависит от этажности и назначения здания, от числа водоразборных устройств, от числа потребителей и многих других факторов.

Расход воды в зданиях по часам суток изменяется существенно: наблюдаются периоды минимальных, увеличенных и максимальных рас-ходов. В ночное время, например, в жилых и общественных зданиях по-лезный расход воды может отсутствовать. Неравномерность потребления воды наблюдается и в другие интервалы времени: сутки, месяцы. Для определения максимального, минимального и среднего расходов воды, а, следовательно, и коэффициента неравномерности (часовой или суточной) строят графики изменения расходов.

Отношение максимального часового расхода воды к среднечасовому называется коэффициентом часовой неравномерности.

Количество воды, отнесенное к единице измерения (времени, проце-дуре, единице продукции и т.п.), называется нормой водопотребления. Нормы водопотребления устанавливают опытным путем в зависимости от степени благоустройства зданий, условий технологии производства, кли-матических и других условий. Принятые нормы водопотребления для раз-личных потребителей приведены в СНиП.

Водоразборное устройство (арматура) из числа установленных на се-ти внутреннего водопровода, расположенное выше всех других и находя-щееся дальше других от точки присоединения внутренней сети к наруж-ной, а также имеющее наибольший рабочий напор Нf , называется дикту-ющим водоразбором, или диктующей точкой (арматурой).

Стабилизация давлений (напоров). Как известно, гидравлический режим в сетях внутреннего водопровода

характеризуется неравномерностью водопотребления и нестабильностью напо-ров, что приводит к непроизводительным расходам воды и утечкам. Создание условий, обеспечивающих стабилизацию напоров в сетях внутреннего водо-провода, является очень важной задачей, решение которой дает экономию природной воды, средств на ее очистку и транспортирование к местам по-требления.

Стабилизация напоров с целью уменьшения или ликвидации избы-точных напоров достигается установкой регуляторов давления, дросселирова-нием, зонированием.

Параллельное зонирование сетей в микрорайонах с разноэтажной за-стройкой приводит к максимальному использованию гарантированного напора в нижних этажах зданий; верхние этажи обеспечиваются напором от повысительных насосных установок. Экономия электроэнергии, которая ранее затрачивалась на подачу бесполезно расходуемой воды, и экономия воды питьевого качества компенсируют дополнительные затраты на про-кладку двух сетей. Расчеты подтверждают экономическую эффективность

29

применения системы параллельного зонирования — срок окупаемости, в среднем, составляет 2,5-4,5 года (при нормативном сроке 8 лет).

Расчет внутреннего водопровода Для проведения расчета внутреннего водопровода должны быть выявлены основные потребители воды на хозяйственно-

питьевые, производственные и противопожарные нужды; выбрана принципиальная система водоснабжения; составлена аксонометрическая схема внутренней водопроводной

сети, т.е. уточнены точки ее присоединения к наружной сети (источнику снабжения водой);

определены места размещения водомерных узлов, водонапорных установок и водоразборной арматуры;

определены диктующая (расчетная) водоразборная точка (арма-тура) и «расчетное направление» от этой точки до колодца наружной сети.

Для выполнения расчета необходимо знать нормы водопотребления, число потребителей, число и характеристики водоразборной арматуры (нормативные расходы и напоры).

Расчет внутреннего водопровода включает: определение общего расхо-да воды; гидравлический расчет отдельных участков расчетного направления водопроводной сети; подбор водосчетчика, водонапорных установок и другого оборудования.

Основная цель гидравлического расчета — определение диаметров от-дельных участков водопроводной сети и требуемого напора для обеспечения надежной подачи воды к водоразборным устройствам.

Расчетные расходы воды. Максимальный суточный расход воды, м3/сут, на хозяйственно-питьевые нужды в жилых зданиях определяют по формуле:

1000/0 сутсут UКQQ ,

где Q0 — норма максимального потребления воды на одного человека, л/сут·чел); U — расчетное число жителей; Ксут — коэффициент суточной не-равномерности потребления воды.

В производственных зданиях расходы воды, м3/сут, на хозяйственно-питьевые нужды определяют по формуле:

1000/1000/ 2211 UQUQQсут ,

где Q1 и Q2 — нормы водопотребления на одного работающего в горячих и холодных цехах, л/смену; U1 и U2 — число работающих в этих цехах.

Расход воды, м3/сут, на производственные нужды и режим водопотреб-ления определяют с учетом данных, полученных на основании изучения тех-нологии производства, по формуле:

1000/0mzqQпр ,

где q0 — норма расхода воды на единицу выпускаемой продукции или на еди-ницу производственного оборудования; т — число единиц выпускаемой про-дукции в смену или число работающего оборудования; z — число смен в сут-ки.

Расход воды для расчета внутреннего водопровода определяют как

30

сумму максимальных расходов воды на хозяйственно-питьевые и производ-ственные нужды.

Магистральные трубопроводы внутреннего водопровода, рассчитанные на этот общий расход воды, проверяют на пропуск противопожарного рас-хода воды, допуская при этом увеличение скорости движения воды не более чем в 2 раза.

Одновременное включение водоразборов является случайным процес-сом, который подчиняется закономерностям теории вероятности и матема-тической статистики.

Определение максимально-секундных расходов воды. Расчетный секундный расход воды, л/с, на участке определяют по

формуле: qp = 5 α qQ,

По этой формуле определяют вероятность Р для всего здания:

Nq

UqP hr

03600

Число потребителей U в современных жилых зданиях определяют либо по средней заселенности U0 и числу квартир пкв, (U = U0. nкв), либо по сани-тарной норме жилой площади f и всей жилой площади F в здании: U = F/f.

Определение часовых расходов воды. Для расчета и подбора оборудо-вания (баков, насосов, водосчетчиков) определяют часовые расходы воды:

qhr = 0.005 q0,hr αhr ,

где q0,hr— часовой расход воды, л/ч, водоразборного устройства с макси-мальным расходом.

Phr = 3600P q0/ q0,hr Определение диаметров труб. Определение диаметров труб на рас-

четном участке — наиболее ответственная часть расчета водопроводной сети. Диаметры труб определяют по расчетному расходу воды, проходя-щему по данному участку и наиболее экономичной скорости:

Vqd р /13,1

Экономически наивыгоднейшая скорость движения воды зависит от ряда условий: стоимости энергии, состояния внутренней поверхности труб, расчетного срока окупаемости сети, стоимости прокладки, монтажа труб и др.

Подбор диаметров производят по средним скоростям, рекомендо-ванным СНиП. Скорость движения воды в магистральных трубопроводах и стояках рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, в подводках к водоразбор-ным устройствам — не более 2,5 м/с. Экономичными можно считать скорости в хозяйственно-питьевом водопроводе 0,9—1,2 м/с, в трубопроводах произ-водственных водопроводов — не более 1,2 м/с, в трубопроводах сприн-клерных и дренчерные установок — не более 10 м/с.

Диаметры труб обычно назначают по расчетным расходам и рекомендо-ванным скоростям движения воды, пользуясь таблицами Шевелева.

Определение потерь напора. В сетях внутреннего водопровода определяют потери напора на трение по длине труб для каждого расчетного участка, поте-

31

ри напора на местные сопротивления в соединительных частях и арматуре. Потери напора на трение по длине труб определяют по формулам:

h l = i l ; где l — длина расчетного участка трубопровода данного диаметра, м; S — гид-равлическое сопротивление трубопровода; qp — расчетный расход воды на участке трубопровода, л/с; А — удельное сопротивление трубы; i — гидравли-ческий уклон. Местные потери напора в сетях внутреннего водопровода со-ставляют 10—30 % потерь напора по длине труб.

После гидравлического расчета отдельных участков труб на главном рас-четном направлении иногда производят расчет других распределительных тру-бопроводов (ответвлений). При однотипных конструктивных решениях участ-ков водопроводной сети (стояки, подводки к водоразборной арматуре) диамет-ры отдельных трубопроводов принимают по аналогии с рассчитанными участками.

Определение требуемого напора. Требуемый напор (давление) Нтр, м, для внутреннего водопровода определяют по формуле:

Hтр = Hгеом + hвв + hвод + ∑hl + ∑h м + Hf где Нгеом— геометрическая высота подъема воды, м, от отметки грунта у места присоединения ввода к наружной водопроводной сети до отметки диктующего водоразборного устройства; hвв — потеря напора во вводе, м; hвод— потеря напора в водомерном узле, м; ∑hl — сумма потерь напора на расчетном направлении от водомерного узла до диктующего водоразбор-ного устройства, м; ∑hм — сумма потерь напора в местных сопротивлени-ях, м; Hf — рабочий (свободный) напор у диктующего водоразборного устройства, м.

Местные водонапорные установки в системах водоснабжения зданий

К водонапорным установкам для внутренних водопроводов относятся: насосные повысительные водонапорные установки, пневматические установ-ки, водонапорные баки. Водонапорные установки служат для повышения недостающего напора в сети внутреннего водопровода до значения, которое определяют как разность между требуемым напором при расчетном расходе воды и наименьшем (гарантированном) напоре на вводе.

Насосные повысительные водонапорные установки. В водонапор-ных установках применяют центробежные насосы, соединенные с элек-тродвигателями. На всасывающих линиях каждого насоса устанавливают задвижку, а на напорной линии — обратный клапан, задвижку и манометр.

Число насосов определяют расчетом. Кроме рабочих насосов предусмат-ривается установка резервных. Насосные установки монтируют с последова-тельным, параллельным соединением насосов. Размещают насосы в помеще-нии центрального теплового пункта, бойлерной, котельной или в помещении подземной насосной.

Напор (давление), который должны создавать насосы (недостающий напор), зависит от минимального (гарантированного) напора в наружной сети (до насоса) и требуемого напора для обеспечения подачи расчетного количе-ства воды к диктующему водоразборному устройству, т.е. Нр =

Нтр - Нгар,

32

где Нтр — требуемый напор в здании, Нгар — заданный гарантированный напор в сети наружного водопровода, м.

Пневматические водонапорные установки. Основным элементом пневма-тической установки является герметичный бак (гидропневмобак), из которого вода под давлением подается в распределительную сеть внутреннего водопро-вода. Требуемый напор в пневмобаке может быть создан насосом или компрес-сором при подаче в пневмобак воды или сжатого воздуха. Обычно гидропнев-матические баки работают совместно с насосами, образуя гидропневматиче-скую установку.

Водонапорные баки предназначены для аккумуляции воды (как регули-рующие емкости) при колебании количества воды, поступающей в баки и расходуемой потребителями из баков, сохранения запаса воды, часто необхо-димого на противопожарные или технологические нужды. Водонапорные ба-ки размещают в специальных пристройках, башнях, на чердаках, техниче-ских этажах. Помещение для баков должно быть изолировано, оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, освещением и отоплением. Баки оборуду-ют подающим, разводящим, спускным, переливным, сигнальным трубопро-водами. Запасной объем воды на противопожарные нужды предусматри-вается из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара из пожарных кранов при ручном или автоматическом включении пожарных насосов.

Лекции 9. Противопожарные водопроводы. Поливочные водопроводы.

Противопожарные водопроводы. Для защиты зданий и отдельных объектов от пожаров устраивают наруж-

ные, внутренние противопожарные водопроводы. Внутренние противопожарные водопроводы, в зависимости от огне-

опасности и этажности зданий, устраивают раздельными, объединенными с водопроводом другого назначения.

Проектируют следующие системы противопожарного водопровода в зданиях: противопожарные водопроводы с пожарными кранами; автомати-ческие (спринклерные) в зданиях, требующих повышенной защиты; полуав-томатические (дренчерные) установки.

Противопожарные водопроводы устраивают: в жилых одно- и много-секционных зданиях высотой 12 этажей и более; общежитиях и гостиницах высотой в четыре этажа и более; в зданиях учебных заведений; санаториях, домах отдыха, лечебных и детских учреждениях, магазинах и др. при объеме здания 5000 м3 и более; кинотеатрах, клубах, домах культуры. В жилых здани-ях высотой 12—16 этажей устраивают объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод, а в зданиях высотой 17 этажей и более — раздельный противопожарный и хозяйственно-питьевой водопровод.

Максимальный напор в объединенном противопожарном водопроводе на отметке наиболее низко расположенного водоразбора и пожарного крана должен быть не более 45 м, а у раздельного противопожарного водопровода — не более 90 м.

33

Система противопожарного водопровода с пожарными кранами. В состав оборудования пожарного крана входят: пожарный вентиль диаметром 50 или 65 мм, присоединенный к ответвлению стояка; пеньковый рукав (шланг) того же диаметра длиной 10, 15 и 20 м с быстросмыкающимися полугайками; по-жарный ствол с наконечником (спрыском) диаметром 13, 16 и 19 мм. Пожар-ные краны размещают в шкафчиках с надписью ПК на высоте 1,35 м над полом в легкодоступных местах (в вестибюлях, коридорах, на лестничных площадках, в проходах и пр.). Спаренные краны допускается располагать один над другим на высоте не менее 1 м от пола.

Число пожарных кранов в системе назначают с учетом орошения всех площадей помещений здания расчетным числом компактных (нераздроблен-ных) струй.

Расчетный секундный расход воды на нужды пожаротушения опре-деляют по формуле:

q пож = q0n nст , где nст — число одновременно действующих пожарных струй; q0n — расчетный расход воды на одну струю, л/с. Расчетный расход воды (производитель-ность одной струи) д0п зависит от диаметра пожарного крана, высоты ком-пактной струи, диаметра спрыска наконечника пожарного ствола, напора, длины и диаметра пожарного рукава.

В зданиях высотой 17 этажей и более противопожарные сети обо-рудуют резервными наружными патрубками диаметром 80 мм для присо-единения рукавов пожарных автомобилей с установкой обратного клапана и задвижки. Запорная арматура должна находиться в основании каждого пожарного стояка и на каждой перемычке.

Автоматическая (спринклерная) система пожаротушения. Сприн-клерные противопожарные установки предназначены для автоматического ту-шения пожара, возникшего в помещении. Одновременно с подачей воды воз-никает сигнал тревоги. Спринклерные установки применяют в помещениях с повышенной пожарной опасностью. Установка состоит из следующих ос-новных элементов: спринклерных головок, смонтированных на ветвях, рас-пределительной сети, контрольно-сигнального пускового клапана и главной задвижки, смонтированных на главном подающем стояке, автоматического водопитателя (бака), устройства для присоединения резервного водопитате-ля, основного водопитателя, состоящего из импульсного гидропневмобака объемом 0,5 м3, насосной установки, водомерного узла, присоединенного к магистральному трубопроводу наружного водопровода. Установки могут со-стоять из нескольких секций, имеющих не более, чем по 800 спринклеров, и объем всех трубопроводов не более 2 м3 в каждой секции.

Спринклерные установки бывают водяные, воздушные, водовоздуш-ные. Водяные системы применяют в отапливаемых помещениях, воздушные и водовоздушные — в неотапливаемых, а также в районах, где продолжитель-ность отопительного сезона менее 240 дней. В водяных системах оросители (спринклеры) устанавливают розетками вниз, а в других системах — розетка-ми вверх. Спринклерные головки (оросители) ввертывают на резьбе в стальные трубы на расстоянии 3—4 м друг от друга в шахматном порядке в плане. Один из

34

основных элементов установки — контрольно-сигнальный (пусковой) клапан (КСК), который, в зависимости от типа спринклерной установки, бывает водяной, воздушный, водовоздушный.

Дренчерные полуавтоматические установки бывают заливные (во взры-воопасных помещениях), сухотрубные. Оборудование этих установок состоит из сети с открытыми оросителями (дренчерами), автоматического и основ-ного водопитателей, узла управления в виде запорной арматуры или клапа-нов группового действия, которые открываются только при возникновении пожара. При включении установки образуется водяная завеса, которая предотвращает распространение пожара в другие помещения. Дренчер состо-ит из головки с диафрагмой, рамы, розетки. Размещают дренчеры на расстоя-нии не более 3 м друг от друга и не более 1,5 м от стен защищаемого помеще-ния.

Внутриквартирное пожаротушение для зданий различной этажности. На сети хозяйственно-питьевого водопровода следует преду-смотреть отдельный кран для присоединения шланга (рукава) в целях воз-можного его использования в качестве первичного устройства внутриквар-тирного пожаротушения на ранней стадии его возгорания.

Шланг должен обеспечивать возможность подачи воды в любую точку квартиры с учётом длины струи (3м), быть длиной не менее 15м (ме-нее – в небольших квартирах) диаметром 19мм и оборудованным распы-лителем. Дополнительных гидравлических расчётов не требуется.

Помещения квартир и общежитий (кроме санузлов, ванных комнат, душевых, постирочных, саун) следует оборудовать автономными оптико-электронными дымовыми пожарными извещателями. Извещатели уста-навливаются, как правило, на потолке. Допускается их установка на стенах и перегородках помещений не ниже 0,3м от потолка.

Поливочные водопроводы Поливочные водопроводы устраивают для поливки зеленых насажде-

ний и территорий в летнее время на площадках промышленных предприятий, в садах, парках, скверах, стадионах. Сеть поливочного водопровода. Трубо-проводы распределительной сети прокладывают в земле или на опорах по поверхности земли с уклоном не менее 0,005 к специально установленным спускным кранам для возможности полного опорожнения всей сети.

Поливочные краны размещают в нишах наружных стен здания через каждые 60—70 м по его периметру на высоте 0,35 в отмостке здания. На каждом трубопроводе подводки от сети внутреннего водопровода к поливоч-ному крану устанавливают вентиль и спускной кран (или пробку) для опо-рожнения на зимний период. При необходимости (для мытья полов и пр.) поливочные краны с подводкой к ним холодной и горячей воды устанавли-вают внутри помещений на высоте 1,25 м от поверхности пола.

Лекция 10. Горячее водоснабжение зданий. Устройство, схемы, особенности

устройства сети, водонагреватели. Горячее водоснабжение представляет систему устройств и трубопро-

35

водов для подогрева воды до расчетной температуры и распределения ее потребителям. Системы горячего водоснабжения могут быть местными, централизованными.

Местные системы горячего водоснабжения Местные системы применяются для отдельно стоящих зданий с не-

большим расходом. Местной (децентрализованной) называется такая си-стема, когда приготовление горячей воды осуществляется у места ее по-требления. В местных системах горячего водоснабжения источником теп-ла может служить: пар; перегретая вода; твердое или газообразное топливо; электроэнергия; солнечная энергия; тепло промышленных предприятий.

Местные водонагреватели системы горячего водоснабжения. Для приготовления горячей воды в местных системах водоснабжения применя-ют различные водонагреватели: водогрейные колонки, газовые, электрово-донагреватели, солнечные водонагреватели, водогрейные котлы малой производительности, теплоуловители.

Централизованные системы Элементы системы централизованного горячего водоснабжения.

Система горячего водоснабжения обеспечивает бесперебойную подачу во-ды потребителю с температурой не менее 500С и не более 750С. Элементы системы централизованного горячего водоснабжения аналогичны элемен-там системы холодного водоснабжения. Кроме основных элементов (ввод, водомерный узел, сеть, арматура) в системе горячего водоснабжения до-бавляются: генератор тепла, тепловой ввод, водонагреватели (или устрой-ства для разбавления воды), циркуляционные трубопроводы, полотенце-сушители, установки для подготовки воды.

Системы и схемы централизованного горячего водоснабжения. Централизованные системы горячего водоснабжения (ЦГВ) устраивают при наличии мощных источников тепла (ТЭЦ, районные котельные и т.д.). В зависимости от назначения системы горячего водоснабжения разделяют на: хозяйственно-бытовые, производственные.

В централизованных системах приготовление горячей воды для всех объектов осуществляется в одном месте − в тепловых пунктах (централь-ных, индивидуальных − ЦТП, ИТП), куда подается холодная вода и тепло-носитель (пар или перегретая вода). Воду при этой системе готовят в водо-нагревателях или водогрейных котлах большой производительности путем нагревания по двум схемам: «закрытой», «открытой».

Схемы сетей горячего водоснабжения. Система горячего водоснаб-жения имеет много общего с холодной. Так сеть горячего водоснабжения может быть с нижней и верхней разводкой, тупиковой или кольцевой. Но в отличие от холодного водопровода кольцевая сеть выполняется с другой целью — сохранение высокой температуры у потребителя.

Схемы горячего водоснабжения с циркуляционным трубопроводом различны. Наибольшее распространение в системе горячего водоснабже-ния получили двухтрубные схемы, в которых циркуляция по стоякам и магистралям осуществляется с помощью насоса, забирающего воду из об-ратной магистрали и подающего к водонагревателю. Схема с односторон-

36

ним присоединением водоразборных точек к подающему стояку и с уста-новкой полотенцесушителей на обратном стояке является наиболее рас-пространенной. Данная схема самая надежная в эксплуатации, но ее недо-статок - большая металлоемкость.

Требования к качеству воды для горячего водоснабжения

Качество горячей воды должно отвечать требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»

Температура горячей воды. Температуру горячей воды в местах во-доразбора следует предусматривать:

не ниже 60°С — для систем централизованного горячего водо-снабжения, присоединенных к «открытым» схемам теплоснабжения;

не ниже 50°С — для централизованных систем горячего водо-снабжения, присоединенных к «закрытым» схемам теплоснабжения;

не более 37°С — в детских садах; верхний предел температуры у водоразборных точек не должен

превышать 75о С для всех систем. Оборудование для приготовления и хранения горячей воды

В производственных системах горячего водоснабжения для подогре-вания воды паром применяют пароструйные водонагреватели — эжекторные смесители, которые представляют собой расширенное сопло с боковым отверстием, предназначенным для подсоса воды. Смесители, ра-ботающие на горячей воде теплосети, называются водоструйными элева-торами. В теплообменных аппаратах регулирование температуры воды производится терморегуляторами. Для приготовления небольшого коли-чества воды ее подогревают через змеевики, которые установлены в резер-вуарах горячей воды. Эти резервуары устанавливаются в зданиях с нерав-номерным потреблением воды, что позволяет приготовить горячую воду заранее до начала расхода и иметь аварийный запас на непредвиденный случай.

Водоподогреватели для централизованного горячего водоснабже-ния. Водоподогреватели подразделяются на: ёмкостные, скоростные. В за-висимости от вида теплоносителя водоподогреватели подразделяются на пароводяные, водоводяные. Скоростные водоподогреватели. К скорост-ным водоподогревателям относятся трубчатые, кожуховые, пластинча-тые водоподогреватели.

Материалы, арматура, особенности устройства сети горячего водоснабжения.

Сеть горячего водопровода проектируется из стальных оцинкован-ных водо-газопроводных труб ГОСТ 3262-75*; допускается применение не оцинкованных стальных электросварных труб ГОСТ 10704-76 либо бес-шовных горячедеформированных ГОСТ 8732-78. Также применяют пласт-массовые трубы с покрытием внутренней поверхности термостойкими ма-териалами. Для уменьшения потерь тепла через трубопроводы применяют

37

тепловую изоляцию трубопроводов и оборудования. Ввиду линейного расширения трубопроводов на них устанавливают компенсаторы: П-образные, S-образные, Ω-лирообразные, сальниковые. В небольших здани-ях, где протяженность сети невелика и имеется множество поворотов, ком-пенсаторы не устанавливаются. На циркуляционных стояках устанавли-вают полотенцесушители, которые и выполняют функцию компенсаторов.

Арматура, используемая в горячем водоснабжении, не отличается от той, что применяют для холодного водопровода, но все золотники и клапа-ны выполняются из термостойких материалов (фибры или пластмассы).

Запорная арматура устанавливается в тех же местах, что и на холод-ном водопроводе — у основания стояков, на вводе в каждую квартиру.

Раздел 5. ВОДООТВЕДЕНИЕ ЗДАНИЙ И ОТДЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Лекция 11. Классификация систем водоотведения. Системы, схемы, устрой-

ство системы водоотведения. Системы водоотведения (канализация) предназначены для удаления из

здания загрязнений, образующихся в процессе санитарно-гигиенических про-цедур, хозяйственной и производственной деятельности человека, отведения атмосферных и талых вод.

По способу удаления отходов выделяют системы: сплавные, вывозные. По назначению системы водоотведения разделяются на бытовые,

производственные, внутренние водостоки, Мусор, твердые бытовые отходы (ТБО) удаляют мусоропроводами,

которые также можно отнести к системам канализации — канализование твердых отходов.

По степени объединения: раздельные, объединенные, единые. Выбор системы и схемы водоотведения

В жилых и общественных зданиях предусматривается хозяйственно-бытовая, ливневая (водостоки) система водоотведения. В производственных зданиях проектируются раздельные системы: бытовая, производственная, внутренние водостоки. В лечебных учреждениях предусматриваются хозяй-ственно-бытовые системы водоотведения, водостоки. Предприятия обще-ственного питания имеют хозяйственно-бытовое, производственное водо-отведение, внутренние водостоки.

Элементы внутренней канализации Система водоотведения состоит из следующих элементов: приемни-

ков сточных вод, гидравлических затворов, внутренней водоотводящей сети, устройств для прочистки, местных установок для очистки и перекачки сточных вод.

Приемники сточных вод Приемники сточных вод собирают загрязненную воду и отводят в водо-

отводящую сеть. Их выполняют в виде открытых сосудов или воронок, в кото-рые собираются вода и брызги, образующиеся при технологических процессах или проведении процедур. Приемники сточных вод разделяются на два вида:

38

санитарные приборы, собирающие бытовые стоки, приемники производствен-ных сточных вод.

Санитарные приборы служат для гигиенических целей (ванны, умы-вальники, души, биде) и для хозяйственных нужд (мойки).

Гидрозатворы Гидрозатворы устанавливают после каждого приемника сточных

вод или встроены в них (унитазы). Гидрозатворы (сифоны) задержива-ют вредные газы из системы канализации слоем воды высотой 50—70 мм, который образуется в изгибе трубопровода (U-образные гидроза-творы) или между двумя цилиндрами.

Внутренняя водоотводящая сеть Внутренняя водоотводящая сеть собирает и отводит сточные воды от

приемников в дворовую канализационную сеть. Канализационные стояки. В местах сосредоточения приемников сточных

вод предусматривают стояки. Для уменьшения числа стояков желательно, чтобы приемники сточных вод располагались группами и друг над другом по этажам. Стояки размещают у колонн ограждающих конструкций по возможности бли-же к приемникам (унитазам), в которые поступают наиболее загрязненные стоки, и с таким расчетом, чтобы длина отводящих труб была минимальной. Во избежание замерзания не рекомендуется устраивать стояки около наружных стен, дверей, ворот.

Стояки устанавливают вертикально с минимальным числом изгибов, горизонтальных участков (перекидок) и отступов. Если ниже к стояку при-соединены санитарные приборы, отступы устанавливать не рекомендуется. Не допускается присоединять санитарные приборы к перекидкам. Стояк вверху переходит в вытяжную часть, которая предусматривается во всех зданиях высотой более пяти этажей. На неэксплуатируемой кровле предусматривают простую вытяжную часть, диаметр которой равен диаметру стояка. Высота вытяжной части над неэксплуатируемой кровлей должна быть 0,3—0,5 м, расстояние до обреза вентиляционной шахты — не менее 0,1 м, до открывае-мых окон и балконов — не менее 4 м. На эксплуатируемых кровлях вытяжная труба выводится на высоту не менее 3 м.

Отводные трубопроводы. Отводные трубопроводы присоединяют к гидрозатворам санитарно-технических приборов и прокладывают к стояку прямолинейно с постоянным уклоном. Санитарные приборы в разных кварти-рах на одном этаже подключают к отдельным отводным трубопроводам. Боко-вые ответвления присоединяют с помощью косых тройников и крестовин (прямые крестовины и тройники не применяют). В здании трубопроводы про-кладывают прямолинейно.

Для изменения направления трубопровода и присоединения санитарно-технических приборов применяют фасонные части.

Выпуски располагают, по возможности, с одной стороны здания пер-пендикулярно наружным стенам так, чтобы длина горизонтальных линий, соединяющие стояки, была минимальной. В жилых домах проектируют, как правило, один выпуск на секцию, который выводят во двор. В зданиях с техни-ческими подпольями и неэксплуатируемыми подвалами целесообразно устра-

39

ивать два или один торцовый выпуск. Выпуски присоединяют к дворовой сети в колодце под углом не менее 90°. Расстояние между стенами здания и колод-ца принимается не менее 3 м.

Глубина заложения выпуска. За пределами здания выпуск прокладыва-ют ниже глубины промерзания грунта или не более чем на 0,3 м выше этой глубины. При необходимости выпуск можно прокладывать на меньшей глу-бине, обеспечивая теплоизоляцию. Минимальная глубина его заложения 0,7 м.

Внутренняя канализационная сеть монтируется из чугунных, пласт-массовых, асбестоцементных труб.

Устройства для прочистки канализационной сети Для устранения засоров и прочистки канализационной сети на ней

предусматривают ревизии и прочистки. Ревизии позволяют прочищать трубы в обоих направлениях. Прочистки

устанавливают в местах, где требуется прочистка труб только в одном направле-нии.

Местные установки для очистки и перекачки сточных вод Установки для перекачки сточных вод предусматриваются на сети в том

случае, если наружная сеть расположена выше дворовой сети. На установках для очистки сточных вод производится предварительная

очистка наиболее загрязненных стоков, и удаляются вещества, которые могут нарушить нормальную работу наружной водоотводящей сети или очистных сооружений.

Трассировка канализационной сети Трассировка внутренней водоотводящей сети производится с таким

расчетом, чтобы сточные воды удалялись из здания по кратчайшему пути. Трубы прокладывают открыто, скрыто. Лекция 12. Дворовая и микрорайонная водоотводящие сети. Устройство,

проектирование, расчет. Из здания сточные воды отводятся в наружную уличную сеть через

систему трубопроводов, которая, в зависимости от расположения ее на тер-ритории населенного пункта или промышленного предприятия, называется дворовой, внутриквартальной, внутриплощадочной (заводской).

Дворовая сеть принимает стоки от выпусков внутренней сети одного или нескольких домов. Внутриквартальная (микрорайонная) сеть обслуживает большую группу зданий и, в зависимости от размеров и положения, может приближаться к дворовой или иметь магистральную линию, к которой присо-единяются боковые ответвления (дворовые сети), собирающие воду от вы-пусков отдельных зданий.

Дворовые, внутриквартальные и внутриплощадочные сети устраивают из керамических, асбестоцементных, бетонных, чугунных труб (применяют в особых условиях − вечномерзлых, просадочных грунтах и т.д.).

Трубопроводы прокладывают, как правило, параллельно зданиям по направлению к магистральным линиям и наружной сети так, чтобы направле-

40

ние движения стоков совпадало с уклоном местности. Протяженность сети должна быть минимальной.

Перед присоединением к наружной сети на расстоянии 1,0— 1,5 м от красной линии (линии застройки) устанавливают контрольный колодец. Присоединение к наружной сети желательно производить в одной точке к имеющемуся колодцу.

Для контроля за работой сети и ее прочистки устраивают смотровые колодцы в местах присоединения выпусков, на поворотах (поворотные). в местах изменения диаметров и уклонов труб, на прямых участках на расстоя-нии не более 35 м при диаметре труб 150 мм и 50 м — при диаметре труб 200—450 мм. (линейные).

Диаметр и уклон труб определяют расчетом. На участках между ко-лодцами прокладывают трубы одного диаметра с постоянным уклоном без перегибов и изломов. Трубы различного диаметра сопрягают по высоте в ко-лодцах, обычно «шелыга в шелыгу», т.е. верхний свод обеих труб находится на одном уровне.

Начальная глубина заложения сети определяется глубиной заложения выпуска в начале сети. При необходимости (малая глубина заложения колод-ца наружной сети и т.д.) она может быть уменьшена, а трубы должны быть защищены от промерзания или механического повреждения. Уклон трубо-провода следует выбирать с таким расчетом, чтобы заглубление труб было минимальным.

Лекция 13.

Мусороудаление. Внутренние водостоки Мусороудаление.

Одной из важнейших задач является удаление бытовых и промышлен-ных отходов, количество которых возрастает по мере роста городов, увели-чения этажности застройки, плотности населения, повышения благоустрой-ства зданий. Количество твердых отходов в сутки в жилых домах в среднем на одного человека составляет 1,64 л, или 0,05 кг (0,25 л на 1 м3 жилой площади), на производстве 0,3 л, в учреждениях 0,275 л. В больших городах количество вывозимого мусора составляет ежегодно десятки тысяч тонн. В мусоре содер-жатся 15—45 % золы, 20—30 % горючих материалов.

Органический мусор (кухонные, пищевые отбросы) при несвоевремен-ном удалении гниет, разлагается, является источником размножения болезне-творных микроорганизмов и пищей для мух и грызунов, являющихся перенос-чиками инфекционных заболеваний. Для предотвращения этого на территории населенного пункта службой санитарной очистки организуются сбор, хране-ние и вывоз отходов.

В настоящее время используют следующие способы мусороудаления: сбор мусора в специальные ведра и вынос их в мусорные ящики,

мусоросборники или помойницы (для органических отбросов), которые пе-риодически очищаются. Собранный мусор вывозится мусоровозами. Этот способ применяется в поселках и городах, застроенных домами высотой не более пяти этажей;

41

удаление мусора из квартир системой мусоропроводов, сбор в контейнеры, расположенные в специальной камере, откуда его вывозят ав-томашины. Данный способ применяется в многоэтажных зданиях квартирного типа, гостиницах, общежитиях.

Собранный мусор и отходы мусоровозами перевозятся на сортировочные мусороперерабатывающие, мусоросжигательные предприятия. После сортировки и извлечения утильсырья остатки мусора (преимуще-

ственно, органического происхождения) перерабатывают на удобрение или сжигают.

В практике используются мусоропроводы следующих типов: холодные, сухие, мокрые, горячие (огневые). Наибольшее распространение получили холодные и сухие мусоропровод.

Внутренние водостоки Внутренние водостоки отводят дождевую и талую воду с кровли по тру-

бопроводам, расположенным внутри здания. Элементы внутренних водостоков

Внутренние водостоки состоят из водосточных воронок, водосточной сети (стояков, отводных труб, соединяющих водосточные воронки со стоя-ками), выпусков, устройств для прочистки.

Водосточные воронки применяют купольного и плоского типа. Раз-мещают их в пониженных участках кровли.

Водосточная сеть. Стояки принимают атмосферные воды от воронок или отводных труб. Отводные трубы, соединяющие несколько водосточных воронок, выполняют в виде подвесных трубопроводов. Диаметр отводных труб принимают не менее диаметра выпуска воронки и проверяют расчетом. Ми-нимальный уклон линии 0,005.

Выпуски. Из внутренних водостоков вода отводится в наружные сети дождевой канализации (закрытый выпуск), на тротуары (открытый выпуск).

Для предотвращения замерзания в стояки должна быть обеспечена по-стоянная подача теплого воздуха.

Ревизии и прочистки. Ревизии и прочистки устанавливают в тех же местах, что и на системе канализации.

Смотровые колодцы устраивают на прямых участках сети так же, как на системе дворовой канализации.

Обогрев водостоков В помещениях с отрицательной температурой воздуха предусматривают

обогрев водостоков (подачу теплого воздуха, электрообогрев и т.д.)

Раздел 6. ВОДООТВЕДЕНИЕ ПОСЕЛЕНИЙ Лекция 14. Классификация, основные элементы и схемы систем водоотведе-

ния населенных пунктов Водопроводная вода, которая была использована в хозяйственных,

42

производственных и других целях и получила при этом различные примеси (загрязнения), изменившие ее химический состав или физические свойства, называется сточной жидкостью.

Под водоотведением (канализацией) понимается комплекс оборудо-вания, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы населенных пунктов или про-мышленных предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем.

Состав сточных вод Состав сточных вод весьма разнообразен. Содержащиеся в них ор-

ганические загрязнения могут загнивать и служить благоприятной средой для развития микроорганизмов, в том числе и патогенных (болезнетвор-ных).

Классификация систем сточных вод В зависимости от происхождения и качественной характеристики

примесей сточные воды разделяют на бытовые, производственные, ат-мосферные; вывозные, сплавные.

Элементы системы водоотведения Система сплавного водоотведения состоит из следующих основных

элементов: внутренних устройств зданий, наружной внутриквартальной и уличной сети, насосных станций, напорных трубопроводов, очистных сооружений, устройств для выпуска очищенных сточных вод в водоем. Наружная уличная сеть представляет собой систему подземных

трубопроводов, принимающих сточные воды от внутриквартальных сетей и транспортирующих их к насосным станциям, очистным сооружениям и в водоем. Водоотводящие сети строят, преимущественно, самотечными.

Бассейны водоотведения - территории, ограниченные водоразделами Коллекторы - участки сети, собирающие сточные воды с одного или

нескольких бассейнов. В крупных городах с сильно развитой городской се-тью коллекторы больших размеров нередко называют каналами.

Коллекторы подразделяются на следующие виды: а) коллекторы, собирающие сточные воды с отдельных бассей-

нов водоотведения; б) главные коллекторы, принимающие и транспортирующие

сточные воды двух и более коллекторов бассейнов; в) загородные коллекторы, отводящие сточные воды транзитом

(без присоединения) за пределы объекта к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту их выпуска в водоем.

Трассировка коллекторов обычно осуществляется по пониженным участкам местности. Водоотводящая сеть всегда должна быть доступна для осмотра, промывки и прочистки от засорения, поэтому на ней устраи-

43

вают смотровые колодцы. Для приема атмосферных сточных вод преду-сматривают дождеприемники.

Пересечение коллекторов с железными дорогами, реками, оврагами осуществляют путем устройства дюкеров, эстакад и др.

При необходимости подъема сточных вод на сети устраивают насос-ные станции.

Очистные станции предназначены для очистки сточных вод и пе-реработки их осадка.

Схемы и системы водоотведения Схемы водоотведения городов и промышленных комплексов могут

быть централизованными, децентрализованными, и региональными. В зависимости от того, как отводятся бытовые, производственные и

атмосферные сточные воды — совместно или раздельно, системы водоот-ведения можно разделить на общесплавные, раздельные (полные или непол-ные), полураздельные.

Лекция 15. Наружная водоотводящая сеть. Перекачка сточных вод

Классификация схем, трассировка сети Классификация схем: перпендикулярная, пересеченная, параллельная,

зонная, радиальная. При проектировании по той или иной рассмотренной схеме требуется

соблюдать следующие общие условия: линии водоотводящей сети следует прокладывать прямолинейно; в местах изменения уклона линии или диа-метра труб, поворотов сети, а также в местах соединения нескольких линий необходимо устраивать колодцы; повороты линии и присоединения к ним следует выполнять под углом, равным или меньшим 90°.

Трассировка водоотводящих сетей зависит, в основном, от рельефа местности, грунтовых условий, расположения водоемов. Различают три схемы трассирования уличных сетей: объемлющая трассировка; трассиров-ка по пониженной стороне квартала; чрезквартальная трассировка.

Условия приема сточных вод в наружную водоотводящую сеть Возможность приема различных категорий сточных, вод в водоотво-

дящие сети раздельной и общесплавной систем водоотведения определяют исходя из состава загрязнений этих вод и целесообразности совместной их очистки с учетом санитарно-гигиенических и технико-экономических по-казателей.

Расчетные параметры водоотводящей сети В зависимости от системы водоотведения принимают следующие

минимальные диаметры труб уличных сетей: при полной раздельной си-стеме — 200 мм для бытовой сети и 250 мм для дождевой, при общесплав-ной системе — 250 мм.

В трубопроводах бытовой водоотводящей сети расчетное наполне-ние рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб: 0,6 - 0,88.

Минимальные расчетные скорости следует назначать не менее са-

44

моочищающих скоростей: 0,7 – 1,5 м/с в зависимости от диаметра. Наименьшую глубину заложения от поверхности земли до лотка

труб нужно определять с учетом глубина промерзания грунта. Максимальная глубина заложения трубопроводов водоотводящей

сети зависит от способа производства работ (открытый или закрытый), грунтовых условий. При открытом способе производства работ глубина заложения трубопроводов в сухих грунтах не должна превышать 7—8 м, в водонасыщенных — 5—6 м. При закрытом способе производства работ (щитовая проходка) глубина заложения сети практически не ограничива-ется.

Устройство и оборудование водоотводящих сетей. Применяемые для устройства водоотводящих сетей материалы

должны обладать достаточной прочностью, водонепроницаемостью, устой-чивостью к коррозии и истиранию, иметь гладкую поверхность (для уменьшения сопротивлений, возникающих при движении жидкостей), не-большую стоимость. Таким требованиям в наибольшей степени удовле-творяют трубы керамические, бетонные, железобетонные, асбестоцемент-ные трубы, поливинилхлоридные, полипропиленовые, а также кирпич и железобетон, из которых выполняют коллекторы.

Для осмотра и прочистки водоотводящей сети на ней сооружают смотровые колодцы. В зависимости от места расположения и назначения колодцы подразделяются на: линейные, поворотные, узловые, контроль-ные. Их можно выполнять из кирпича, сборного железобетона. В плане они могут иметь круглую, прямоугольную форму.

При небольшой разнице в отметках расположения сети и препят-ствия пересечение с препятствиями целесообразно устраивать в виде дю-кера. Если водоотводящая сеть проходит значительно выше препятствия (овраги, суходолы), то пересечение целесообразно выполнять в виде само-течного трубопровода, укладываемого по эстакаде — мосту.

Перекачка сточных вод Перекачку сточных вод насосами предусматривают лишь в крайних

случаях, т.е. если не удается осуществить их отвод самотеком. Для пере-качки, в основном, используют центробежные насосы. В зависимости от особенностей перекачиваемой жидкости к насосам предъявляются следу-ющие требования: они не должны засоряться отбросами, содержащимися в сточной жидкости; конструкция насосов должна обеспечивать возмож-ность прочистки рабочего колеса, корпуса и патрубков.

С учетом этих требований насосы имеют ряд конструктивных осо-бенностей: насосы изготовляют только одноколесными и без направляю-щих аппаратов; рабочие колеса имеют всего две — четыре лопасти; на кор-пусе насосов и на входном патрубке устраивают люки — ревизии. Для пе-рекачки сточных вод выпускаются насосы следующих марок: Ф, ФВ, НФ, НФВ.

Как правило, насосные станции для перекачки сточных вод устраи-вают в самой пониженной части канализуемой территории с учетом сани-тарных, планировочных и гидрогеологических условий местности, наличия

45

источников электроснабжения, возможности устройства аварийного вы-пуска. Наиболее широкое распространение получили насосные станции шахтного типа с наземным павильоном.

Насосная станция состоит из машинного отделения, в котором рас-полагаются насосы, приемного резервуара. Подземная часть насосных станций выполняется из бетона или железобетона, и наземная — из кирпи-ча. Приемный резервуар оборудуют решетками, дробилками, которые служат для измельчения отбросов, задерживаемых решетками. Лекция 16. Очистка сточных вод. Обработка осадка. Состав и свойства стоков.

Виды загрязнений Характерная особенность городских сточных вод — их неравномер-

ное поступление в водоотводящие системы, на насосные станции и очистные сооружения.

Сточные воды представляют собой сложные системы, в которых ор-ганические и минеральные загрязнения находятся в растворенном, колло-идном, нерастворенном состояниях.

Состав городских сточных вод и концентрация в них загрязнений определяются, в основном, нормами водопотребления, а также составом производственных сточных вод. Загрязнения, вносимые в сточные воды от бытовой деятельности населения, в среднем сравнительно постоянны, поэтому их можно нормировать.

Степень загрязнения сточной воды органическими веществами можно определить по количеству кислорода, которое необходимо для окисления органических веществ с помощью аэробных микроорганизмов — минерализаторов. Количество кислорода, которое необходимо для окисления органических веществ с помощью аэробных микроорганизмов называется биохимической потребностью в кислороде (БПК).

Химической потребностью в кислороде (ХПК) является количе-ство кислорода, требуемое для химического окисления органических ве-ществ сточной воды до конечных минеральных продуктов окисления.

Количество и состав производственных сточных вод определяются многими факторами. Производственные сточные воды содержат мине-ральные и органические загрязнения в самых различных сочетаниях.

Общие городские очистные сооружения рассчитывают, в основном, на загрязнение веществами бытового происхождения.

В связи с тем, что определение абсолютного состава сточных вод тру-доемко, обычно пользуются сокращенным перечнем показателей, доста-точно полно характеризующих их качество и используемых для проекти-рования и расчета сооружений канализации. К таким показателям отно-сятся: температура, окраска, запах, прозрачность, величина рН, сухой и плотный остатки, содержание взвешенных веществ, оседающих веществ, биохимическая потребность в кислороде (БПК), химическая потребность в кислороде (XIIК), содержание различных форм азота, фосфатов, хлоридов,

46

сульфатов, токсичных элементов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), концентрация растворенного кислорода, биологические загрязнения и др. Содержание биогенных элементов должно быть не менее 5 мг/л азота N и 1 мг/л фосфора Р на каждые 100 мг/л БПКПОЛН. Чем меньше аммонийного азота в сточной воде, тем она чище. К группе токсичных от-носятся железо, никель, медь, свинец, цинк, хром (особенно шестивалент-ный), мышьяк, сурьма, алюминий и т.д.

При анализе сточных вод на биологические загрязнения определяют общий счет бактерий, число бактерий кишечной группы, число яиц гель-минтов. Методы очистки сточных вод. Сооружения для очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод: механический, физико-химический, биологический.

Очистку сточных вод проводят последовательно на ряде сооружений; механическая очистка, как правило, предшествует биологической. Вначале сточные воды очищают от нерастворенных, а затем уже от растворенных органических загрязнений.

Механическая очистка В результате механической очистки из сточных вод удаляются загрязне-

ния, находящиеся в ней, главным образом, в нерастворенном и, частично, коллоидном состоянии. Для механической очистки используют следующие сооружения: решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловуш-ки, маслоотделители, гидроциклоны, центрифуги, фильтры и другие со-оружения.

Физико-химические методы К физико-химическим методам относятся: коагулирование, нейтрали-

зация, экстракция, сорбция, электролиз и др. Биохимические методы очистки основаны на жизнедеятельности

микроорганизмов, способствующих окислению и минерализации органи-ческих веществ, которые находятся в сточных водах в растворенном виде, в виде тонких суспензий или коллоидов. Биологическая очистка сточных вод осуществляется двумя методами: в условиях, близких к естественным (по-ля орошения и поля фильтрации); в искусственно созданных условиях (биофильтры, аэротенки и т.д.). Очистка происходит с помощью активно-го ила или биопленки. Очистка сточных вод в естественных условиях про-исходит довольно медленно, значительно интенсивнее она осуществляется на биологических фильтрах и аэротенках.

Обеззараживание очищенных сточных вод производится с целью уничтожения оставшихся в них патогенных микроорганизмов и устранения опасности заражения воды водоема. Сточные воды обеззараживают раз-личными способами: хлорирование жидким хлором, хлорирование воды гипохлоритом натрия, озонирование, ультрафиолетовое излучение

До настоящего времени наибольшее распространение имеет способ хлорирования сточных вод. Хлор вводят в сточную воду или в виде хлор-ной извести, или в газообразном виде.

Количество активного хлора, вводимого на единицу объема сточной

47

воды, называется дозой хлора и выражается в граммах на 1 м3 (г/м3). Обработка осадка Осадки - смесь минеральных и органических веществ различных со-

ставов и происхождения. Состав и свойства осадков весьма разнообразны. Условно осадки можно разделить на три основные категории: минераль-ные, органические, избыточные активные илы.

Основные задачи современной технологии обработки осадков: пре-вращение их в продукт, не вызывающий загрязнения окружающей среды, утилизация ценных компонентов осадков. В зависимости от свойств осад-ков эти задачи решаются стабилизацией органической части осадков, есте-ственным или искусственным обезвоживанием, сжиганием.

Обработка осадка, образующегося в процессе очистки сточных вод, заключается в предварительной стабилизации с последующим обезвожи-ванием в естественных (иловые площадки) или искусственных условиях (сооружения механического обезвоживания). При необходимости обезво-женные осадки могут подвергаться сушке или сжиганию. Осадок обезво-живают на иловых площадках или на вакуум-фильтрах, а затем сушат в термических печах.

Раздел 7. РАЗМЕЩЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ ПОСЕЛЕНИЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК

Лекция 17 Водоснабжение и водоотведение строительных площадок Вода на строительной площадке расходуется на производственные,

хозяйственно-бытовые и противопожарные цели. При проектировании временного водоснабжения определяют потребности в воде (общую и по каждому виду потребления); выбирают источник обеспечения водой; определяют схемы водоснабжения (тупиковая, кольцевая, смешанная); рассчитывают диаметры трубопроводов; осуществляют привязку трассы и сооружений водопровода на стройгенплане.

При решении этих задач необходимо максимально использовать по-стоянные сети водоснабжения. В процессе привязки временного водо-снабжения на стройгенплане обозначают места подключения трассы вре-менного водопровода к источнику (насосным станциям, гидрантам), разда-точные устройства в рабочей зоне, расположение пожарных гидрантов.

Потребности в воде на стадии разработки стройгенплана в составе проекта организации строительства (ПОС) определяют на основе укруп-ненных показателей на 1 млн.руб. сметной стоимости годового объема строительно-монтажных работ в зависимости от территориального распо-ложения строительства и отрасли промышленности.

Потребность в воде на стадии разработки строительного ген.плана (СГП) в составе проекта производства работ(ППР) рассчитывают на основе календарного плана строительства для периода с наибольшим потреблением воды по удельным расходам на каждую группу потребителей:

Q = Qпр + Qхоз+ Qпож, Qпр, Qхоз, Qпож – расчетные расходы воды соответственно на производственные,

48

хозяйственно-бытовые и противопожарные цели, л/с. Расчетный расход воды на производственные цели определяют по формуле

Qпр = Qс.оп + Qс.м., , где Qс.оп - расход воды на строительные операции, л/с; Qс.м – расход воды, свя-занный с эксплуатацией строительных машин, л/с, определяются по соответ-ствующим формулам.

Расчетный расход воды на хозяйственно бытовые цели определяют по формуле

Qхоз = Nmax /3600 (q3 k3/t + q4 k4). где Nmax – максимальное число рабочих в смену; q3 - норма потребления

воды на одного работающего в смену (для площадок с канализацией q3 = 20 – 25 л и без канализации - q3 = 10-15 л); k3 коэффициент неравномерности по-требления воды; q4 - норма потребления воды на прием одного душа (30 л); k4 – коэффициент, учитывающий долю рабочих, пользующихся душем (прини-мается равным 0,3 – 0,4).

Потребность воды для противопожарных целей при площади застройки до 10 га составляет 10 л/с и при площади застройки 10-50 га – 20 л/с. При пло-щади застройки более 50 га на каждые последующие 25 га добавляют по 5 л/с. Если расход воды на противопожарные цели превышает потребность на про-изводственные и хозяйственно-бытовые цели, то расчет выполняют только с учетом потребности воды на пожаротушение.

Лекция 18. Взаимное расположение сетей различного назначения Системы жизнеобеспечения представляют собой комплекс трубо-

проводов, сооружений, технических устройств, предназначенных для обеспечения комфортных условий быта и трудовой деятельности населе-ния, коммунальных и промышленных предприятий. Они включает в себя системы водоснабжения, канализации, теплоснабжения, электроснабже-ния, газоснабжения, связи, освещения, санитарной очистки и других видов благоустройства.

Как подземные сети, так и наземные тщательно увязываются с попе-речным профилем проектируемых улиц, с транспортной сетью и внутри-микрорайонными сетями.

Магистральные городские сети прокладываются вдоль транспортных улиц в специально отводимых для них технических полосах, а магистраль-ные районные сети – вдоль жилых улиц и проездов. При этом стремятся устраивать совмещенную прокладку подземных коммуникаций либо в од-ной траншее, либо в одном канале или коллекторе.

Прокладку подземных инженерных сетей следует, как правило, предусматривать совмещенной в общих траншеях или общих коллекторах в следующих случаях: при необходимости одновременного размещения тепловых сетей диаметром 500-900 мм, водопровода – до 500 мм, свыше десяти кабелей связи и силовых кабелей напряжением до 10 кВ, при ре-конструкции городских магистралей с развитым подземным хозяйством, при недостатке свободных мест в поперечном профиле улиц для размеще-

49

ния сетей в траншеях, на пересечениях с магистральными улицами и же-лезнодорожными путями.

Инженерные сети прокладываются преимущественно по улицам и дорогам. Для этой цели в поперечных профилях улиц и дорог предусмат-риваются места для укладки сетей различного назначения.

На полосе между красной линией и линией застройки укладывают кабельные сети: силовые, вязи, сигнализации, диспетчеризации.

Под тротуарами: тепловые сети или проходные каналы, На разделительных полосах: водопровод, газопровод, хозяйствен-

но-бытовая канализация. При ширине улиц в пределах красных линий 60 м и более прокладка

подземных сетей проектируется по обеим сторонам улиц. Размещение подземных сетей по отношению к зданиям, сооружени-

ям и зеленым насаждениям и их взаимное расположение должны исклю-чать

возможность подмыва фундаментов зданий и сооружений, по-вреждения близко находящихся сетей и зеленых насаждений,

возможность ремонта сетей без затруднения для движения город-ского транспорта.

При подземной укладке инженерных сетей должны соблюдаться определенные расстояния не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости как между сетями и сооружениями, так и между самими сетями.

Прокладка трубопроводов, транспортирующих хозяйственно-питьевую или сточную воду бытового или производственного происхож-дения, в северных и центральных районах страны производиться с учетом глубины промерзания и температуры транспортируемой воды.

Принимают следующие минимальные расстояния от вводов до других подземных коммуникаций, м:

до теплотрассы и наружной канализации при диаметре ввода: м

до 200 мм 1,5более 200 мм 3,0

до газопроводов низкого давления 1,0до газопроводов высокого давления 1,5до электрического и телефонного кабелей 0,75—1,0

При пересечении с коммуникациями водопровод прокладывают выше

канализационных труб на 0,4 м. Глубина заложения подземных коммуникаций зависит от их типа, меха-

нических воздействий на них проходящего транспорта и глубины промерзания грунтов. Чаще всего трубопроводы прокладывают ниже глубины промерзания грунта.

50

6.3. Краткое описание практических занятий Перечень практических занятий (наименования, темы)

ПЗ Тема занятия (4 семестр)

Кол-во часов

1. Изучение, разработка схемы системы водоснабжения поселения на основе.

2

2. Выбор методов очистки воды. 2

3. Определение расходов воды, гидравлический расчет водовода системы водоснабжения поселения.

4. Водопроводные сети зданий, выбор схем, трассировка и конструирование.

2

5. Гидравлический расчет внутреннего водопровода. Определение требуемого напора.

2

6. Мероприятия по снижению потерь воды. Расчет и под-бор счетчиков воды.

2

7. Выбор систем и схем внутренней канализации. Трас-сировка и конструирование.

2

8. Проектирование дворовой канализации. 2

9. Изучение, разработка схемы системы канализации по-селения, определение расчетных расходов сточных вод.

2

Итого 18

Методические указания по выполнению заданий на практических за-нятиях (отдельно для каждого занятия)

На практических занятиях студент должен иметь: справочную литературу (СНиП, справочники, таблицы), планы населенных пунктов; этажей, подвалов зданий, планы

участков зданий различного назначения, выполненные на мил-лиметровке по заданию, выданному преподавателем.

Для успешного выполнения работы студент должен иметь с собой ручку, карандаш, линейку, микрокалькулятор.

Необходимо ознакомиться с соответствующей литературой по теме занятия. До занятия необходимо выполнить подготовительную работу до-ма в соответствии с темой занятия.

Практическое занятие 1. Изучение, разработка схемы системы

водоснабжения поселения. Цель занятия: научиться выбирать типовые схемные решения си-

стем водоснабжения поселений; уметь применять нормативные докумен-ты.

Задание на занятие: разработать схему системы водоснабжения по-

51

селения. Порядок действий: - ознакомиться с планом поселения, выданного преподавателем; - проанализировать исходные данные; - прочитать соответствующие разделы СНиПа «Водоснабжение.

Наружные сети и сооружения» [3]; - разработать схему системы водоснабжения поселения (указать на

плане места расположения основных элементов системы водоснабжения); - сделать краткое описание схемы. Требования к отчетным материалам: предоставить схему поселе-

ния, описание схемы. Практическое занятие 2. Выбор методов очистки воды. Цель занятия: Знать традиционные и перспективные направления

очистки воды для питьевого водоснабжения, уметь использовать норма-тивные правовые документы в своей деятельности

Задание на занятие: разработать схему очистки воды для питьевого водоснабжения.

Порядок действий: - ознакомиться с исходными данными по качеству воды в источнике,

сравнить их с требуемыми по СаНПину «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водо-снабжения. Контроль качества» [2];

- проанализировать исходные данные; - прочитать соответствующие разделы СНиПа «Водоснабжение.

Наружные сети и сооружения» [4]; - разработать схему очистки воды (указать основные способы очист-

ки воды, предполагаемые сооружения по очистке воды, методы обеззара-живания).

Требования к отчетным материалам: предоставить схему очистки воды, описание методов очистки, основных сооружений для очистки воды питьевого назначения.

Практическое занятие 3. Определение расчетных расходов во-

ды, гидравлический расчет водовода системы водоснабжения поселения. Цель занятия: научиться использовать нормативные правовые доку-

менты в своей деятельности Задание на занятие: определить расчетные расходы воды, найти

диаметр водовода. Порядок действий: - выбрать системы водоснабжения поселения (хозяйственно-

питьевая, противопожарная, поливочная, производственная); - разобраться с формулами расчетных расходов воды (суточные мак-

симальные, минимальные и средние; часовые, секундные) по СНиПу «Во-доснабжение. Наружные сети и сооружения» [4];

- найти все требуемые значения параметров; рассчитать максималь-

52

ный секундный расход воды, по которому определить диаметр водовода. Использовать таблицы гидравлического расчета Шевелева.

Требования к отчетным материалам: Краткое описание систем. Расчетные формулы со всеми обозначениями и значениями. Результаты расчета.

Практическое занятие 4. Водопроводные сети зданий, выбор

схем, трассировка и конструирование. Цель занятия: Научиться основам современных методов проектиро-

вания и расчета систем инженерного оборудования зданий, научиться ис-пользовать нормативные правовые документы в своей деятельности.

Задание на занятие: выбрать системы, схемы водопроводных сетей здания различного назначения (планы этажей выдаются преподавателем).

Порядок действий: - внимательно прочитать раздел СНиПа «Внутренний водопровод и

канализация зданий» [3] по водопроводным сетям, раздел учебного посо-бия, методические указания [1];

- описать системы, схемы, принципы трассировки, основные элемен-ты на сети;

- по выбранным системам и схеме системы водоснабжения нанести элементы сетей на план этажа здания и план подвала;

- выполнить конструирование системы внутреннего водоснабжения. Требования к отчетным материалам: предоставить план этажа,

план подвала, план участка с нанесенными элементами системы, водопро-водным вводом. Краткое описание системы.

Практическое занятие 5. Гидравлический расчет внутреннего

водопровода. Определение требуемого напора. Цель занятия: научиться основам современных методов проектиро-

вания и расчета систем инженерного оборудования зданий. Задание на занятие: сделать гидравлический расчет внутреннего во-

допровода; определить, какая схема системы водоснабжения будет в дан-ном здании (простая или с дополнительным оборудованием).

Порядок действий: - внимательно прочитать соответствующие разделы СНиПа «Внут-

ренний водопровод и канализация зданий» [3], раздел учебного пособия, методические указания [1];

- построить аксонометрическую схему системы водоснабжения зда-ния на основе плана этажа и подвала;

- разбить на расчетные участки, определить расчетное направление; - найти расчетный расход воды; - сделать гидравлический расчет внутреннего водопровода (найти

диаметры, потери напора); - результаты свести в таблицу; - определить требуемый напор, сравнить его с гарантированным

напором в городском водопроводе;

53

- сделать вывод о схеме системы водоснабжения – требуется ли по-высительное оборудование.

Требования к отчетным материалам: предоставить план этажа, план подвала, аксонометрическую схему холодного водопровода; расчет-ные данные, таблицу гидравлического расчета; расчетные данные по тре-буемому напору с выводами.

Практическое занятие 6. Мероприятия по снижению потерь во-

ды. Расчет и подбор счетчиков воды. Цель занятия: научиться применять знания законов об охране окру-

жающей среды, энергоресурсосбережению при проектировании систем во-доснабжения.

Задание на занятие: разработать мероприятия по снижению потерь воды в здании, квартире.

Порядок действий: - ознакомиться с некоторыми положениями законов об охране окру-

жающей среды, энергоресурсосбережению (лекционный материал), СНиПа «Внутренний водопровод и канализация зданий» [3];

- разработать мероприятия по снижению потерь воды (в квартире, в здании);

- рассчитать и подобрать счетчики воды (методические указания [1]; - показать их на аксонометрической схеме и плане подвала; - найти потери напора в счетчиках. Требования к отчетным материалам: предоставить список доку-

ментов, используемых в работе; перечислить мероприятия для снижения потерь воды; расчетные данные по подбору счетчиков (в подвале и в квар-тире); аксонометрическую схему и план подвала с указанием на них счет-чиков воды; потери напора.

Практическое занятие 7. Выбор систем и схем внутренней кана-

лизации. Трассировка и конструирование. Цель занятия: научиться основам современных методов проектиро-

вания и расчета систем инженерного оборудования зданий. Задание на занятие: запроектировать систему внутренней канализа-

ции Порядок действий: - выбрать системы канализации жилого здания; - на планах этажей нанести стояки, подводки к приборам; - на плане подвала и разрезе здания нанести стояки, выпуски, все не-

обходимые элементы внутренней канализации; - пользуясь лекционным материалом, учебным пособием, СНиПом

«Внутренний водопровод и канализация зданий» [3], методическими ука-заниями [1], назначить диаметры, уклоны на горизонтальных и вертикаль-ных участках сети;

- закончить схемы колодцем дворовой канализации. Требования к отчетным материалам: предоставить план этажа,

54

подвала, разрез здания (аксонометрическую схему) внутренней канализа-ции с нанесением всех основных элементов системы, указанием диамет-ров, уклонов. Сделать краткое описание системы.

Практическое занятие 8. Проектирование дворовой канализа-

ции. Цель занятия: Научиться основам современных методов проектиро-

вания и расчета систем инженерного оборудования зданий, научиться ис-пользовать нормативные правовые документы в своей деятельности.

Задание на занятие: Запроектировать дворовую канализационную сеть; построить профиль дворовой водоотводящей сети.

Порядок действий: - прочитать соответствующие разделы СНиПа «Канализация. Наружные сети и сооружения» [5], методических указаний [1]; - сделать план участка с нанесением всех сетей и колодцев; - разбить схему на расчетные участки; - найти расчетные расходы стоков на всех участках; - на основе расчетных расходов выполнить гидравлический расчет си-

стемы дворовой канализации (диаметры, скорости, уклоны, наполнение); - построить профиль дворовой канализации; - найти глубину заложения каждого колодца, отметки лотков; - результаты расчета занести в таблицу. Требования к отчетным материалам: предоставить план участка в

масштабе 1:500 с сетями, колодцами, расчетными данными; профиль дво-ровой канализации в масштабе 1:100, 1:500; таблицу с расчетными данны-ми по образцу, представленному в методических указаниях [1]. Сделать краткое описание системы.

Практическое занятие 9. Изучение, разработка схемы системы канализации поселения, определение расчетных расходов сточных вод.

Цель занятия: Научиться выбирать типовые схемные решения си-стем водоотведения населенных мест и городов, ознакомиться с основами расчета систем водоотведения.

Задание на занятие: Составить схемы системы канализации поселе-ния, определить расчетные расходы сточных вод.

Порядок действий: - прочитать соответствующие разделы СНиПа «Канализация.

Наружные сети и сооружения» [5]; - проанализировать план поселения; - рассмотреть различные варианты схем сетей водоотведения; - проанализировать исходные данные, выданные преподавателем,

расчетные формулы; - определить расчетный расход сточных вод от поселения. Требования к отчетным материалам: предоставить схемы системы

водоотведения поселения, описание схемы; расчетный расход сточных вод от поселения.

55

Список литературы, необходимый для выполнения практических занятий

1. Макотрина Л.В., Санитарно-техническое оборудование зданий. Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 290800 "Водоснабжение и водоотведе-ние" дневной и заочной формы обучения. - Иркутск, ИрГТУ, 2011. – 59 с.

2. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды цен-трализованных систем питьевого водоснабжения. Контроль каче-ства. СанПиН 2.1.4.1074-01 от 31 октября 2001 года N 3011.

3. СНиП 2.04.01.-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий /Госстрой России. – М.:ГУП ЦПП, 2000. – 60 с.

4. СНиП 2.04.02.-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения /Госстрой России. – М.:ГУП ЦПП, 1997. - 127 с.

5. СНиП 2.04.03-85*. Канализация. Наружные сети и сооружения /Госстрой России. – М.:ГУП ЦПП, 1998. - 72 с.

6.4. Краткое описание видов самостоятельной работы

Общий перечень видов самостоятельной работы п/п

Вид работ Количество часов

(семестр 4) Самостоятельная работа студентов (СРС)

1. Самостоятельное изучение разделов дисциплины 30 2. Рефераты 9 3. Подготовка к докладу по реферату 2 4. Подготовка к практическим занятиям 9 5. Самостоятельный контроль знаний (ответы на

контрольные вопросы) 4

Вид промежуточной аттестации (итоговый кон-троль по дисциплине)

зачет

Итого 54 Методические рекомендации для выполнения для каждого зада-

ния самостоятельной работы 1. Самостоятельное изучение разделов дисциплины Цель работы: изучить основные направления и перспективы разви-

тия систем водоснабжения и водоотведения, элементы этих систем, схемы, современное оборудование, методы проектирования систем.

Темы самостоятельного изучения разделов дисциплины, содержание заданий

п/п

Наименование тем Часы

1. Источники водоснабжения: поверхностные источники, подземные воды

2

56

2. Сооружения для забора подземных вод: скважины, шахтные колодцы, горизонтальные водоза-боры, лучевые водозаборы, каптаж источников

2

3. Современные методы очистки питьевой воды: осветление, физико-химические методы, обеззаражива-ние воды

2

4. Конструирование водопроводной сети зданий: прокладка водопроводной сети (открытая, скрытая), трассировка сети, размещение элементов системы в здании

2

5. Водонапорные баки, гидропневматические установки в системах внутреннего водопровода: устройство, условия применения

2

6. Применение современных материалов и технологий в системах водоснабжения зданий различного назначения: трубы пластиковые, металлопластиковые, медные, стальные с антикоррозионной изоляцией, чугунные

2

7. Арматура санитарно-техническая. Водосберегающая ар-матура: арматура запорная, водоразборная, предохранительная, регулировочная

2

8. Поливочные и специальные водопроводы 2 9. Теплообменники в системах централизованного горяче-

го водоснабжения зданий: емкостные, скоростные (трубчатые, пластинчатые)

2

10. Местные установки для приготовления горячей воды 2 11. Применение современных материалов и технологий в

системах водоотведения зданий различного назначения: канализационные трубы из различных материалов, спо-собы их соединения.

2

12. Способы переработки твердых бытовых отходов: сортировка, переработка, сжигание

2

13. Условия приема сточных вод в наружную водоотводя-щую сеть

2

14. Методы очистки сточных вод: механические, биохимические, физико-химические

2

15. Методы обеззараживания сточных вод: хлорирование, бактерицидное облучение, озонирование и др.

2

Итого часов 30 Основные рекомендации по выполнению заданий

57

Самостоятельное изучение разделов дисциплины «Водоснабжение и водоотведение с основами гидравлики» студент осуществляет по литера-турным источникам, указанным ниже, в соответствии с наименованием темы. Материал следует внимательно прочитать, кратко законспектиро-вать, зарисовать схемы и ответить на контрольные вопросы.

Требования к отчетным материалам и документам: предоста-вить краткий конспект, схемы, таблицы.

2. Рефераты Цель работы: научиться собирать и систематизировать информаци-

онные материалы; знать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по профилю деятельности; уметь логически верно, ар-гументировано и ясно строить письменную речь;

Общие методические указания Для подготовки реферата необходимо найти в библиотеке указанные

ниже материалы (журналы по специальности, учебные пособия, учебники, интернет-сайты). Внимательно изучить литературу, разобраться в описа-ниях, схемах, расчетах. Журналы следует просмотреть за последние пять лет. Если будет мало информации, то просмотреть еще несколько лет. В первую очередь следует просмотреть журналы, названия которых выделе-ны жирным шрифтом. Можно также пользоваться любой литературой, со-ответствующей теме доклада, в том числе материалами Интернета.

Реферат должен содержать: Оглавления разделов и подразделов; Цели и задачи решения указанной проблемы; Основной материал, примеры, схемы, выводы Список использованной литературы Примерная тематика рефератов

1. Состояние поверхностных источников водоснабжения. 2. Состояние подземных источников водоснабжения. 3. Сравнительная характеристика источников водоснабжения. 4. Современные технологии подготовки питьевой воды. 5. Нанотехнологии в подготовке питьевой и сточной воды. 6. Модернизация насосных станций. 7. Применение насосных установок в системах водоснабжения и во-

доотведения. 8. Современные технологии прокладки водопроводных сетей. 9. Особенности водоснабжения и водоотведения в зарубежных стра-

нах. 10. Особенности проектирования многоэтажных зданий. 11. Реконструкция внутреннего водопровода с целью снижения потерь

воды, тепловой и электрической энергии. 12. Современное оборудование для ремонта и прочистки санитарно-

технического оборудования. 13. Внедрение современного санитарно-технического оборудования

при строительстве зданий различного назначения.

58

14. Применение современных материалов для трубопроводов в систе-мах В и В.

15. Реконструкция систем горячего водоснабжения зданий (защита си-стем от коррозии и отложений, теплоизоляция, проблема выбора: центра-лизованные или децентрализованные системы теплоснабжения, экономи-ческие вопросы учета тепловой энергии).

16. Снижение потерь воды. Оценка нормативов водопотребления в жи-лых зданиях.

17. Современные технологии прокладки канализационных сетей. 18. Современные технологии очистки сточной воды. 19. Современные технологии переработки осадка сточных вод 20. Ливневая канализация поселений.

Оформление реферата Реферат должен быть оформлен на 12-15 листах белой бумаги фор-

мата А4 в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оформлению письменных работ: СТО ИрГТУ 005-2007. Система менеджмента качества: учебно-методическая деятельность. Общие требования к оформлению тек-стовых и графических работ студентов.

Реферат должен быть представлен преподавателю в сроки, назна-ченные при выдаче задания.

3. Подготовка к докладу по реферату Цель работы: Умение логически верно, аргументировано и ясно

строить устную речь. Доклад является кратким изложением написанного реферата. Доклад должен быть доложен преподавателю и студентам в четкой

форме, в соответствии с заданной темой, в назначенное время. Продолжительность доклада 10-15 мин.

4. Подготовка к практическим занятиям Подготовка к практическим занятиям осуществляется по тематике

практических занятий в соответствии с методическими указаниями по проведению практических занятий.

До занятий студент должен ознакомиться с темой занятия, проанали-зировать исходные данные, прочитать соответствующие разделы учебника, лекций, СНиПа, СаНПина.

Для практических занятиях студент должен приготовить справочную литературу (СНиП, справочники, таблицы), планы поселений, планы эта-жей, подвалов, планы участков зданий различного назначения, выполнен-ные на миллиметровке по заданию, выданному преподавателем; исходные данные для проектирования и расчета. Для успешной работы студент дол-жен приготовить на занятие ручку, карандаш, линейку, микрокалькулятор (или ПК).

Учебно-методическое обеспечение СРС Учебные пособия, имеющиеся в библиотеке

1. Алексеев М.И. и др. Городские инженерные сети и коллекторы. - Л.: Стройиздат, 2000.

59

2. Бухаркин Е.Н. и др. Инженерные сети. Оборудование зданий и соору-жений /Е.Н. Бухаркин, В.В. Кушнирюк и др.- М.: Высш. шк., 2008. – 414 с. 3. Кедров В.С. Санитарно-техническое оборудование зданий: учебник для вузов /В.С. Кедров, Е.Н.Ловцов. – М.:ООО «Бастет», 2008. – 480 с.

Список рекомендуемых журналов 1. Водоснабжение и санитарная техника, 2. Жилищно-коммунальное хозяйство, 3. Жилищное строительство, 4. Строительные материалы, 5. Известия вузов. Строительство, 6. Городское хозяйство и экология, 7. Строительные материалы, оборудование, технология 21 века, 8. Строительная техника и технологии.

7. Применяемые образовательные технологии При реализации данной программы применяются образовательные

технологии, описанные в табл. 2. Таблица 2 - Применяемые образовательные технологии

Технологии Виды занятий Лекции Практ./Сем. СРС

Слайд - материалы + + Видеофильмы + 8. Контрольно-измерительные материалы и оценочные средства для

текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

При изучении дисциплины студент должен выполнить следующие задания:

Изучить теоретический материал по предоставленным источни-кам (конспект лекций, основная литература, рекомендуемый список жур-налов, интернет);

Ответить на вопросы по каждой главе. Выбрать тему реферата, согласовать ее с преподавателем, подо-

брать материал к реферату по указанной литературе, написать реферат. Написать доклад (сообщение по реферату). Доложить его в письменной форме или на встрече с преподава-

телем. Пройти тестирование или ответить на общие контрольные во-

просы. Описание критериев оценки уровня освоения учебной программы. Студент получает зачет, если набрал 70-80 баллов по следующей

шкале: Количество баллов Максимальное Минимальное Выполнение заданий на практическое 30 20

60

занятие Самостоятельное изучение разделов дисциплины

30 20

Реферат 15 10 Доклад 5 5 Тесты или контрольные вопросы 20 15

Всего: 100 70 По контрольным вопросам: 20 баллов – все ответы верные 15 баллов – 70% верных ответов Тестирование – аналогично. Реферат: 15 баллов – реферат полностью отражает поставленную тему,

хорошо оформлен. 10 баллов - реферат полностью отражает поставленную тему,

плохо оформлен. Доклад: 5 баллов – написан четко, ясно, хорошие ответы на вопросы.

9. Контрольно измерительные материалы для итоговой аттеста-

ции по дисциплине

Контрольные вопросы 1. Схема системы водоснабжения поселения, основные элементы си-

стемы. 2. Характеристика источников водоснабжения (поверхностных, под-

земных). 3. Водозаборные сооружения для поверхностных вод. 4. Водозаборные сооружения для подземных вод. 5. Зоны санитарной охраны, мероприятия и границы. 6. Насосные станции. 7. Свойства воды. 8. Методы очистки питьевой воды. 9. Способы обеззараживания питьевой воды. 10. Схема очистки воды, сооружения для очистки воды. 11. Водопроводные сети, схемы сетей. 12. Арматура, сооружения на водопроводной сети. 13. Материалы трубопроводов сетей водоснабжения. Определение глу-

бины заложения водопроводных труб. 14. Системы и схемы водоснабжения зданий. 15. Элементы системы водоснабжения. 16. Вводы в здание. Водомерный узел, подбор счетчика воды. 17. Сеть, схемы сети. Требования к прокладке. 18. Противопожарные водопроводы.

61

19. Как строится аксонометрическая схема сети внутреннего водопрово-да?

20. Определение требуемого напора в сети водоснабжения здания. 21. Системы и схемы внутренней канализации. 22. Основные элементы, оборудование, арматура внутренней канализа-

ции. 23. Устройства для прочистки. Гидрозатворы. 24. Дворовая канализационная сеть. Привести пример 25. Способы удаления ТБО из квартир, зданий за пределы поселений. 26. Мусороудаление из зданий, мусоропроводы. 27. Способы переработки ТБО. 28. Водостоки зданий. Схемы водостоков. 29. Элементы системы водостоков. Открытые и закрытые выпуски. 30. Системы и схемы системы канализации поселения. 31. Устройство и оборудование канализационной сети. 32. Материалы труб, колодцы, другие сооружения на сети. 33. Методы и сооружения для очистки сточных вод. 34. Схема канализационных очистных сооружений.

10. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины Основная литература

1. Алексеев М.И. и др. Городские инженерные сети и коллекторы. - Л.: Стройиздат, 2000.

2. Бухаркин Е.Н. и др. Инженерные сети. Оборудование зданий и со-оружений /Е.Н. Бухаркин, В.В. Кушнирюк и др.- М.: Высш. шк., 2008. – 414 с.

3. Кедров В.С. Санитарно-техническое оборудование зданий: учебник для вузов /В.С. Кедров, Е.Н.Ловцов. – М.:ООО «Бастет», 2008. – 480 с. Дополнительная литература

4. Макотрина Л.В., Санитарно-техническое оборудование зданий. Ме-тодические указания для выполнения курсового проекта для студен-тов специальности 290800 "Водоснабжение и водоотведение" днев-ной и заочной формы обучения. - Иркутск, ИрГТУ, 2011. – 59 с.

Электронные образовательные ресурсы:

База данных (Кодекс) Интернет сайты: www.abok.ru, http: //library.istu.edu и другие. Поисковые системы: Yandex, Mail и др. Рекомендуемые специализированные программные средства

ПРОГРАММА AUTOCAD 5. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Видео техника для демонстрации учебных видео фильмов и сай-тов.

Методические рекомендации по организации изучения дисципли-ны.