Водопровод, иначе говоря, водопроводные сети представляют собой замкнутую систему, состоящую из множества элементов и сооружений, предназначенную для обеспечения помещений водой. При этом сам водопровод состоит как из наружных, так и из внутренних сетей. Что входит в наружные сети водопровода, а также характеристики и особенности эксплуатации составных частей будут раскрыты в данной статье.
Расходные материалы наружных сетей во многом совпадают с материалом внутренних, хотя и требуются в большем объёме. Трубопроводы являются ключевой составляющей наружных сетей. Материал современных трубопроводов представлен разнообразным ассортиментом, начиная с классической стали и заканчивая современными полипропиленовыми и полиэтиленовыми конструкциями. Для повышения давления в наружных сетях используются насосные станции, поскольку перекачка в трубах осуществляется под требуемым давлением от источника к потребителям.
Также на линии трубопроводов размещаются запорная арматура и смотровые колодцы. Большинство современных систем использует в наружных сетях станции водоподготовки. Подобные станции осуществляют дополнительную очистку воды, повышая её качество и делая её пригодной для питья. В состав наружных сетей могут входить водозаборные и водоприемные сооружения. Первые требуются для забора воды из источника, вторые – для хранения воды.
Предназначение наружных сетей различно. Наиболее распространенное предназначение – передача питьевой воды, то есть хозяйственно-бытовое. Также существует и наружный , предназначенный исключительно для тушения воды. Производственно-технологические наружные сети предназначены для перекачки не питьевой воды для технологических нужд. Оросительно-поливочные системы нужны для сельскохозяйственных нужд, ухода за декоративными растениями. Существуют также и комбинированные системы, совмещающие в себе несколько из вышеназванных предназначений.
Что потребуется перед началом работ?
На стадии проектирования необходимо учитывать множество норм в соответствии с нормами водопровод – гост и со стандартами СНиП, связанными с водопроводом. Существует норма отдельных расстояний между деталями наружных сетей водопровода и элементами ландшафта. Например, расстояние от канализации до водопровода должно составлять не менее метра, а расстояние от труб водопровода/канализации до границы проезжей части – не менее двух метров.
Помимо разрешения и проекта потребуется получение актов от технадзора на соответствие требованиям проведения земляных и скрытых работ.
Помимо этого важно соблюдать соответствие качества расходных материалов существующим стандартам. Только использование качественных материалов способно обеспечить бесперебойную работу наружных сетей водопровода.
Начальный этап установки внешних сетей водопровода
После того как задание на проектирование водопровода составлено и проведены все предварительные операции, начинается строительство сетей водопровода на запланированном участке. Первым делом проводятся земляные работы, заключающиеся в рытье траншей для трубопровода. Далее дно траншей засыпается кварцевым песком, что обеспечит безопасное расположение труб трубопровода. На третьей стадии монтируются трубы трубопровода.
Траншея роется от источника воды на 50 сантиметров ниже глубины промерзания . А при рытье самих траншей должен учитываться уклон наружного водопровода, который должен составлять не более трёх сантиметров на каждый метр участка.
Существует несколько способов, которым может быть осуществлена прокладка водопровода и канализации — наземная и подземная. Надземная проводится по эстакадам и опорам, а подземная бывает траншейной и бестраншейной. Траншейная подземная система прокладки может отличаться использованием спецтехники или быть выполнена вручную. Бестраншейная подземная прокладка устанавливается только с помощью установок ГНБ (горизонтально направленное бурение). В случаях, когда траншейным способом установить трубопровод не удаётся, на отдельных участках наружные сети монтируются с использованием установок ГПН и методом прокола пласта.
Поэтому в последнее время помимо траншейного способа используется и бестраншейный способ, включающий в себя прокладку футляров. Можно обозначит следующие плюсы в бестраншейной прокладке: экономически менее затратны, более автоматизированы, отличаются низкой себестоимостью, более безопасны для окружающей среды. Осуществляется подобного вида прокладка за счёт установки футляров под трубопровод. При этом диаметр футляра для водопровода обязан превышать диаметр самих труб.
Завершающий этап установки внешних сетей водопровода
Возвращаясь к этапам монтажа внешних сетей, следует отметить, что далее устанавливаются колодцы, запорная и регулирующая арматура, распределительные колонки, пожарные гидранты. Важно заметить, что кварцевый песок используется не только для создания основания для расположения труб в траншеях, но и для уплотнения труб в дальнейшем.
Для этого используется его послойная засыпка. Таким образом, устанавливается, что наружный пожарный водопровод, что все остальные наружные сети.
После того как основные наружные сети и сооружения водопровода установлены, происходят восстановительные работы участка монтажа, которые могут сопровождаться внесением на ландшафтный участок элементов благоустройства. Далее уже подписываются акты скрытых работ. А после подключения наружных сетей водопровода к сантехническим системам помещений, происходит окончательное оформление всей документации исполнительно-технического характера.
Испытание наружных сетей водопровода
После осуществления монтажа наружных сетей всегда проводится испытание водопровода на прочность и герметичность, чтобы убедиться в качестве выполненных работ и пригодности водопровода к использованию. При этом предварительное испытание проходит до установки запорных арматур и засыпки вырытых траншей. Однако окончательное испытание проводится только по завершении всех работ. Итак, расчет водопровода на прочность проводится путём его проверки внутренним давлением. Испытание считается успешно выполненным в том случае, когда не произошло ни разрыва труб, ни нарушения и протечки в местах стыковых соединений.
Дополнительная информация
Дополнительно требуется осветить несколько моментов. Имеется часто задаваемый вопрос «каким должно быть расстояние между вводами водопровода и канализации», иначе говоря между вводом и выводом. Как правило, ввод водопровода располагается либо левее, либо правее вывода канализации. Расстояние между ними должно составлять свыше полутора метров при диаметре ввода до 200 мм., и свыше трёх метров при диаметре более 200 мм.
Многие представители сектора частных домов регулярно сталкивались с письменными уведомлениями о несанкционированном подключении к водопроводу.
Следует осознавать, что штраф за несанкционированное подключение к водопроводу составляет свыше 25 тысяч рублей, и нарушителя отключают от сети.
Во избежание подобного рекомендуется использовать только легальные методы подключения. Для официального подключения к водопроводу требуется согласовать проектный план внешних сетей и получить разрешения от соответствующих инстанций, что было описано выше.
Также возникают вопросы, связанные с существующими схемами водоснабжения. Разводка бывает нескольких видов. Основные – это кольцевая и тупиковая. Кольцевая отличается бесперебойной подачей воды. При такой разводке требуется гораздо больше расходных материалов, чем при установке тупиковой разводки. Последняя снабжает небольшие предприятия, а также включается в случае аварий на кольцевой.
В целом это всё, что требуется знать о наружных сетях водопровода. В данной статье можно подробно ознакомиться не только с существующими особенностями установки наружных сетей, а также получить дополнительную информацию по актуальным на данный момент вопросам. В области прокладки внешних сетей водопровода наиболее интересными представляются новые способы бестраншейной прокладки. При их скорейшем внедрении и массовом применении возможна будет установка и ремонт водопровода без перекрытия дорог и повышенного захламления поверхности.
На чтение 4 мин.
Без наличия водопровода и канализации невозможно создание комфортных условий в жилище. Поэтому многие хозяева частных домов, не имеющие доступа к централизованным коммуникациям, вынуждены оборудовать автономные системы. Наружные сети водопровода и канализации проектируются согласно нормативным документам СП 31.13330.2012 и СП 32.13330.2012 соответственно.
Проектирование канализационных сетейОбщие положения
При проектировании система водоснабжения разрабатывается одновременно с водоотведением. При этом принятые решения должны опираться на строительные нормы и правила (СНиП). А само строительство может быть начато только после получения разрешений от контролирующих органов.
Санитарные требования к устройству сетей канализации и водостокам
Согласно нормативам, наружный водопровод и канализация в жилом доме должны прокладываться на глубине не менее 1,5 м. Это позволит сохранить работоспособность системы в любое время года и предотвратит ее промерзание.
Кроме того, чтобы не допустить загрязнения водопровода сточными водами, канализационную трубу следует прокладывать ниже. В этом случае при порыве канализационной трубы исключается подсос стоков в питьевую воду. По этой же причине категорически запрещается размещать обе трубы в одной траншее.
Предполагаемые источники водоснабжения
В качестве источника водоснабжения могут использоваться поверхностные или подземные воды. К первым относятся реки, озера и другие пресные водоемы. Подземные источники — это колодцы, абиссинские или артезианские скважины. Выбор зависит исключительно от наличия источников воды, их доступности и необходимых объемов.
Расчетные расходы воды и свободные напоры
Правильно спроектированная сеть водоснабжения должна обеспечивать достаточным количеством воды всех потребителей. Этот показатель зависит от числа жителей и степени благоустройства жилья. Для расчета расхода воды следует применять формулы, прописанные в нормативных документах.
Для определения свободного напора используется норматив: на одноэтажное здание необходимо не менее 10 м напора, а на каждый последующий этаж следует добавить еще 4 м.
Сооружения для забора подземных вод
В соответствии с требованиями СНиП для забора подземных вод необходима водозаборная скважина, диаметр которой для насоса с погружным электродвигателем принимается равным номинальному диаметру насоса. А при установке электродвигателя на поверхности земли — на 50 мм больше номинального диаметра насоса.
В зависимости от условий и установленного оборудования устье скважины располагается в наземном павильоне или подземной камере. Здесь же размещаются электрооборудование и контрольно-измерительные приборы.
Система очистки воды
Для получения воды питьевого качества следует предусматривать устройства очистки — фильтрации, осветления и обеззараживания. На рынке представлены автономные станции водоподготовки, которые используются для отдельного дома или коттеджа.
Предварительно необходимо сделать анализ воды из источника водоснабжения, чтобы определить его качественные показатели и требуемую степень очистки.
Инженерное оборудование систем водопровода
На сетях наружного водопровода устанавливается запорная арматура, фасонные части, регуляторы давления и расхода воды. Необходимое условие — вся арматура должна плавно открываться и закрываться и иметь сертификат соответствия. Кроме того, в случае необходимости проект может предусматривать установку пожарных гидрантов.
Для нормальной работы всей системы водоснабжения требуется следующее оборудование: водозабор, насосы, смесители, фильтры, установка обеззараживания. Этот перечень зависит от качества исходной воды и принятой схемы ее очистки.
Элементы канализационной сети
К основным элементам сети канализации относятся внешний и внутренний трубопровод, насосная станция, сооружения очистки стоков и выпуск в водоем.
Все элементы выполняют свою особую функцию и должны подходить друг к другу. Очистка сточной воды выполняется до приемлемого уровня, допускающего ее сброс в водоем. Чем больше водоем, тем менее строгие нормы очистки сточной воды, поскольку стоки в нем будут доочищаться естественным путем.
Этапы монтажа наружных сетей канализации и водоснабжения
Трубы монтируются в предварительно вырытые траншеи на уложенную подушку из песка и гравия. После монтажа проводится проверка напорного трубопровода на прочность и герметичность гидравлическим способом. Первый этап выполняется после засыпки грунта на половину диаметра трубы с открытыми для осмотра стыковыми соединениями. Второй этап проводится уже после полной засыпки трубопровода.Канализационные трубопроводы укладываются с уклоном, позволяющим обеспечить самотечный режим движения стоков. В среднем на 1 пог. м эта величина должна составлять 2-3 см. Недостаточный уклон может привести к появлению засоров и необходимости в прочистке трубы. По этой же причине любые ответвления сети должны присоединяться под тупым углом.
Для обслуживания наружных сетей водоснабжения и канализации над поворотами, задвижками или пожарными гидрантами предусматриваются смотровые колодцы.
Если проектирование системы водоснабжения и канализации вызывает сложности, то лучше доверить его специалистам. В результате проект будет соответствовать всем нормам и правилам, что снизит вероятность проблем при строительстве и эксплуатации.
Добавить сайт в закладки
При установке подобных систем ассенизационная машина будет не нужна.
Уж лучше накопить достаточную сумму, установить очистную станцию и больше не беспокоится ни об экологии, ни о запахе, ни о надежности работы системы по отводу отработанной воды.
Наружный трубопровод, подводящий к принимающим устройствам канализационные стоки
Собрав все стоки из кухни, ванной, прачечной, душа, бани, туалета по внутренней трубопроводной системе строения, их необходимо вывести через наружные сети канализации в приемные сооружения для очистки.
Для этого и монтируются наружные сети водоотведения.
Наружные сети канализации (водоотведения) на частных территориях выполняют в большинстве своем из пластиковых труб, рассчитанных по диаметру при выполнении проекта.
Для прокладки наружных сетей применяют специальные, предназначенные для наружных работ наиболее прочные трубные изделия, включая фитинг к ним. Такие трубы окрашиваются в оранжевый или желто-коричневый цвет. Другие цвета труб предназначены для внутренней прокладки сети водоотведения.
Особо прочными считаются полипропиленовые гофрированные трубы.
Трубопровод монтируют с уклоном к принимающей стоки системе в 2-3 градуса, начиная монтаж с нижней точки, то есть от выгребной ямы, септика или установки глубокой очистки сточных вод.
Для обслуживания трассы сети канализации в обязательном порядке предусматривают установку ревизионных колодцев на каждом ответвлении канализационной сети, а на прямых участках трубопровода колодцы делают с шагом 10-12 м.
Чтобы канализационные сети функционировали нормально, долгое время и не потребовалась срочная их переделка, требующая вскрытия грунта, все работы должны быть выполнены тщательным образом по грамотно разработанному проекту в соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП).
Номенклатура применяемых труб и вспомогательных элементов сети водопровода и канализации
Для магистральных сетей большого диаметра применяют стальные, чугунные, асбоцементные, керамические и железобетонные трубы.
Для локальных трубопроводов – стальные, чугунные, керамические и пластиковые.
В современном строительстве наибольшее распространение по соотношению цены и качества получили пластиковые системы транспортировки воды и стоков.
Преимущество их перед другими видами таковы:
- полное отсутствие такого параметра, как коррозия;
- хорошая устойчивость к агрессивной среде канализационных стоков;
- прочность труб и способность принимать на себя нагрузку грунта;
- беспрепятственное прохождение стоков из-за гладкой внутренней поверхности монтируемых труб;
- невысокая масса труб и легкий монтаж трубопроводной системы;
- большой ассортимент и разнообразие применяемых для производства труб полимеров.
Трубопроводы из поливинилхлорида (ПВХ)
Соединения таких труб выполняются с применением специального инструмента.
Такие соединения монтируют “в раструб” или с использованием специального клея “холодной сварки”.
Трубы из ПВХ жесткие, и при необходимости сделать поворот, отвод и другие операции применяют специальный фитинг – отводы и тройники.
Хорошо выдерживают нагрузку при закладке их в землю.
Кроме того, они достаточно демократичны по цене.
Трубопровод с применением труб из полипропилена
Полипропиленовые трубы выпускаются одно- и многослойные.
Однослойные трубы состоят из толстого слоя полипропилена.
Многослойные трубные изделия состоят из двух слоев полипропилена, а между ними расположен слой фольгированного алюминия.
Соединения при монтаже производится при помощи фитинга или методом сварки, специальными сварочными аппаратами для полимерных трубопроводов.
Полиэтиленовые трубы высокого (ПВД) и низкого давления (ПНД)
Эти трубы имеют очень низкую предельную температуру эксплуатации.
Выпускаются они по двум технологиям с применением высокого и низкого давления.
Полиэтиленовые трубы эластичны, транспортируются в бухтах. Такими трубами хорошо выполнять повороты трубопроводной сети.
Соединения их между собой выполняют при помощи фитинга и посредством сварных операций.
Особо прочные и термически устойчивые трубы из сшитого полиэтилена.
Пересечение наружных, подземных сетей водопровода и канализации
В случаях необходимости сделать пересечение сетей водоснабжения и канализации такие пересечения выполняются под прямым или близким к нему углом.
Стальные трубы водоснабжения прокладываются при пересечении с канализацией выше сети водоотвода на 0.4 м. При применении чугунных труб необходимо применить кожух из стали. Длина кожуха в ту и другую сторону от места пересечения составляет в глинистых, тяжелых грунтах не менее 5 м, а в песчаных и супесных грунтах – 10 метров.
Местные канализационные сети допускается монтировать выше сетей, осуществляющих водоснабжение зданий без кожуха, при расстоянии между стенками трубопроводов по вертикальной оси как минимум 0.5-0.7 м.
При параллельной прокладке сетей водоснабжения и канализации на одном уровне расстояние между стенками проложенных труб должно быть не менее 1.5 м при условном проходе трубопровода диаметром 200 мм включительно и не менее 3 м при условном проходе более 200 мм.
При монтаже водоснабжения, проходящего ниже труб водоотведения, вышеуказанные расстояния по горизонтальной оси увеличивают на разность отметок глубин проложенных сетей трубопроводов.
Наружная сеть водоснабжения – это часть общего водоснабжения здания, которая располагается снаружи. К наружным сетям водоснабжения относятся, например, насосные станции пожаротушения, резервуары противопожарного запаса воды
10 лет назад многим людям странным казался ответ, а сегодня странно выглядит вопрос. Мы все уже настолько привыкли к новым системам трубопроводов из пластмассы, хотя прошло так мало времени после начала их эксплуатации. Но научно-технический прогресс набирает все большее ускорение и внедрение новых технологий с применением новейших материалов уже не удивляет никого.
Сегодня имеется много информации по применению пластмассовых трубопроводов разных видов для внутренних инженерных систем, в том числе для систем канализации.
Но что могут предложить нам производители пластиковых труб для комплектации наружных трубопроводов? В настоящее время при сооружении наружных трубопроводов распространено применение полиэтилена ПЭ (для холодного водоснабжения) и поливинилхлорида ПВХ (для канализации).
До последнего времени применение полипропилена РР для систем наружной канализации было экономически нецелесообразно из-за большого расхода материала, т.к. основным требованием при применении пластмассовых труб для систем наружной канализации является необходимое значение кольцевой жесткости.
Главный недостаток пластмассовых труб по сравнению с металлическими и бетонными - их неспособность воспринимать большие горизонтальные нагрузки. Это очень ограничивало область применения пластмассовых трубопроводов, т.к. при безнапорной системе большое значение имеет уклон трубопровода, в результате чего на протяженных участках происходит большое "заглубление" трассы. Ко всему прочему, при прохождении трубопроводов через дороги и нагруженные участки необходимо прокладывать их в кожухах или специальных гильзах, что приводит к удорожанию работ, особенно при укладке трубопроводов в черте города. Раньше эту проблему решали путем увеличения толщины стенок труб, что вело к удорожанию материалов. Но за последние годы очень интересной является разработка системы трубопроводов из полипропилена с профилированной двойной стенкой.
Недавно на российском рынке появились подобные системы трубопроводов под маркой "POLYTRON К2-КАN". Трубы "POLYTRON К2-КАN" производятся путем непрерывной коэкструзивной штамповки. Этот процесс протекает следующим образом: две независимые одноулитковые системы формируют в плоскости полипропиленовый гранулат (двух разных цветов, но с одинаковыми свойствами), подающийся на головку, которая одновременно формирует их по общей оси, и таким образом моделируются две трубы. Внутренняя труба имеет гладкую стенку, а наружная труба – гофрированную стенку, сформированную специальным оттягивающим устройством. Обе эти трубы соединяются между собой в процессе формовки методом дожима, создавая в местах соединения двухслойную, хорошо проваренную стенку (соединение происходит на молекулярном уровне, обеспечивая монолитную конструкцию). Наружный слой трубы имеет оранжево-коричневый цвет, а внутренний - светло-серый.
Новым в конструкции является то, что, что наружная стенка имеет на верхушке низкого широкого ребра дополнительные усиления гребня, которые воспринимают сосредоточенные точечные нагрузки непосредственно на наружную стенку трубы, деформируя ее, но не допуская при этом деформации внутренней стенки. Благодаря такой конструкции стенки при небольшом весе трубы можно обеспечить ее большую периметрическую прочность (кольцевой жесткость равна SN = 8 kN/м2, что соответствует трубам тяжелого типа), что позволяет использовать эти трубы для прокладки в местах с повышенной нагрузкой. Т.е. применять для строительства канализационных сетей, уложенных на глубине от 0,8 м до 8 м на участках без нагрузок, а также под дорогами с максимальной динамической нагрузкой 11,5 тонн на ось транспортного средства. Необходимо, особенно при больших нагрузках, правильно производить работы по обсыпке трубопровода и правильного ее уплотнения, чтобы не появилась возможность чрезмерной деформации трубопровода.
В целом энергетические затраты и количество используемого сырья при производстве труб с профилированной стенкой примерно на 40-50 % меньше по сравнению с производством труб с гладкой стенкой, что значительно уменьшает их стоимость.
При производстве профилированных труб "POLYTRON К2-КАN" используют блочный сополимер полипропилена (PP-в). Полипропилен по сравнению с полиэтиленом более легкий, имеет большую прочность на растяжение, большую термическую устойчивость и не подвержен коррозии напряжений. Диапазон рабочих температур у полипропилена - от -20°С до +110°С, что допускает монтаж трубопроводов при отрицательных температурах и его эксплуатацию при повышенных положительных температурах. К тому же полипропилен характеризуется большей ударной стойкостью по сравнению с полиэтиленом и ПВХ, поэтому трубы значительно "легче" переносят трудные условия транспортировки и монтажа. При отрицательных температурах материалы из ПВХ становятся очень хрупкими, в результате чего появляется большой процент брака из-за сколов на изделиях. Микротрещины, которые появляются при хранении и монтаже, в процессе эксплуатации трубопроводов способствуют инфильтрации транспортируемой жидкости. Еще одно положительное качество полипропилена - этот материал, так же как и полиэтилен, характеризуется большей устойчивостью на истираемость среди материалов, применяемых для производства канализационных труб (бетон, чугун). Это очень важно, т.к. канализационные стоки содержат большой процент взвешенных твердых частиц.
Полипропилен очень легкий материал, благодаря чему монтаж ведется быстро, без применения тяжелого оборудования. А расчетный срок службы трубопроводов "POLYTRON К2-КАN" составляет около 100 лет. Полипропилен имеет большую химическую стойкость, что позволяет применять трубы РР не только для строительства сетей санитарно-технического, промышленного, ливневого и общего назначения, а так же для промышленных трубопроводов, которые могут укладываться в грунтах, загрязненных химическими веществами (например свалки, хранилища промышленных отходов, при разработке нефтяных и газовых месторождений).
Т.е. полипропилен - это материал, совокупные свойства которого обеспечивают лучшие качества канализационных труб, что объясняет динамичный рост применения полипропилена для производства систем канализации. Трубы "POLYTRON К2-КАN" примерно в 3 раза легче, чем трубы из ПВХ или ПЭ с гладкой стенкой, в 15 раз легче, чем керамические, и в 20 раз легче бетонных. Поэтому монтаж систем "POLYTRON К2-КАN" предполагает экономию трудоемкости работ примерно на 20-30% по сравнению с аналогичными системами из других материалов. Еще одно преимущество труб "POLYTRON К2-КАN": они имеют номинальный размер (DN), который фактически является внутренним диаметром трубы (DN=ID). Это означает, что указанный производителем номинальный размер является размером трубопровода "в свету" и позволяет проектировщикам применять его для гидравлических расчетов. Обычно в подобных системах номинальный размер является наружным диаметром (DN=OD), что при одинаковом размере труб фактически уменьшает ее проходное сечение. Т.е. трубы "POLYTRON К2-КАN" при одинаковом диаметре имеют значительно большее внутреннее сечение по сравнению с аналогичными трубами.
Коэффициент шероховатости стенок при прокладке наружных систем безнапорной канализации является одним из основных показателей, т.к. он позволяет прокладывать трубопроводы с меньшим уклоном, соблюдая минимальную скорость самоочищения. Относительная величина коэффициента шероховатости труб "POLYTRON К2-КАN" к=0,00011 мм.
Можно утверждать, что при таких гладких стенках уклоны будут минимальные. Этому также способствует система раструбных фасонных деталей, обладающих минимальным
МВД РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ
Л Е К Ц И Я
ИРКУТСК-2007
МВД РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ МИНИСТЕРСТВА ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» (ФГОУ ВПО ВСИ МВД РОССИИ)
УТВЕРЖДАЮ Начальник кафедры канд. техн. наук, доцент
полковник внутренней службы
А.В. Малыхин «____» ______________ 2007 г.
ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ
Л Е К Ц И Я
высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность
Тема 4. Обеспечение надежности работы систем противопожарного водоснабжения
ЛЕКЦИЯ 4. « ВОДОВОДЫ И НАРУЖНАЯ ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ»
Иркутск-2007
Противопожарное водоснабжение: лекция «Водоводы и наружная водопроводная сеть» высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность. – Иркутск: ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007 – 18 с.
Подготовлена А.Ю. Кочкиным, кандидатом технических наук, старшим преподавателем кафедры пожарной техники, автоматики и связи
Обсуждена на заседании ПМС «____» ноября 2007 г. Протокол № ___
© ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007
ЦЕЛЬ: Изучить назначение, виды устройство и работу водоводов и наружной водопроводной сети
В результате занятия курсанты должны:
Знать: устройство водоводов, способы резервирования водоводов, оборудование, которое устанавливается на системах водоснабжения для обеспечения надежности работы, а также приспособления для забора воды на нужды пожаротушения. Размещение пожарных гидрантов в колодцах. Нормативные требования к установке гидрантов на водопроводных сетях.
Уметь: Проводить обследование пожарных гидрантов, а проверять их на работоспособность.
Иметь представление: об устройстве запорной и регулирующей арматуры, которая располагается на водопроводной сети.
Воспитательная цель: воспитывать у курсантов стремление к получению новых знаний для применения их в практической работе ГПС. Приобретения навыков ведения конспектов. Соблюдение воинских требований на занятиях.
Время: 2 часа.
Методическое обеспечение:
1. Доска, мел;
2. Плакаты;
3. Кодоскоп, слайды;
4. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
Рассматриваемые вопросы:
1. Устройство водоводов и водопроводной сети;
2. Арматура водопроводной сети;
3. Пожарные гидранты и колонки;
4. Противопожарные требования к установке пожарных гидрантов;
5. Требования к устройству наружной водопроводной сети.
Вопрос первый. Устройство водоводов и водопроводной сети
Наружная водопроводная сеть является одним из важнейших элементов системы водоснабжения, которая состоит из водоводов и водопроводной сети.
Водоводы прокладываются между насосными станциями и водопроводной сетью, предназначены для подачи в нее воды.
Водопроводная сеть представляет систему линий, разводящих воду по территории населенного пункта или промышленного объекта, является конечным звеном на пути движения воды от источника к потребителю.
Обеспечение надежной работы водоводов, осуществляющих подачу воды от источника к потребителю, является важной задачей. Отказ водоводов при одном водопитателе может вызвать отказ всей системы водоснабжения. Наиболее часто для повышения надежности работы водоводов применяют резервирование. Оно может проводиться двумя способами: без перемычек и с перемычками (рисунок 1).
Рисунок 1 – Движение воды по водоводам и в перемычках:
а – водоводы в исправном состоянии; б – при выходе из строя одного из участков водоводов
В первом случае система водоводов состоит из нескольких параллельно проложенных линий без перемычек. Такая прокладка водоводов используется только для водоводов относительно малой протяженности, когда линии водоводов прокладываются на значительном расстоянии друг от друга.
Использование второго способа прокладки водоводов с применением перемычек значительно повышает надежность систем водоснабжения. При устройстве перемычек в каждом узле примыкания водоводов необходимо устанавливать по 3 задвижки, таким образом, на каждую перемычку
необходимо устанавливать 6 задвижек. Это позволяет отключать при аварии только один поврежденный участок, не приостанавливая подачу воды.
На рисунке 1б показано движение воды по водоводам и в перемычках при выходе из строя одного участка водовода, для отключения которого требуется закрыть две задвижки первую и вторую.
Трассировка водопроводной сети должна, с одной стороны, обеспечивать достаточную надежность, с другой стороны, быть экономичной.
Разветвленная (тупиковая) сеть (рисунок 2а) имеет меньшую стоимость, чем кольцевая (рисунок 2б). Однако, от каждого узла тупиковой сети до точки подачи воды есть только один путь. Для надежности работы необходимо иметь не менее двух таких путей. Этому требованию удовлетворяет кольцевая сеть. Структура кольцевой сети обладает высокой степенью резервирования путей подачи воды и, следовательно, высокими показателями надежности. Кроме того, кольцевая водопроводная сеть при тех же диаметрах труб, по сравнению с тупиковой имеет значительно большую водоотдачу, примерно в 2 раза.
Рисунок 2 – Трассировка распределительной водопроводной сети: а – тупиковая; б – кольцевая
Под термином « надежность» принято понимать свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов.
Надежность обеспечения водой отдельных потребителей в значительной степени зависит от места их расположения на территории объекта или населенного пункта. Чем дальше находится потребитель от точки подачи воды в сеть, тем ниже надежность его водообеспечения.
СНиП 2.04.02-84* устанавливает допустимые пределы снижения общей подачи воды при возникновении аварии и наименьшую величину давления в сети в критической точке при аварийной ситуации. Нарушение этих пределов является отказом системы водоснабжения. В сетях с одним источником
питания критические (диктующие) точки обычно оказываются расположенными в наиболее удаленных и наиболее высокорасположенных пунктах. Выбор критических точек должен быть приведен с учетом возможности питания всей сети от источника, а также питание ее одновременно от источника и от регулирующей емкости (водонапорной башни). При наличии нескольких источников питания надежность водообеспечения улучшается.
Тупиковые линии водопроводов допускается применять:
- для подачи воды на производственные нужды – при допустимости перерыва в водоснабжении на время ликвидации аварии;
- для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды – при диаметре труб не более 100 мм;
- для подачи воды на противопожарные или на хозяйственнопротивопожарные нужды независимо от расхода воды на пожаротушение – при длине линий не более 200 м;
- в населенных пунктах с числом жителей до 5000 человек и расходом воды на наружное пожаротушение до 10 л × с-1 или при количестве внутренних пожарных кранов в здании до 12 допускаются тупиковые линии длиной более 200 м при условии устройства противопожарных
резервуаров или водоемов, водонапорной башни или контррезервуара в конце тупика.
Трубы должны быть проложены на глубине, обеспечивающей незамерзаемость воды в зимних условиях, исключающей возможность нагревание ее летом и предупреждающей повреждение труб под нагрузками от движущегося транспорта. Для обеспечения незамерзаемости глубина укладки труб Zтр (считая до дна траншеи) должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины Zр проникания в грунт нулевой температуры, т.е.:
Zтр = Zр + 0,5, м (1)
Расчетную глубину проникания в грунт нулевой температуры следует устанавливать на основании многолетних наблюдений.
Вывод по вопросу. Таким образом, от правильности устройства, а также метода резервирования водоводов и водопроводной сети зависит обеспеченность водой населенных пунктов и промышленных предприятий.
Вопрос второй. Арматура водопроводной сети
На водопроводных сетях устанавливается следующая арматура:
- запорно-регулирующая (вентили, краны, задвижки, затворы);
- предохранительная (предохранительные, обратные и редукционные клапаны, вантузы, выпуски);
- водозаборная (водоразборные колонки, краны и пожарные гидранты).
Запорная и регулирующая арматура. Задвижки и вентили (рисунок 3)
предназначаются для отключения отдельных участков сети при аварии, ремонте, а также при регулировании расходов. Задвижки с ручным приводом
устанавливаются на трубопроводах диаметром до 300 мм, с электроприводом – на трубопроводах диаметром 300 мм и более.
Рисунок 3 – Задвижка
Защитная арматура. Вантузы служат для автоматического впуска и выпуска воздуха из трубопроводов. Они устанавливаются на трубопроводах диаметром 400 мм и более, на возвышенных точках на расстоянии 250…2500 м друг от друга. Если воздух не будет удален из трубопровода, то образуются воздушные подушки, уменьшающие площадь живого сечения трубопровода.
Вантуз (рисунок 4) состоит из чугунного корпуса 1, в котором располагается стальной полый шар 2 с вертикальным стальным штоком, корпус закрыт крышкой 3. Выделяющийся из воды воздух скапливается в верхней части вантуза. Под давлением воздуха уровень воды опускается вместе с шаром, который открывает при этом соединенный с ним клапан 4, вследствие чего воздух выходит наружу. После этого вода, заполняющая вантуз, поднимает шар и закрывает клапан.
Рисунок 4 – Вантуз: а – разрез; б – вид с боку; 1 – корпус; 2 – шар; 3 – крышка; 4 – клапан
Подобные же вантузы могут использоваться и для впуска воздуха в водовод при образовании в нем пониженных давлений или разрыва сплошности потока при гидравлических ударах.
Обратные клапаны (рисунок 5) предназначены для пропуска воды только в одном направлении. Они устанавливаются на напорных линиях, после центробежных насосов, на линиях для отключения водонапорных башен и в ряде других случаев.
Рисунок 5 – Обратный клапан
Предохранительные клапаны служат для предотвращения повышения давления в трубах сверх допустимого при возникновении гидравлического удара в водопроводах и водоводах в результате остановки насосов или быстрого закрытия задвижек в сети.
Рисунок 6 – Устройство пружинного предохранительного клапана 1 – патрубок; 2 – шток; 3 – пружина; 4 – клапан; 5 – соединительный фланец
Предохранительные клапаны могут быть пружинными или рычажными (рисунок 6). Принцип работы пружинного предохранительного клапана
заключается в следующем: под действием повышенного давления в клапане преодолевается усилие пружины, и вода через трубу выбрасывается наружу. Арматура наружной водопроводной сети размещается в специальных колодцах. Водопроводные колодцы могут быть железобетонные, бетонные, кирпичные, из бутового камня. Колодцы диаметром до 2 м выполняют круглой формы, больших размеров – прямоугольной формы.
В случаях расположения грунтовых вод выше дна колодца следует предусматривать гидроизоляцию дна и стен колодца на 0,5 м выше уровня грунтовых вод. При расположении колодцев на проезжей части, люки колодца должны располагаться на уровне с дорожным покрытием. Для предотвращения замерзания пожарных гидрантов, колодцы (при соответствующем обосновании) утепляют.
Вывод по вопросу. На водопроводной сети устанавливается различное оборудование, которое предназначено для предохранения трубопроводов, перекрытия на ремонтные участки, регулирования расхода, а также отбора воды на пожаротушение.
Вопрос третий. Пожарные гидранты и колонки
Пожарные гидранты предназначены для отбора воды на пожаротушение из систем наружного водоснабжения.
Пожарные гидранты выполняют наземными и подземными.
Наибольшее распространение в нашей стране получил подземный гидрант московского типа (рисунок 7), изобретателем которого является русский инженер Н.П. Зимин.
Гидрант устанавливается на фланец пожарной подставки 2 наружной водопроводной сети. Высота чугунной колонки гидранта 1 может быть от 0,75 до 2,5 м. Гидрант закрыт крышкой 3. Для пользования гидрантом открывается люк колодца, затем крышка гидранта и на его верхний конец с резьбой навинчивают пожарную колонку (рисунок 9).
Квадратная головка стержня колонки войдет в торцовый ключ 6 гидранта. Вращение рукоятки колонки через стержень передается стержню 8 гидранта. Винтовая нарезка, имеющаяся на стержне 8 гидранта, входит в медную гайку 9 и заставляет стержень передвигаться в вертикальном направлении для открывания и закрывания связанного с ним пустотелого шарового клапана 10. Стержень 8 жестко связан с разгрузочным клапаном 11 шарового клапана. При движении стержня 8 вниз откроется разгрузочный клапан. Через открывшееся в шаре отверстие начнет поступать вода сначала в шар, а затем через отверстие 13 внутрь стояка гидранта. Когда давление над шаровым клапаном будет равно давлению водопроводной сети, шаровой клапан под давлением силы тяжести откроется. В нижней части гидранта имеется отверстие 14, через которое выпускается вода из колонки и стояка гидранта после его закрытия, что исключает замерзание воды зимой. Во время открывания гидранта отверстие автоматически закрывается специальным ползунком 15, жестко скрепленным со стержнем.
