Основные элементы систем водоснабжения

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

"Водоснабжение. Водопроводные сети"

для направления 08.03.01 "Строительство"

профиль " Водоснабжение и водоотведение"

Макеевка 2016

УДК 628.1/.3.196

УДК 504:33

Конспект лекций по дисциплине «Водоснабжение. Водопроводные сети» для студентов направления подготовки 08.04.01 «Строительство» программа подготовки «Современные методы очистки природных и сточных вод» всех форм обучения. / Сост., В.С. Рожков – Макеевка: ДонНАСА, 2017. – 72 с.

Целью курса является формирование знания у будущего специалиста, позволяющие обоснованно и на должном научно-практическом уровне решать задачи функционирования систем подачи-распределения воды.

Составители:	доц., к.т.н. В.С. Рожков






Рецензенты:	доц., к.т.н. А.В. Жибоедов

Ответственный за выпуск	доц., к.т.н. В.С. Рожков

В в едение

По данным ВОЗ, в настоящее время в мире 3/4 болезней прямо или косвенно связаны с потреблением воды плохого качества. Следовательно, одна из основных задач экологии является - потребление населением воды хорошего качества. Очистку воды до требуемого качества осуществляют на специальных водоочистных станциях. Проблема получения питьевой воды высокого качества во многом облегчается при заборе исходной воды из незагрязненных водоёмов. Поэтому сокращение сброса загрязнений в водоем наряду с обще экологической проблемой ставит проблему здоровья нации.

Следует признать, что в водоемы загрязняются не только сточными водами, но и при использовании удобрений и гербицидов в сельском хозяйстве, из загрязненной атмосферы промышленных регионов, при авариях на промышленных предприятиях, судах (особенно танкерах) и т.д.

На удовлетворение физиологических потребностей человека достаточно 2-3 л/сутки воды, а с учетом минимальных потребностей человека - до 10 л/сутки. Поэтому один из путей решения проблемы снабжения населения экологически чистой водой - продажа бутылированой воды через торговую сеть или устройство специальных пунктов распространения такой воды.

В Украине, с учетом потребностей промышленности, на одного жителя приходится 2 м³/сутки воды. Имеется тенденция к росту водопотребления. В тоже время Украина имеет относительно скудные запасы пресной воды. Кроме этого многие водоемы деградируют и теряют значение кик источники питьевой воды. Поэтому только в Донецкой области дефицит питьевой воды составляет 200 000 м³ в сутки.

Системы водоснабжения.

Водоснабжение - это комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений предназначенных для забора, очистки, и транспортировки потребителям воды заданного качества в требуемых количествах и напором.

Источники водоснабжения.

* Источник водоснабжения во многом определяет всю схему водопровода. Он должен удовлетворять следующим требованиям:

* обеспечить необходимый расход воды даже с учетом перспективы;

* обеспечивать бесперебойность подачи воды;

* затраты на очистку воды должны быть сведены к минимуму;

* минимальные затраты на транспортировку воды потребителям;

* мощность источника должна быть такой, чтобы при заборе воды не нарушалось экологическое равновесие.

Различают две группы источников водоснабжения:

* поверхностные (реки, озера, водохранилища, пруды, моря);

* подземные (грунтовые, подземные, артезианские воды, родники).

Окончательный выбор источника водоснабжения зависит от качества воды, мощности источника, удаленности от объекта - потребителя воды, стоимости перекачки и очистки воды. В настоящее время необходимо учитывать влияние хозяйственной деятельности человека на источник водоснабжения: внесение в почву удобрений, ядохимикатов, наличие тяжелых металлов, воздействие мощных промышленных потребителей воды и так далее.

Часто водопроводная сеть города питается от нескольких источников водоснабжения. В настоящее время необходимо предусматривать альтернативные источники снабжения населения питьевой водой на случай крупной аварии на водопроводе. Например, доставка цистернами, продажа через торговую сеть бутыллированной воды.

Нормы водопотребления.

Норма водопотребления - количество воды забираемое потребителем за единицу времени.

Удельное водопотребление - расход воды на единицу продукции, площади, технологическую операцию.

Емкостей.

Насосная станция второго подъема за сутки должна подать объем воды равный суточному водопотреблению городом. Но наложив графики подачи воды и ее потребления видно, что в некоторые часы суток, например час 6 , подача воды насосной станцией второго подъема больше чем водопотребление городом. Избыток воды поступает в бак водонапорной башни.

4.5. График водопотребления и подачи воды насосной станцией второго подъема.

В других случаях, например час 9, город потребляет больше воды чем подает насосная станция второго подъема. Недостаток воды восполняется из бака водонапорной башни.

Аналогичная картина наблюдается при наложении графиков работы насосных станций первого и второго подъемов (рис. 4.6.). Избыток воды, при работе насосной станции второго подъема на первой ступени, накапливается в резервуаре чистой воды и из резервуара восполняется на второй.

Рис. 4.5. График совместной работы насосных станций первого и второго подъемов.

В таблице 4.1. приведен расчет регулируемых объемов бака водонапорной башни и резервуаров чистой воды (РЧВ).

Регулируемый объем бака водонапорной башни (W_рег) определяется как сумма по модулю наибольшего положительного и отрицательного числа в столбце 6 таблицы №4.1.

Таблица 4.2.

Часысуток	Водопотр. Городом%	ПодачаНС-2,%	Поступ.в бак, %	Расход из бака%	Ост. в баке,%	ПодачаНС-1,%	Поступ.в РЧВ,%	Расход из РЧВ,%	Ост. В РЧВ,%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	3.4	3.2	0.2		0.2	4.15	0.95		0.95
2	3.3	3.2	0.1		0.3	4.15	0.95		1.9
3	3.3	3.2	0.1		0.4	4.15	0.95		2.85
4	3.3	3.2	0.1		0.5	4.15	0.95		3.8
5	3.3	3.2	0.1		0.6	4.17	0.97		4.77
6	3.8	3.3	0.5		1.1	4.17	0.87		5.64
7	4.1	4.6		-0.5	0.6	4.17		-0.43	5.21
8	3.6	3.3	0.3		0.9	4.17	0.87		6.08
9	4.8	4.7	0.1		1	4.17		-0.53	5.55
10	4.6	4.7		-0.1	0.9	4.17		-0.53	5.02
11	4.5	4.7		-0.2	0.7	4.17		-0.53	4.49
12	4.3	4.5		-0.2	0.5	4.17		-0.33	4.16
13	4.3	4.5		-0.2	0.3	4.17		-0.33	3.83
14	4.2	4.5		-0.3	0	4.17		-0.33	3.5
15	4.4	4.5		-0.1	-0.1	4.17		-0.33	3.17
16	4.3	4.4		-0.1	-0.2	4.17		-0.23	2.94
17	4.4	4.4	0		-0.2	4.17		-0.23	2.71
18	5	4.5	0.5		0.3	4.17		-0.33	2.38
19	5.1	4.7	0.4		0.7	4.17		-0.53	1.85
20	4.6	4.6	0		0.7	4.17		-0.43	1.42
21	4.6	4.6	0		0.7	4.17		-0.43	0.99
22	4.5	4.6		-0.1	0.6	4.17		-0.43	0.56
23	4.2	4.5		-0.3	0.3	4.17		-0.33	0.23
24	4.1	4.4		-0.3	0	4.17		-0.23	0
	100	100	2.4	-2.4		100	6.51	-6.51

Полный объем бака водонапорной башни ( W_полн) определяется как сумма регулируемого объема и неприкосновенного противопожарного запаса воды ( W_{пож. Б.})

W_полн. = W_рег. + W_{пож. б.}

Где: W_пож.б. - десятиминутный противопожарный запас воды рассчитанный на один внутренний и один наружный пожары.

W_{пож. б.} = 0,6( q _{п. н.}+ q_{п. в.}), м³.

Где: q_{п. н} и q_{п. в}_.- нормы водопотребления на один внутренний и один наружный пожары, л/с.

Полный объем резервуара чистой воды (РЧВ) определяется как сумма регулируемого (W_{рег. РЧВ}), противопожарного (W _{пож. РЧВ.}) и технологического объемов ( W _техн), м³ .

W _РЧВ = W _{рег. РЧВ} + W _{пож. РЧВ}+ W _техн., м³ .

Регулируемый объем РЧВ определяется аналогично как и регулируемый объем бака башни по столбцу 10 таблицы 4.1.

W_{пож. РЧВ} = 3Q_пож+ SQ_max - 3Q_нс-1, м³

Где:SQ_max - максимальное водопотребление за три часа подряд (например, часы 9, 10, 11 на рис. 4.1.).

Q _нс-1 - часовая производительность насосной станции первого подъема.

3Q_пож - трехчасовой противопожарный запас, м³.

Например: при двух пожарах в городе с расходом 35 л/с на каждый противопожарный запас воды составит:

3Q _пож = 3 * 35 * 2 * 60 * 60 /1000 = 756 м³.

W_техн - расход воды на технологические нужды фильтровальной станции. Принимается равным 1 - 2 % от суточной производительности водопровода.

Предварительное потокораспределение воды.

Для каждой водопроводной сети может быть намечено неограниченное количество вариантов распределения расходов воды по ее участкам с удовлетворением условия баланса расходов в узлах (SQ=0). Но одним из важнейших критериев рациональности распределения расходов является надежности сети.

Под надежностью в данном случае понимается взаимозаменяемость соответствующих параллельно включенных участков водопроводной сети.

С этой целью при назначении начального потокораспределения общий расход воды, подаваемый в сеть, должен быть по возможности равномерно распределен между параллельными участками.

Соединительные линии между магистралями (“перемычки”) интенсивно работают лишь при аварии на основных участках. Они перебрасывают воду из одних транзитных магистралей на другие в обход поврежденного участка, т.е. сеть должна быть проверена на выполнение требований по подаче воды в период аварии. Диаметры трубопроводов сети должны быть определены с учетом схем как нормального так аварийного распределение потоков. При этом допускается снижение расходов воды согласно действующих норм.

Рассмотрим следующие случаи:

а) Однокольцевая сеть (один из примеров потокораспределения). В данном случае участки 1-2, 1-4 и 2-3, 4-3 выполняют одинаковую функцию.

Рис.6.4.Схема потокораспределения в однокольцевой водопроводной сети

Точка 3 называется нулевой точкой или точкой схода (точка, где сходятся потоки воды). Этот узел снабжается водой по двум линиям 2-3; 4-3. Принимаем расход воды идущий по этим линиям трубопроводов равным по 10л/с, исходя из следующего условия: сумма путевых расходов в трубопроводах, питающих нулевую точку должна быть равной узловому расходу в ней..

Узел 2 снабжается по линии 1-2. Расход воды, протекающий по линии 1-2, будет равен узловому в точке 2 и транзитному расходу, равный расходу на последующей линии 2-3. Обязательно соблюдаться условие: сумма расходов воды подводящейся к узлу и отводящейся от него должны быть равны. Условно можно принять расход воды входящей в узел со знаком “+” , а выходящей - со знаком “-”. Тогда справедливо следующее равенство.

Второе условие: расход воды, подаваемый от насосной станции второго подъема, должен быть равен сумме узловых расходов.

Б) Многокольцевая сеть .

Принципиальное назначения транзитных расходов те же, что и для однокольцевой сети, однако, нулевых точек может быть несколько. При назначении расчетных расходов необходимо, чтобы линии трубопроводов, имеющих одинаковое назначение (например, магистральные участки 2-5, 3-6, 7-8, 11-12, а также другие перемычки или магистрали), имели одинаковую нагрузку и при аварии одной из них, оставшиеся рабочие линии обеспечивали 70% производительности сети.

Аналогично производится потокораспределение в водопроводной сети с водонапорной башней в начале сети.

В) Многокольцевая сеть с контррезервуаром

Расчет выполняется аналогично. Однако в час наибольшего водопотребления из башни идет дополнительный расход воды в сеть.

Рис.6.5. Пример потокораспределения многокольцевой водопроводной сети (безбашенная схема).

Потокораспределение в час максимального транзита производят следующим образом:

-определяют коэффициент уменьшения расхода

Ктр=

Q_max- максимальный часовой расход.

Q_тр- транзитный часовой расход.

- определяют узловые расходы:

Q_{узл.тр.i}=К_тр.*Q_{узл.max. i}

Q _{узл.тр.i}- узловой расход в час максимального транзита.

Q _узл.max.i- узловой расход в час максимального водопотребления.

- в узловых расходах не учитывается сосредоточенные расходы.

- назначаются новые транзитные расходы. Причем их соотношение желательно принимать такое же как и в час максимального водопотребления.

Распределение воды при пожаре производят следующим образом.

Назначаются точки пожара. Как правило, это наиболее удаленная от ввода либо самая высокая точка сети, промышленное предприятие.

По СНиП определяют количество пожаров и расход воды на их тушение.

Насосная станция второго подъема должна обеспечить максимальное водопотребление населением и промышленным предприятием, а также нужды пожаротушения. Водонапорная башня во время пожара отключается.

Узловые расходы остаются прежними, а в точках пожаров добавляются противопожарные расходы. Транзитные расходы при пожаротушении назначаются пропорционально расходам в час максимального водопотребления.

СВОБОДНЫЕ НАПОРЫ

Свободный минимальный напор в сети водопровода населенного пункта при хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание над поверхностью земли принимается:

· при одноэтажной застройке не менее 10 м;

· при большей этажности — на первый этаж принимается 10 м, а на каждый последующий следует добавлять 4 м.

В часы минимального водопотребления напор на каждый этаж, кроме первого, принимается равным 3 м.

Для отдельных высоких зданий, а также для отдельных зданий или группы их, расположенных в повышенных местах, допускается предусматривать местные установки для повышения напора.

Свободный напор в сети у водоразборных колонок должен быть не менее 10 м.

Свободный напор в наружной сети производственного водопровода принимается по технологическим характеристикам оборудования.

Гидростатический напор наружной сети хозяйственно-питьевого водопровода не должен превышать 60 м. При напорах в сети более 60 м для отдельных зданий или районов допускается установка регуляторов давления или зонирование системы водопровода.

Противопожарный водопровод обычно принимают низкого давления; водопровод высокого давления устраивают только при соответствующем обосновании.

В водопроводе высокого давления стационарные пожарные насосы оборудуют устройствами, обеспечивающими пуск насосов не позднее чем через 5 мин после подачи сигнала о возникновении пожара.

В населенных пунктах (в которых не предусматривается пожарное депо) с числом жителей до 5 тыс. человек проектируется водопровод высокого давления.

Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления (на уровне поверхности земли) при пожаротушении должен быть не менее 10 м.

Свободный напор в сети противопожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 10 м при полном пожарном расходе воды, расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания и подаче воды по непрорезиненным пожарным рукавам длиной 120 м, диаметром 66 мм, со спрысками диаметром 19 мм и при расчетном расходе каждой струи 5 л/с.

На животноводческих фермах свободный напор следует определять из условия расположения ствола на уровне конька крыши здания высотой не менее одного этажа.

Потери напора и на 1 м длины пожарных непрорезиненных рукавов диаметром 66 м надлежит определять по формуле

h=0,00385q²

где: q — производительность пожарной струи, л/с.

Использование результатов гидравлического расчета

Водопроводных сетей

Определение необходимого свободного минимального напора

Рассмотрим схему, по которой можно определить необходимый напор, который должен быть в водопроводной сети для нормальной работы водоразборных приборов в здании.

Рис.1.Расчетная схема для определения необходимого напора в водопроводной сети.

В данном случае необходимый свободный минимальный напор (Н_св) в водопроводной сети в точке присоединения ввода в здание определяется как сумма геометрической высоты подъема воды (Н_г), запаса напора для нормальной работы водоразборных приборов (Н_из) и потерь напора по длине трубопровода от ввода до наиболее удаленного водоразборного прибора (h_дл).

При одноэтажной застройке необходимый свободный минимальный напор составляет не менее 10 метров. При многоэтажной – на первый этаж принимается 10 метров, а на каждый последующий в час максимального водопотребления - по 4 метра. В другие часы - по 3,5 метра.

(1)

Где: h₁ – принимаемый напор на один этаж, м;

n – количество этажей здания.

Например, для здания высотою семь этажей необходимый свободный минимальный напор составит

Н_св=10+4(7-1) = 34 метра

Построение линий пьезометрических отметок

Рассмотрим генплан населенного пункта на котором показана водопроводная сеть, состоящая из двух колец. На каждом расчетном участке указаны направления движения воды (рис.1).

Под пьезометрической отметкой в узле водопроводной сети подразумевается сумма отметки земли и свободного напора в этом узле Построение линий пьезометрических отметок осуществляется в такой последовательности.

Рис.1.Генплан города.

1.Узел 6, в данном случае точку схода, принимаем за критическую точку водопроводной сети и определяем необходимый свободный минимальный напор по формуле 1. Под критической точкой понимают узел водопроводной сети, который находится в гидравлическом отношении в наиболее неблагоприятных условиях. При однотипной застройке, чаще всего, это наиболее удаленная от ввода или наиболее высоко расположенная точка. При наличии нескольких потребителей, которые предъявляют различные требования к величине напора, критическая точка определяется расчетным путем.

2. Определяем необходимый свободный минимальный напор по формуле 1 во всех узлах водопроводной сети.

3.Определяется пьезометрическая отметка в критической точке по формуле:

Где:Z_кр – отметка земли в критической точке;

Н_св^кр - необходимый свободный минимальный напор в критической точке.

4.Определяем пьезометрические отметки (Н_i^пз) во всех узлах водопроводной сети:

Где: Н_к^пз – известная пьезометрическая отметка в узле К;

h_k-i – потери напора на расчетном участке или участках от узла К к узлу I;

Знак “+” или “-“ принимается в зависимости от направления движения воды на расчетном участке или участках от узла К к узлу I. Если вода движется от узла, где пьезометрическая отметка неизвестна к узлу, где известна, то принимаем потери напора со знаком “+”. Если вода движется от узла, где пьезометрическая отметка известна к узлу, где неизвестна, то принимаем потери напора со знаком “-”. Например, при известной пьезометрической отметке в узле 5 (критическая точка) определяем пьезометрическую отметку в узле 3 (рис.1):

В узле 6 пьезометрическую отметку можно определить:

или

Значения пьезометрических отметок в узле 6 определенных по выше приведенных формулах отличаются друг от друга на величину невязки потерь напора в кольце.

И высоты водонапорной башни

Для определения необходимого напора насосов насосной станции второго подъема рассмотрим следующие схемы:

А)Башня находится в начале сети:

Рис. Схема для определения высоты водонапорной башни и необходимого напора насосов насосной станции второго подъема при расположении башни в начале сети;

- линия пьезометрических напоров в час максимального водопотребления;

- - - - линия пьезометрических напоров при тушении пожара.

Составим уравнение Бернули для сечений “НС” и “Б”:

Где: Z_нс – отметка земли у насосной станции;

Н_н.с. – напор насосной станции второго подъема, м:

Н_ВА – высота водонапорной башни, м;

Н_ВАК – высота бака водонапорной башни, м;

Н_L – потери напора от насосной станции второго подъема до водонапорной башни, м;

Z_В – отметка земли у водонапорной башни.

Отсюда необходимый напор насосной станции второго подъема равен:

Для определения высоты водонапорной башни рассмотрим уравнение Бернули для сечений “Б” и “К”:

Где:Z_К – отметка земли в критической точке;

Н_ВА – высота водонапорной башни, м;

Н_СВ – необходимый свободный напор в критической точке, м;

Н_L1 – потери напора от водонапорной башни до критической точки, м;

Z_В – отметка земли у водонапорной башни.

Отсюда высота водонапорной башни составит:

Для определения необходимого напора насосной станции второго подъема при тушении пожара составим уравнение Бернули для сечений “НС” и “К”.

Отсюда:

M)Башня находится в начале сети:

Рис. Схема для определения высоты водонапорной башни и необходимого напора насосов насосной станции второго подъема при расположении башни в конце сети;

- линия пьезометрических напоров в час максимального водопотребления;

- - - - линия пьезометрических напоров при тушении пожара.

Составим уравнение Бернули для сечений “НС” и “Б” для часа максимального транзита воды в водонапорную башню:

Н_н.с.1+Z_HC = Z_B+H_BA+H_BAK+H_B

Выведем уравнение для определения необходимого напора насосной станции второго подъема в час максимального транзита:

Н_н.с.1 = Z_B+H_BA+H_BAK+H_B -Z_HC

Составляя уравнения Бернули для других сечений можно вывести зависимости:

-Высота водонапорной башни:

H_BA = Z_В– Z_KR+ Н_св+Н_LP

-Необходимый напор насосной станции второго подъема в час максимального водопотребления

Н_н.с.=Н_l + Н_св + Z_кr - Z_нс

Аналогично выводятся уравнения для определения напора насосов при безбашенной системе водоснабжения.

Водопроводные колодцы.

Водопроводные колодцы устраиваются при установке:

* запорной арматуры (задвижки, поворотные клапаны, обратные клапаны);

* измерительные устройства (измерительная шайба, трубки Вентури, манометры и т.д.);

* пожарных гидрантов;

* вантузов или других устройств для впуска и выпуска воздуха ;

* компенсаторов.

Во всех остальных случаях (повороты, тройники, ответвления, врезки, переходы, упоры и т.д.) устройство колодцев не требуется.

По расположению на сети колодцы подразделяют на:

* узловые ( расположенные по углам колец );

* ремонтные ( предназначенные для установки запорной арматуры отключающие ремонтные участки );

* колодцы для установки пожарных гидрантов;

* мокрые колодцы ;

* специальные колодцы.

По форме :

* круглые ;

* прямоугольные.

По материалу изготовления:

* железобетонные ;

* бетонные ;

* кирпичные;

* на временной сети могут изготовляться из дерева .

Горловины колодцев.

Люков имеется два типа : тяжелый и легкий.

Легкий устанавливается на не проезжей части, а тяжелый только на проезжей.

Горловина колодцев располагается в зависимости от арматуры в колодце.

При отсутствии пожарного гидранта люк располагается возле стенки.

При наличии пожарного гидранта люк располагается таким образом, чтобы был доступ до гидранта. Минимальное расстояние до стенки должно быть не меньше 150 мм.

Конструкция люка зависит от места расположения колодца относительно Люк ГОСТ 3634-61.

Требования к расположению сети.

Водопроводные сети прокладываются параллельно линии застройки и (по возможности) вне бетонных и асфальтовых покрытий. Трубопроводы между собой и проездами должны пересекаться под прямым углом.

Расстояние от трубопровода принимается следующее (не меньше):

· до оси железнодорожного пути - 4 м (но не меньше глубины траншеи);

· до оси трамвайных путей - 2,75 м;

· до бордюрного камня автодороги - 2 м;

· до наружной бровки кювета или подножья насыпи;

· до опор наружного освещения, связи, контактной сети транспорта - 1,5 м;

· до ограждений территорий -1,5 м;

· до линии воздушных опор линий электропередачи V ; V>35 кВ -3 м;

· до фундаментов зданий и сооружений > 5 м (при соответствующем обосновании допускается 3 м но с обязательной укладкой в футлярах;

· до стволов отдельно стоящих деревьев - 2 м;

· при прокладке параллельно двух и более водоводов см (табл.).

Но в каждом случае расстояние между сооружениями уточняется исходя из метода производства работ.

Грунт ( по СНиП- II -15-74 )

Трубы

Скальный

Крупнообломочные породы, песок гравелистый,

песок крупный, глины

Песок средней крупности, песок мелкий супеси, суглинки, грунты с примесью растительных остатков

Давление МПа

£ 1 > 1

£ 1 > 1 Стальные D_у<400 0,7 0,7 0,9 0,9 1,2 1,2 Стальные D_у=400¸ 1000 1,0 1,0 1,2 1,5 1,5 2,0 Стальные D_у=1000 1,5 1,5 1,7 2,0 2,0 2,5 D_у<400 1,5 2,0 2,0 2,5 3,0 4,0 D_у³400 2,0 2,5 2,5 3,0 4,0 5,0 ж/б D_у£600 1,0 1,0 1,5 2,0 2,0 2,5 ж/б D_у>600 1,5 1,5 2,0 2,5 2,5 3,0 А/ц 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 Пластм. D_у£600 1,2 1,2 1,4 1,7 1,7 2,2 Пластм. D_у>600 1,6 - 1,8 - 2,2 -

Если необходимо сравнить расстояние, то необходимо уложить на искусственное основание и закрепить или проложить в данных кожухах и тоннелях. Если вдоль водовода строится служебная дорога , то водоводы прокладываются по обе стороны дороги.

Клапаны обратные.

Обратные клапаны предназначены для предотвращения обратного тока воды при внезапной остановке насосов или каких либо других случаях.

Различают два типа клапанов:

подъемные и поворотные.

Подъемные - диаметр от 15 до 400 мм

Обозначение : 16 Б5НЖ

клапан подъемный

Устанавливаются только горизонтально.

Поворотные :

Корпус;

Поворотный диск;

Поворотная ось;

Крышка.

Обозначение : 19 С17НЖ

оборотный клапан поворотный.

Диаметры оборотных клапанов 50 -2400 мм.

Присоединяются с помощью фланцев или при помощи ответных фланцев.

Могут устанавливаться как горизонтально ( предпочтительней ) так и вертикально, В последнем варианте вода должна поступать снизу.

Вантузы.

Предназначены для впуска воздуха при опорожнении трубопровода и выпуска при наполнении. Устанавливаются в самых высоких точках ремонтного участка. На ремонтном участке их может быть 1-2 шт.

Крышка;

Корпус;

Втулка;

Полиэтиленовый шар.

В настоящее время выпускаются два типа вантузов:

Д_у=50 мм и Д_у=100 мм.

Вантузы на сети устанавливаются следующим образом:

Трубопровод;

Патрубок d=50 или 100 мм;

Задвижка;

Вантуз.

В практике водоснабжения иногда для впуска или выпуска воздуха при выполнении ремонтных работ используют штуцера с вентилями.

Пожарные гидранты.

Пожарные гидранты состоят из двух частей :

колонка пожарная по ГОСТ 7499-11 и гидрант пожарный.

Крышка;

Ниппель;

Корпус;

Штанга;

Седло;

Шпиндель;

Кольцо;

Клапан.

На ниппель (2) накручивается пожарная колонка ( стендер).

Обозначение гидрантов - гидрант 500 ГОСТ 8220-85.

Компенсаторы.

Существует несколько типов компенсаторов. Для прокладки подземных сетей используют сальниковые компенсаторы.

Компенсаторы необходимы для линейных деформаций трубопроводов.

1. Патрубок;

2. Грунд-букса;

3. Сальниковая набивка ( набивка- шнур);

4. Кольцо уплотнительное;

5. Контр-букса;

6. Кольцо;

7. Корпус;

8. Болт.

Водоводы и водопроводные сети должны иметь минимальное количество искусственных сооружений и должны быть доступными для ремонта и просты в эксплуатации.

При строительстве водопроводов необходимо применять, как правило неметаллические трубы.

Стальные трубы.

Стальные трубы применяются:

1. при технико-экономическом обосновании;

2. для перехода под железными и шоссейными дорогами (под участками, где имеются динамические нагрузки);

3. при рабочем давлении более 1.2 МПа (более 12 атм.вод.ст.);

4. в местах пересечения водопровода с сетями канализации;

5. при переходе через овраги, водные преграды;

6. при прокладке трубопроводов по эстакадам, стенам зданий, в тоннелях;

7. при прокладке трубопроводов в труднодоступных местах;

8. при прокладке в вечномерзлых грунтах, просадочных, набухающих и заторфованных грунтах;

9. на подрабатываемых территориях;

10. в карстовых районах.

Стальные трубопроводы прокладываются, как правило, по территориям очистных сооружений, промышленных площадок (особенно с интенсивным наземным транспортом), а также внутри зданий и помещений.

Стальные трубы обладают высокой прочностью, сравнительно небольшой массой, способностью сопротивляться внешним динамическим нагрузкам и вибрации.

К недостаткам стальных труб следует отнести:

1. сильная коррозия и, как следствие, необходимость устройства сталезащиты.

По способу изготовления трубы подразделяются на холоднокатанные и горячекатанные, электросварные (прямошовные и спиральношовные), горячедеформированные и холоднодеформированные.

На каждую партию труб обязательно должен быть сертификат (документы, где указываются завод-изготовитель, номер партии труб, дата, характеристика самих труб, характеристика металла). При приобретении труб особое внимание обращается на отсутствие овальности, иначе сварить эти трубы в полевых условиях без специальной подготовки очень трудно. Обращается особое внимание на состояние концов труб. На них не должно быть деформаций. На концах труб должна быть фаска под углом 25-35 град.

Трубы изготавливаются согласно ГОСТ или технических условий. По ГОСТ нормируется наружный диаметр труб и толщина стенки. Стальные трубы, если нет специальных требований рассчитаны на давление 25МПа.

В таблице приведены трубы, наиболее часто применяемые для строительства трубопроводов (на 1987 год).

	ГОСТ на трубы	d тр.	dст.	металл
Водогазопроводные	3262-75	10.2-165	1.8-5.5	380-71
Прямошовные	10704-76	8-330	0.8-10	1050-71
	10705-76			9045-80
	10706-76	426-1620	11-20	1050-71
				380-71

Сортамент труб рекомендуемых для наружных сетей водоснабжения по ГОСТ 10708-80 и 10706-78: 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600.

Примеры условных обозначений в спецификации.

d d кратное 2 м ГОСТ

Труба 25х2х2000 кр І ГОСТ 10704-76*

класс

В-Б ст 3 спГОСТ 10705-80

марка стали ГОСТ стали

длина класс точности по длине

Труба 25х2х8000 ІІ ГОСТ 10704-76*

Ст 20 ГОСТ 10705-80

Соединение труб:

1. Резьбовые соединения.

2. Сварка.

3. Соединения на фланцах.

Чугунные трубы широко применяются в практике строительства водопроводных сетей. Их преимущество - долговечность и относительная меньшая стоимость труб.

К недостаткам можно отнести :

1. Большая металлоемкость в 1,5 - 2 раза больше чем стальные).

2. Сравнительно небольшое допускаемое внутреннее давление.

3. Хрупкость при динамических нагрузках.

Измерение гидравлических характеристик в сторону увеличения гидравлического сопротивления.

Чугунные трубы изготовляют двумя способами :

1. Метод стационарного литья в песчаных формах ( По ГОСТ 5525-61 класс А и Б ). В настоящее время он используется реже.

2. Метод центробежного или полунепрерывного литья ( ГОСТ 9583-75, класс ЛА, А, Б ).

Класс трубы определяется толщиной стенки.

Внутренее давление труб не должно превышать :

1. при испытании 1,3 МПа;

2. рабочее - до 1 МПа.

Каждый диаметр имеет определенную толщину стенки.

Пример обозначения трубы :

Труба ЧНР 150*6000Б ГОСТ 9583-75

Ч - Чугунная;

Н - Напорная;

Р - Раструбная;

150 - d_{условн.} мм ;

6000 - длина трубы, мм;

Б - Класс трубы.

По требованию заказчика трубы по длине могут иметь отклонения.

Могут выпускаться чугунные трубы с гладкими концами.

Длина труб стандартных:

Диаметр трубы, мм	Длина трубы, м
65	2
80	3
100 и 150	3,4,5
400,500,600	4,5,6,7,8,9,10

Остальные имеют длину 4,5, и 6 м.

Заделка стыков чугунных труб производится следующим образом.

1. Набивка сальниковая ( просмоленная пеньковая прядь ).

2. Асбестоцементный раствор ( асбест - цемент 1 : 1 )

3. Промазка битумом.

4. Раструб.

5. Гладкий конец.

Долгое время, особенно для ответственных трубопроводов использовалась зачеканка стыков чугунных труб свинцом. Удобство этого стыка заключалось в том, что при разгерметизации производилась подчеканка свинца и стык восстанавливал герметичность.

ТН 80- I

Т - труба;

Н - напорная;

80 - диаметр трубы в сантиметрах ;

I - класс трубы.

Трубы центрофигугурированные изготовляют по ГОСТ 16953-71.

Обозначение труб:

ЦТН 80- I

Ц - центрофугированная;

Т - труба;

Н - напорная;

80 - диаметр трубы в сантиметрах ;

I - класс трубы.

Асбестоцементные трубы.

Достоинства : 1) Гладкая поверхность стенок;

2) Небольшая масса;

3) Малая теплопроводность стенок;

4) Высокая коррозионная стойкость;

5) Относительно низкая стоимость.

Недостатки: 1) Хрупкость, т.е. малая сопротивляемость вибрации, сдвигу и другим механическим воздействиям;

2) ВОЗ рекомендовала не использовать асбест в местах, где возможно соприкосновение с человеком, т.к. это способствует кожным заболеванием и заболеваниям верхних дыхательных путей. Относительно труб - исследования не проводились.

Асбестоцементные трубы изготовляются по ГОСТ 539-80. Их подразделяют на четыре класса и два типа.

Обозначение труб:

ВТ-6

ВТ - водопроводные трубы;

6 - это давление на которое расчитана труба в кгс/см².

По типам трубы отличаются только длиной:

1- тип имеет длину 3950 мм, 2- 5000 мм.

Таблица Тип зависимости от вида трубы.

Диаметр трубы, мм	ВТ-6	ВТ-9	ВТ-12	ВТ-15
100	1	1	1	-
150	1	1	1	-
200	1-2	1-2	1-2	1-2
250	1-2	1-2	1-2	1-2
300	1-2	1-2	1-2	1-2
400	1-2	1-2	1-2	1-2
500	1-2	1-2	1-2	1-2

Соединение асбестоцементных труб производиться при помощи асбестоцементных муфт или чугунных втулок.

Асбестоцементные муфты изготовляются по ГОСТ 539-80.

Имеется четыре типа муфт САМ-6, САМ-9, САМ-12,САМ-15 которые предназначены для соединения труб ВТ-6, ВТ-9, ВТ-12, ВТ-15 соответственно.

Асбестоцементные трубы соединяются также и при помощи чугунных втулок.

Для устройства ответвлений используют муфты с отводами.

Пластмассовые трубы.

Пластмассовые трубы выполняются из :

1) Полиэтилена;

2) Виннипласта;

3) Фаолита;

4) Фторопласта;

5) Стеклопластика; и т.д.

Трубы для водопроводных сетей изготовляют и полиэтиленовые низкого давления (ПНД) и высокого давления (ПВД) изготовления по ГОСТ 18599-80. Различаются четыре типа: легкий (л), среднелегкий (сл), средний (с), и тяжелый (т).

Наружный диаметр труб из ПНД от 10 до 1000 мм.

труб из ПНД от 10 до 122 мм.

Допустимая температура ПНД -70^о С ,ПВД - 50^о С.

Давление в трубах Тип :

Л -0,25 МПа,

СЛ - 0,4 МПа,

С - 0,6 МПа,

Т - 1 МПа.

Срок службы полиэтиленовых труб зависит от давления и температуры воды.Например: труба диаметром d=20 мм типа Л при давлении 0,25 МПа расчитана на 50 лет, а при Р= 0,35 труба работает всего 1 год.

Трубы диаметром до 50 мм поставляются бухтами, а большего диаметра трубами длиною от 5,5 до 12,5 м.

Трубы соединяются при помощи сварки или на фланцах ( с помощью буртов ).

Полиэтиленовые трубы не стойкие к керосину, нефти, сероуглероду, 100% хлору.

Преимущество полиэтиленовых труб:

1) Очень хорошие гидравлические характеристики;

2) Легкость;

3) Простота монтажа;

4) Равнопрочность стыков.

Недостатки:

1) Большой коэффициент температурного расширения;

2) Малое допустимое внутреннее давлени;

3) Плохое сопротивление смятию;

4) Необходимость предохранять трубопроводы от грунтов.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.02-84. Строительные нормы и правила. Часть 2. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.; Стройиздат, 1984

2. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. – М; Стройиздат, 1978.

3. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных водопроводных труб. – М.; Стройиздат, 1973.

4. Справочник проектировщика: Отопление, водопровод, канализация/ Под ред. И.Г. Староверова. – М.: Стройиздат,1975.

5. Найманов А.Я., Никиша С.Б., Насонкина Н.Г., Омельченко Н.П. и др. «Водоснабжение», Донецк, 2006г.

6. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. – М.; Стройиздат, 1974.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

"Водоснабжение. Водопроводные сети"

для направления 08.03.01 "Строительство"

профиль " Водоснабжение и водоотведение"

Макеевка 2016

УДК 628.1/.3.196

УДК 504:33

Составители:	доц., к.т.н. В.С. Рожков






Рецензенты:	доц., к.т.н. А.В. Жибоедов

Ответственный за выпуск	доц., к.т.н. В.С. Рожков

В в едение

Системы водоснабжения.

Основные элементы систем водоснабжения.

На рис.1 приведена типовая схема водоснабжения населенного пункта с промышленным предприятием.

Конфигурация системы водоснабжения в каждом отдельном случае зависит от очень многих факторов: производительности, типа источника водоснабжения,

требований к качеству воды, назначения водопровода, климатических условий, местных условий и так далее.

При заборе воды из подземного источника водоснабжения конфигурация водопровода имеет следующий вид:

Рис.1.1.Схема водоснабжения населенного пункта с

промышленным предприятием.

1.Поверхностный водоем (река, озеро, водохранилище, пруд и т.д.) используемый в качестве источника водоснабжения;

2.Водозаборное сооружение, предназначенное для забора воды из водоёма;

3.Насосная станция первого подъёма (НС-1), перекачивает воду из водоёма на сооружения очистки воды;

4.Водоводы транспортировки воды водоема от НС-1 на очистные сооружения;

5.Сооружения по подготовке воды питьевого качества;

6.Резервуары чистой воды (РЧВ). Предназначены для хранения регулируемого объема воды при различной производительности НС-1 и насосной станции второго подъёма (НС-2), противопожарного запаса и технологического объема воды на собственные нужды очистных сооружений;

7.Насосная станция второго подъёма. Предназначена для перекачки питьевой воды от очистных сооружений в распределительную сеть населенного пункта.

8.Водоводы транспортировки воды от НС-2 в распределительную сеть населенного пункта;

9.Граница селитебной зоны населенного пункта;

10.Кольцевая распределительная водопроводная сеть населенного пункта. Предназначена для равномерного распределения воды по площади населенного города.

11.Водонапорная башня. Предназначена для хранения регулируемого объема воды при различной подаче НС-2 и водопотреблении населенным пунктом;

12.Узловые колодцы кольцевой сети, где размещена запорная арматура.

13.Промышленное предприятие;

14.Трубопровод для подачи технической воды на промышленное предприятие;

15.Водозабор технической воды.

Рис. 1.2. Схема водопровода при заборе воды из подземного источника водоснабжения.

16.Водозаборные скважины; 17.Сборный коллектор.

Остальные обозначения те же, что на рис. 1.

Дата: 2019-03-05, просмотров: 319.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒