лекція 6
Рис. 1 . Схеми водопровідних мереж:
А - тупикова;
Б – кільцева;
В – комбінована
Магістральні лініїпризначені для транспортування транзитної води у межах об'єкта водопостачання.
Розподільні лініїпрокладаються у необхідних точках під час транспортування води від магістралей до споживача. Якщо водопровідна мережа живить один будинок, то функції магістральних та розподільних ліній поєднуються в одній нитці.
Схеми водопровідних мереж бувають тупикові, кільцеві та комбіновані (рис. 1).
Тупикова схемасітки складається з магістральної лінії та відгалужень, які відходять у вигляді тупикових ділянок. У тупиковій мережі вода рухається в одному напрямку – до кінця відгалуження. Тупикова схема - найкоротша за довжиною, але менш надійна щодо безперебійної подачі води.
Під час аварії на одній ділянці магістралі всі ділянки, що розташовані за ним, не будуть забезпечені водопостачанням.
Кільцева схемане має тупикових ділянок і всі її відгалуження з'єднані між собою та замкнуті.
Комбінована схемаскладається із закільцьованих та тупикових ліній.
Кільцева та комбінована схеми мереж водопостачання більш надійні в експлуатації. У кільцевій мережі вода не застоюється, а постійно циркулює. Аварійні ділянки вимикають без припинення подачі води іншим споживачам.
Трасу водопровідних мереж пов'язують з вертикальним та горизонтальним плануванням місцевості та з урахуванням інших підземних інженерних мереж. Водопровідні мережі на проїздах зазвичай укладають прямолінійно і паралельно лінія забудови, строго по трасі.
Перетин трубопроводів потрібно виконувати під прямим кутом між собою та до осі проїздів. Розміщення водопровідних ліній по відношенню до інших підземних комунікацій має забезпечити можливість монтажу мереж та не допускати підмивання фундаментів у разі пошкодження водопроводу.
Відстань у плані від водопровідних мереж до паралельно розташованих будівель та споруд потрібно визначати в залежності від конструкцій фундаментів будівель, глибини їх закладання, діаметра та характеристики мереж, напору води в них тощо.
Зовнішня мережа є однією з основних частин кожного водопроводу. Вартість водопровідної мережі населених місць становить близько 50-70% вартості всього водопроводу, тому її трасування, конструювання та спорудження має приділятись велика увага.
Радянські вчені А. А. Сурін, Н. Н. Генієв, Л. Ф. Мошнін, В. П. Сироткін, М. М. Андріяшев, В. Г. Лобачов, Н. Н. Абрамов, М. В. Кірсанов, Ф. А. Шевельов та інші провели велику роботу з розвитку теорії розрахунку, створення методів та прийомів розрахунку водопровідних мереж, покращення їх роботи та зниження вартості.
Завдяки високому розвитку теорії розрахунку були створені умови для ефективного використання тих можливостей, що дають сучасні засоби обчислювальної техніки. В даний час для розрахунку багатокільцевих мереж застосовують електронні цифрові обчислювальні машини – ЕЦВМ.
Водопровідні мережі поділяються на магістральні лінії та розподільні.
Магістральні лінії служать транспортування транзитних мас води; розподільні лінії - для транспортування води з магістралей до окремих будівель, у яких споживачі одержують воду безпосередньо із зовнішніх розподільних ліній.
Магістральні та розподільні лінії повинні мати достатню пропускну здатність та забезпечувати необхідний напір води у місцях споживання.
Необхідна пропускна здатність та напори забезпечуються правильним підбором діаметрів труб при проектуванні.
Надійність роботи водопровідних мереж забезпечується доброякісністю матеріалу труб та арматури, а також укладання та монтажу.
Найменша вартість водопровідних мереж виходить під час прокладання їх за найкоротшими шляхами від джерел води до місць споживання.
За контуром у плані водопровідні мережі бувають тупикові, кільцеві.
Тупикова мережа, схема якої показана на Рис. 33,а, коротше за кільцеву ( Рис. 33, б), але не може гарантувати безперебійної
Рис. 33. Водопровідна мережа:
а -розгалужена; б – кільцева; НС – насосна станція; "СБ - водонапірна вежа подачі води, тому що в момент ліквідації аварії на одній ділянці магістралі всі дільниці, що йдуть за ним, разом з відгалуженнями не будуть забезпечуватися водою.
Рис. 34. Розташування трубопроводів на міській магістралі великої ширини
Кільцеві мережі більш надійні в експлуатації, тому що у випадку аварії на одній з ліній при її вимиканні споживачі будуть забезпечуватись водою по іншій лінії.
Водопровідні мережі, які є протипожежними, мають бути кільцевими. Як виняток, допускають тупикові лінії завдовжки не більше 200 м, коли вжито заходів проти замерзання цих ліній.
Відстань водопровідних мереж до будівель, споруд, доріг, а також інших мереж слід призначати залежно від конструкцій фундаментів будівель, типу доріг, глибини закладення, діаметра та характеру мереж, напору в них та розмірів колодязів.
Зразкове розташування водопровідних та інших труб на вулиці великого міста показано на рис. 34.
Водопроводом називають комплекс інженерних споруд та обладнання, призначених для забору води з природних джерел та подачі її до місць споживання, а також у разі потреби очищення та зберігання її.
Зазвичай водопроводи складаються з таких споруд:
1) водоприймальних для забору води із природних джерел;
2) насосних станцій для підйому води;
3) споруд для очищення води;
4) водоводів та водопровідних мереж для подачі води споживачам;
5) водонапірних веж та напірних резервуарів для підтримки напорів та регулювання витрати води;
6) резервуарів для зберігання води.
Взаємне розташування окремих водопровідних споруд за необхідності підйому, зберігання та очищення води показано на рис. 1. Тут наведено загальну схему водопостачання міста з поверхневого джерела (річки) з улаштуванням очисних споруд.
Вода за допомогою водоприймача 1 забирається з річки і по самопливних труб 2 надходить у береговий колодязь 3, а з нього насосами першого підйому 4 подається у відстійники 5 і далі на фільтри 6 для очищення та знезараження.
З очисної станції очищена вода надходить у запасні резервуари чистої води 7, з яких вона насосами другого підйому 8 подається по водоводах 9 в напірно-регулюючу споруду 10 (надземний або підземний резервуар, розміщений на природному піднесенні, - водонапірну вежу або пневматичну установку) також у магістральні труби 11 водопровідної мережі міста, якими вода транспортується в різні райони міста і по мережі розподільних труб 12 і будинкових вводів 13 - до окремих споживачів 14.
За призначенням водопроводи поділяють на:
господарсько-питні - для задоволення питних та господарських потреб населення;
виробничі – для постачання промислових підприємств водою;
протипожежні - що подають воду для гасіння пожежі;
об'єднані - призначені для одночасного задоволення різних потреб, при цьому в ряді випадків господарсько-питні водопроводи можуть поєднуватися з протипожежними або виробничими. Такі господарсько-протипожежна, виробничо-протипожежна та інші системи.
За способом подачі води розрізняють напірні та самопливні водопроводи.
Напірними водопроводами називають такі, у яких вода з джерела споживачу подається насосами; самопливними - у яких вода із високо розташованого джерела до споживача надходить самопливом. Такі водопроводи іноді влаштовують у гірських районах країни.
Залежно від якості води в джерелі та вимог, що висуваються до води споживачами, водопроводи будують із спорудами для очищення та обробки води і без них, До перших відносять господарсько-питні водопроводи, що отримують воду з поверхневих джерел – річок, озер, водосховищ. До водопроводів без очисних споруд відносять господарсько-питні, що живляться водою з артезіанських свердловин. Для технологічних потреб промислових підприємств вода із поверхневих джерел часто буває придатною без очищення.
За способом використання води промисловими підприємствами виробничі водопроводи влаштовують прямоточні, оборотні чи з послідовним використанням води.
У разі прямоточного водопостачання вода, використана у виробництві, скидається у водойму без очищення, якщо вона не забруднена, або після очищення при забрудненні (від газоочищення, прокатних станів, розливу чавуну та ін.).
При оборотному водопостачанні воду, нагріту у виробництві, не скидають у водойму, а знову подають на виробництво після охолодження її у ставках, на градирнях або бризкальних басейнах. Для поповнення втрат води (в охолоджувальних спорудах, при витіканні та ін) в зворотний цикл додають свіжу воду з джерела.
Схема із поворотним використанням води дана на рис. 2,6. Насосами 1 вода після охолодження на споруді 2 подається по трубах 3 до виробничих агрегатів 4. Нагріта вода надходить у трубопроводи 5 (на кресленні вона показана пунктиром) і відводиться на охолодні споруди 2 (градирні, бризкі басейни, охолоджувальні ставки). Додавання свіжої води з джерела через водоприймач 6 проводиться насосами 7 водоводів 8.
Оборотне (повторне) водопостачання зазвичай влаштовують при обмеженому дебіті природного джерела; однак і при достатньому дебіті воно може бути економічнішим за прямоточне водопостачання.
Водопроводи із послідовним використанням води застосовують у разі можливості її використання після одного споживача іншими. Такі водопроводи рекомендується використовувати якомога ширше.
Водопроводи поділяють на зовнішні та внутрішні. До зовнішнього водопроводу відносять всі споруди для огорожі, очищення води та розподілу її водопровідною мережею. Внутрішні водопроводи забирають воду від зовнішньої мережі та подають її споживачам у будівлі.
Рис. 1 Схема водопроводу міста; а – план; б - розріз
За наявності джерела води, за якістю, що відповідає вимогам споживачів, необхідність у будівництві очисних споруд відпадає. Іноді також не потрібна насосна станція другого підйому. У цих випадках вода з джерела подається зануреними насосами безпосередньо водоводами і магістральні мережі, а по них до споживачів. Прикладом такого водопостачання може бути водозабір з артезіанських свердловин. Рис. 2а).
Рис. 2а. Загальна схема артезіанського водопроводу: 1 – свердловина; 2 – мережа водопостачання; 3 – резервуари; 4 - насосна станція П підйому; ЗСО – зона санітарної охорони
Рис. 2 б. Схема водопроводу з повторним використанням води
Напірно-регулюючі споруди призначені для накопичення надлишку води, що подається насосами, що утворюється в тому випадку, коли подача води насосами перевищує її відбір з мережі, а також для зберігання запасу води на гасіння пожежі і для подачі води у водопровідну мережу в тих випадках, коли відбір води споживачам перевищує подачу її насосами. Крім того на Рис. 2а є два вузли споруд. У водопроводах з порівняно рівномірним споживанням води напірно-регулюючих споруд може бути. В цьому випадку воду подають насосами безпосередньо в труби розподільної мережі, а для зберігання протипожежного запасу води влаштовують резервуари, з яких для гасіння пожежі вода забирається насосами.
§ 4. Визначення розрахункової витрати води- (Всі зображення)
Розрахунковою витратою води є максимальна витрата її, що отримується множенням середньої витрати на коефіцієнт нерівномірності.
Розрахункову витрату води для населених пунктів визначають за такими формулами:
Тут q - норма водоспоживання в л людини на добу (див. табл. 1); N – розрахункова чисельність населення; Ксут – коефіцієнт добової нерівномірності споживання води; Ксут – загальний коефіцієнт нерівномірності споживання води, рівний
Розрахункова витрата господарсько-питної води у виробничих та допоміжних будівлях визначають за такими формулами.
Добове споживання води
де q"n - норма споживання води на одну людину в зміну (див. табл. 2); Ni - кількість працюючих на добу (роздільно в холодних і гарячих цехах). Споживання води в зміну дорівнює
де N2-кількість працюючих на зміну.
Максимальне секундне споживання води в л у цю зміну.
де Кчас – коефіцієнт годинної нерівномірності споживання води (див. табл. 2); Т – тривалість роботи зміни у годинах. Розрахункова витрата на користування душем у побутових приміщеннях промислових підприємств визначають, користуючись формулами (7), (8) та (9).
Добове споживання води на користування душем одно
де 9д - норма споживання води однією процедуру (роздільно з виробництвам); N3- кількість тих, хто користується душем на добу (роздільно по
виробництвам). Споживання води душем у зміну одно
де Nt - кількість тих, хто користується душем у зміну.
Секундне водоспоживання (душ. сік у цій зміні
так як тривалість дії душ після змін повинна бути не більше 45 хв.
Розрахункова витрата води для поливу території з поливається площею F га визначається за формулою
де q підлога - поливальна норма л/сут на 1 м2. Секундна витрата води для поливу дорівнює
Середня добова за рік кількість води Qcp.mx Для поливу можна приблизно визначити за формулою
(12)
де Тпол - кількість діб на рік, у якому ведуть полив, що визначається з урахуванням кліматичних та інших місцевих умов. Витрата води в їдальнях промислових підприємств враховується особливо. Добова витрата води в їдальнях дорівнює
(13)
де дст - норма витрати води в їдальні одного обідаючого приймається від 18 до 25 л з коефіцієнтом годинної нерівномірності споживання води 1,5.
Максимальне секундне водоспоживання в їдальнях
де Т„ - число годин роботи їдалень.
Витрата води на виробничі потреби як добовий, і секундний приймають за даними технологів кожного виробничого агрегату чи групи агрегатів.
На зволоження, знепилення та кондиціювання повітря витрати води приймають за даними проектів вентиляції виробничих будівель.
Режим водоспоживання залежить від величини населеного пункту, кліматичних та інших умов. Коливання годинного водоспоживання зазвичай зображують у вигляді таблиць або графіків, які складають на основі спостереження за режимом водоспоживання діючих водопроводах.
Рис. 3. Графік добового споживання води у місті
На рис. 3 зображено як приклад графік коливання витрати води у місті протягом доби. Тут на осі абсцис нанесені години доби, а на осі ординат - годинна витрата води, виражена у відсотках від її добової витрати.
Коливання споживання води для виробничих потреб у кожному окремому випадку задаються технологами виходячи з вивчення технологічного процесу цього виробництва.
Подача води насосом, що працює протягом 24 год на добу, тобто щогодини подає 4,17% добової витрати, позначена на графіку пунктирною лінією.
Звідси випливає, що надлишок води, що подається насосами в години меншої витрати її з мережі, накопичується у баку водонапірної башти. Це накопичення може відбуватися також у підземному резервуарі або резервуарі пневматичної установки.
Регулюючий запас води призначений для покриття різниці між відбором води з мережі та подачею її насосом у години максимальної витрати. Обсяг регулюючого запасу при одноступінчастій роботі насосів у населених пунктах з кількістю жителів до 200 тис. становить 10-15% від добової витрати, при двоступінчастій роботі насосів може бути знижений до 1,5-3%.
У резервуарах систем водопостачання повинен утримуватися недоторканний запас води протипожежні потреби.
Коливання витрати води на господарсько-питні потреби та співи та протягом доби з максимальною витратою води відображені у табл. 5.
Максимальна годинна витрата води на господарсько-питні потреби у табл. 5 відповідає заданому коефіцієнту годинної нерівномірності Кчас = 1,25.
Графік витрати води на полив складено з урахуванням ранкових, генерального прибирання вулиць; до того ж потрібно, щоб полив не співпадав із найбільшою витратою води на господарсько-питні потреби.
Приймаємо, що у запасних резервуарах повинен зберігатися недоторканний запас гасіння пожежі 500 м3. Після пожежі він має поповнюватись за 24 н. Тому витрата води під час поповнення пожежного запасу води зростає до 3910 + 500 = 4410 м3/сут.
На подачу цієї кількості води і має бути розрахований водопровід.
Водоводи
Водоводи призначені лише транспортування води, споживачі води до них не приєднуються. за водоводам першого підйомувода транспортується від водозабору до водоочисного комплексу, водоводами другого підйомупитна вода транспортується від водоочисного комплексу до водопровідної мережі міста. Для підвищення надійності водопостачання водоводи прокладають дві і більше нитки паралельно один одному.
Для водоводів передбачаються санітарно-захисні смуги.
Ширина санітарно-захисної смуги водоводів, що проходять незабудованою територією, приймається від крайніх водоводів:
при прокладанні в сухих ґрунтах – не менше 10 м при діаметрі до 1000 мм та не менше 20 м при великих діаметрах; у мокрих ґрунтах – не менше 50 м незалежно від діаметра.
При прокладанні водоводів забудованою територією ширину смуги за погодженням з органами санітарно-епідеміологічного нагляду допускається зменшувати.
Зовнішня водопровідна мережа міста призначена як транспортування води, так її розподілу по споживачам. Водопровідна мережа є найбільш витратним елементом системи водопостачання, її частку припадає понад половину загальних витрат за пристрій водопроводу міста. Ефективність роботи водопровідної мережі визначається надійністю та безперебійністю її роботи, ступенем забезпеченості розрахункових витрат та вільних напорів у споживачів, витратами енергії на транспортування води та збереженням її якості у процесі транспортування.
За конфігурацією в плані водопровідні мережі діляться на розгалужені (тупикові), кільцеві та комбіновані.
Тупикові сітки, рис. 9, прокладаються до споживачів по найкоротшій відстані та вимагають мінімальних, порівняно з кільцевими та комбінованими мережами, витрат на влаштування мереж. Принциповим недоліком тупикових мереж є низька надійність водопостачання, обумовлена тим, що з аварії якомусь ділянці трубопровідної системи припиняється подача води всім споживачам, розташованим за місцем аварії у процесі руху води.
Малюнок 9. Тупикові водопровідні мережі
4 – квартали забудови.
Кільцеві сіті, рис. 10, вигідно відрізняються від тупикових більшою надійністю водопостачання, так як у них передбачена можливість подачі води споживачам в обхід аварійної ділянки, проте досягається за рахунок збільшення загальної протяжності водопровідних мереж їх подорожчання.
Рисунок 10. Кільцеві водопровідні мережі
1 – водоводи; 2 – магістральні водопроводи; 3 – розподільні трубопроводи;
4 – квартали.
Комбіновані сітки, рис. 11, являють собою поєднання кільцевих та тупикових мереж у складі єдиної системи водопостачання поселення.
Рисунок 11. Комбіновані водопровідні мережі
1 – водоводи; 2 – магістральні водопроводи; 3 – розподільні трубопроводи;
4 – квартали.
При виборі конфігурації водопровідних мереж необхідно враховувати, що вони мають бути кільцевими. Тупикові лінії водопроводів господарсько-питного призначення допускається застосовувати лише за діаметрі труб не більше 100 мм або за довжини ліній не більше 200 м.
У водопровідній мережі виділяють магістральніі розподільнілінії.
Напрямок магістральних ліній збігається із загальним напрямом подачі води. Їх рекомендується прокладати по високих ділянках рельєфу, тому що при цьому зменшується гідростатичний напір у трубопроводах. Діаметри магістральних ліній визначаються розрахунком, основу якого складають дані щодо максимального водорозбору та рекомендованих швидкостей руху води. Беручи до уваги залежність
а також те, що втрати напору рідини при її русі трубою пропорційні квадрату швидкості, можна зробити висновок, що при незмінності об'ємної витрати і зменшенні діаметра труби, збільшується швидкість руху води, а, отже, і втрати напору. Це призводить до необхідності збільшення напору, створюваного насосом, і, як наслідок, збільшення споживання електроенергії насосом. Таким чином, скорочення витрат на пристрій мережі при зменшенні діаметрів трубопроводів спричиняє збільшення експлуатаційних витрат внаслідок збільшеного споживання електроенергії насосами другого підйому. Оптимальним варіантом вибору діаметрів водопроводів вважається такий, при якому значення швидкостей руху води в трубах знаходяться в межах від 0,5 до 2 м/с, при цьому менші значення швидкостей приймаються для труб діаметром від 100 до 300 мм, а більші – для діаметрів понад 600 мм.
Діаметр труб водопроводу, об'єднаного з протипожежним, має бути не менше 100 мм, у сільських населених пунктах – не менше 75 мм.
Трасування розподільних лінійі витрати на їх влаштування багато в чому визначаються містобудівним рішенням поселення. При ширині вулиць у межах червоних ліній 22 м і більше рекомендується прокладання мереж водопроводу з обох боків вулиць.
Прокладання трубопроводів виконується підземною для запобігання замерзанню води взимку та нагріванню влітку. Мінімальна глибина закладення труб, рахуючи до низу, приймається на 0,5 м більше за розрахункову глибину проникнення в грунт нульової температури, і становить приблизно 1,0-1,5 м для південних районів Росії, 2,0-3,0 м для середньої смуги та 3,0-3,5 м для північних районів. Мінімальна відстань від верху труби до поверхні землі визначається за умов запобігання нагріванню води влітку, а також захисту від зовнішніх навантажень та становить 0,5 м.
При теплотехнічному та техніко-економічному обґрунтуванні допускаються наземне та надземне прокладання, прокладання в тунелях, а також прокладання водопровідних ліній у тунелях спільно з іншими підземними комунікаціями.
При визначенні трасування та глибини закладення водопровідних мереж під час підземного прокладання необхідно враховувати умови їх перетину з іншими підземними спорудами та комунікаціями.
З метою запобігання лініям водопроводу від зовнішніх впливів, а також для запобігання негативному впливу аварій і протікань на водопровідних мережах, СНиП обмежують мінімальні відстані від зовнішньої поверхні водопровідних труб до будівель, споруд та інших зовнішніх інженерних мереж.
Водопровідні труби.
Водопровідні труби повинні відповідати низці вимог, головні з яких:
Безпека у санітарному відношенні;
Достатня міцність, що забезпечує збереження трубопроводів при впливі на них тиску води, ґрунту та транспортних навантажень;
Довговічність та стійкість до агресивної дії ґрунту та ґрунтових вод;
Гладкість внутрішньої поверхні труб, що забезпечує їх низький гідравлічний опір;
Герметичність труб та їх з'єднань;
Помірна вартість.
Для водопровідних мереж доцільно застосовувати неметалеві труби (залізобетонні, азбестоцементні, пластмасові та ін.). Останнім часом широкого поширення набули пластмасові труби, що вигідно відрізняються міцністю, довговічністю, низьким гідравлічним опором і хорошими теплотехнічними характеристиками. До переваг пластмасових труб можна віднести також індустріальність і високий рівень механізації робіт з їх прокладання.
Чавунні труби застосовуються при обґрунтуванні для мереж у межах населених пунктів та територій промислових, сільськогосподарських підприємств.
Застосування сталевих труб допускається:
На ділянках з розрахунковим внутрішнім тиском понад 1,5 МПа (15 атм.);
Для переходів під залізницями та автомобільними дорогами, через водні перепони та яри;
У місцях перетину господарсько-питного водопроводу з мережами каналізації;
При прокладанні трубопроводів по автодорожніх та міських мостах, по опорах естакад та в тунелях.
Трубопровідна арматура.
Для забезпечення експлуатаційної надійності водопровідних мереж на них передбачають встановлення запірної, регулюючої та запобіжної трубопровідної арматури:
Засувок, шарових кранів та іншої запірної арматури для відключення окремих ділянок мережі;
Клапанів для впуску та випуску повітря при випорожненні та заповненні трубопроводів;
Вантузів для випуску повітря у процесі роботи трубопроводів;
Випусків для скидання води під час спорожнення трубопроводів;
Зворотних клапанів для запобігання зворотному руху води;
Пожежних гідрантів.
При виборі розташування водопровідної арматури необхідно враховувати таке.
Пожежні гідрантирозміщують уздовж автомобільних доріг на відстані не більше 2,5 м від краю проїжджої частини, але не ближче ніж 5 м від стін будівель. Ці обмеження пов'язані з умовами забору води пожежними машинами та запобіганням замочування основ будівель. Відстань між гідрантами визначається розрахунком і становить орієнтовно 100 – 150 м.
Запірну арматурувстановлюють для забезпечення можливості відключення окремих ділянок мережі для проведення ремонтних робіт та розміщують її на мережі таким чином, щоб при ремонті будь-якої ділянки мережі не припинялося водопостачання об'єктів, що не допускають перерв у водопостачанні, та не відключалося більше 5 гідрантів. Конструкція запірної арматури повинна забезпечувати плавність зменшення витрати води або припинення її руху. Це необхідно для запобігання виникненню гідравлічних ударів,що супроводжують різке зменшення швидкості руху води у трубопроводах.
Вантузидля випуску повітря встановлюють на високих ділянках мережі.
Зворотні клапани, що запобігають зворотному перебігу води, встановлюють на тупикових ділянках мережі, на яких можливий зворотний перебіг води при відключенні насосів, що подають воду у водопровідну мережу.
При підземному прокладанні водопроводів трубопровідна арматура встановлюється у колодязях. При розміщенні колодязів на проїжджій частині кришки люків мають бути на одному рівні з поверхнею дорожнього покриття.
Зонування водопровідної мережі.
Найважливішим завданням проектування водопровідної мережі є забезпечення необхідного напору води у споживачів, у своїй, з умов безпеки внутрішнього водопроводу, напір у водопровідної мережі нічого не винні перевищувати максимально допустиму величину, рівну 60 м. У ряді випадків, наприклад при сильно вираженому рельєфі, виконати це неможливо, тому влаштовуються окремі зони водопровідної мережі, що відрізняються один від одного величиною тиску води в трубопроводах. Зонуванняводопровідної мережі можливо двома способами.
Послідовне зонуваннязастосовується при сильно вираженому рельєфі забудови, рис. 12.
12. Схема послідовного зонування. 1,2 – нижче та вище розташовані райони забудови; 3 – резервуар; 4 – насосна станція.
При послідовному зонуванні напір у водопровідній мережі, що обслуговує вище розташовану частину забудови, перевищує напір у мережі нижче розташованої частини на величину напору, створюваного насосом.
Паралельне зонуваннязастосовується за наявності біля поселення віддалених районів забудови, рис. 13.
Рисунок 13. Схема паралельного зонування
1 – резервуар питної води; 2 – насосна станція; 3 – район забудови, розташований поблизу насосної станції; 4-район забудови, віддалений від насосної станції.
При паралельному зонуванні воду в близько розташований до насосної станції район забудови і віддалений від неї район подають різнінасоси, що входять до складу насосної станції При цьому насоси, що обслуговують віддалений район, створюють більший напір, необхідний компенсації втрат напору в протяжних водоводах, що подають воду у віддалений район.
Як правило, зонування мережі подорожчає водопровідну мережу за рахунок будівництва додаткових резервуарів та насосних станцій, тому воно розглядається як вимушений захід, необхідний для забезпечення необхідних напорів на всіх ділянках водопровідної мережі.
Вплив планувальних рішень на техніко-економічні характеристики водопровідних мереж.
Планувальні рішення поселень істотно впливають на вартісні характеристики водопровідних мереж. До збільшення протяжності мережі, і, отже, збільшення її вартості призводить:
Низька щільність забудови та, як наслідок, збільшення площі забудови поселення;
Територіальна роз'єднаність поселення (наявність віддалених масивів забудови, селищ та ін.);
Велика кількість широких, понад 22 м вулиць, на кожній стороні яких необхідно прокладати розподільні водопровідні мережі;
Відстань насосної станції другого підйому від міської забудови.
Інженерні комунікації – одна з неодмінних складових сучасного заміського будинку – це зовнішні системи водопостачання, опалення, відведення стічних вод та підведення питної води.
Насамперед, для визначення ваших подальших цілей, якщо потрібні зовнішні системи водопостачання, необхідно вирішити, чи буде ваш будинок постійним або тимчасовим притулком, адже одна справа – дачні сезони, та інша – зимувати на «дачі».
Плануванням таких інженерних мережзаймаються певні проектні організації (найчастіше – «Міськводоканал»). При проектуванні зовнішніх систем водопостачання самотужки ви повинні повідомити про це відповідні інстанції та дочекатися дозволу на проведення подальших робіт. Після монтажних робіт вам потрібно буде звернутися до «спеціально навченої» людини, щоб вона допомогла скласти акт приймання.
Зовнішні системи водопостачання, а точніше монтажні роботи з ними пов'язані, мають на увазі список необхідних документальних дозволів від відповідних інстанцій.
Влаштування зовнішніх систем водопостачання
Максимальний комфорт під час вибору зовнішніх систем водопостачання забезпечує централізована система водопостачання. В даному випадку вам потрібно лише правильно приєднати трубу до водопровідної магістралі та підвести воду прямо до будинку. Як правило, радять пластикові або металопластикові труби, у будь-якому випадку вони повинні витримувати тепло до ста градусів.
У кого не виходить підключитися до центрального водопостачання, рекомендують автономну систему водопостачання.
Якщо ви збираєтеся жити в заміському будинку тимчасово і влітку, то хороший варіант – подача води з колодязя за допомогою насоса, що подає воду у внутрішню мережу. Якщо ж ви замислюєте цей будинок як постійне місце проживання, пробуріть свердловину, в деяких випадках це роблять безпосередньо під будинком. Тоді зовнішні системи водопостачання не потрібні.
При монтажі зовнішніх мереж каналізації труби прокладаються нижче за рівень, де промерзає грунт. Крім того, необхідно їх утеплення керамзитом або шлаком. При монтажних роботах зовнішніх каналізаційних систем застосовуються пластикові труби, гарантія справної роботи становитиме 50 років. У траншеї для труби, що відводить, форма повинна бути трапецієподібною. Дно траншеї слід засипати щебенем і утрамбувати, труба повинна поміститися на дно траншеї щільно, не провисати. При влаштуванні зовнішніх систем каналізації пам'ятайте, що отвори очисної споруди, що приймають, потрібно розташувати нижче виходу відвідної труби.
Будинки заміського типу часто не вдається підключити до централізованої системи каналізації. Якщо ви живете в будинку тимчасово, то зовнішня система каналізації можлива за скороченою схемою: труба, розташована під ухилом, що відводить стоки від будинку, і вигрібна яма. Якщо ви проживаєте в будинку цілий рік, то найкраще зробити септик для відстоювання вод разом з колодязем, що фільтрує.
Коли встановлюються зовнішні системи водопостачання, слід пам'ятати, що приймає отвір очисної спорудизавжди розташовується нижче виходу труби, що відводить.
Сподіваємося, що ці поради допоможуть вам у встановленні зовнішніх систем водопостачання та каналізації.
Невід'ємною частиною будь-якого домобудування є проектування, у якому передбачається як планування приміщень, а й установка систем комунікації. Незалежно від того, будуватиметься приватний будинок або муніципальна нерухомість, обов'язковою умовою для експлуатації будівлі вважається монтаж водопроводу та каналізації. Дані системи розміщують усередині та зовні споруди, враховуючи встановлені норми та правила.
Загальний пристрій та призначення
Водопровід і каналізація є єдиною системою, яка об'єднує у собі ряд заходів, вкладених у забезпечення будівлі водою і відведення стоків. Завдяки комплексу інженерних пристроїв та споруд вода поставляється до споживачів із природних джерел, проходячи попереднє очищення.
Щоб водопостачання було безперебійним, у комунікаціях обов'язково передбачають зберігання запасів, це дозволяє забезпечувати водою різні господарські об'єкти і населені пункти. Тому до головних завдань водопроводу можна віднести: одержання води з джерела, контроль її якості відповідно до вимог користувачів та безпосереднє транспортування до точок відбору. Таке постачання зазвичай здійснюється з місцевих або централізованих джерел і має свою схему водопроводу.
Проектування комунікацій залежить від джерела води.Для великих і виробничих об'єктів зазвичай вибирають централізовані джерела, а місцевого забору використовують спеціальні резервуари. Що ж до водопостачання гарячою водою, то його найчастіше встановлюють у вигляді закритого водозабору, де відбувається нагрівання та подальше транспортування.
Для житлових приміщень норма гарячої води у водопроводі передбачає нижню межу +60С та верхню +75С.
Залежно від експлуатаційного призначення будівлі розрізняють такі види водопроводу:
- виробничий;
- пожежний;
- оборотний;
- господарсько-питний;
- для постачання гарячої води.
Протипожежний водопровід допускається поєднувати з іншими системами, включаючи виробничу та господарсько-питну. Що ж до питного водопостачання, то його не можна використовувати з об'єктами, що одночасно транспортують воду, яка не відповідає санітарним стандартам. Для того, щоб системи комунікацій справлялися з поставленими завданнями, їх забезпечують наступними спорудами:
- водозабірними станціями, що відповідають за забір води з природного джерела;
- насосними станціями, що створюють при транспортуванні необхідний тиск і поставляють воду на задану висоту;
- спорудами для обробки та очищення, що покращують якість води;
- водопровідними системами та водоводами;
- запасними та регулюючими резервуарами.
Зовнішня мережа
Сучасні водопровідні системи є складною мережею, головною складовою яких вважається зовнішній трубопровід. Він відповідає за постачання води від свердловин, водойм або сховищ до споживача, центральний водопровід можна прокладати як на поверхні, так і під землею. Перший варіант установки є найдешевшим, характеризується швидким монтажем. У цьому випадку водогін кріплять на піднесених опорах і додатково покривають теплоізолятором. Якщо ж при проектуванні водопроводу передбачено магістральне перетин, то укладання труб виконують у підземних тунелях або траншеях.
Зовнішня мережа, як правило, складається із споруд, що відповідають за очищення, зберігання води та різного насосного обладнання. При цьому фільтрація здійснюється не тільки в паркані, а й у зовнішній системі водопроводу. Залежно від цього, де використовуватиметься вода, розрізняють кілька видів зовнішнього водопостачання.
- Технічне.Воно призначене винятково для виробничих об'єктів. Часто для економії коштів у технічних водопроводах встановлюють лише часткове очищення і можуть повторно використовувати оброблений ресурс.
- Пожежне.Його застосовують для систем пожежогасіння. Подібну мережу додатково постачають спецтехнікою та гідрантами. Зазвичай пожежний водогін роблять тупиковим, це дозволяє його поєднувати з побутовим та технічним постачанням.
- Побутове.Вода, що транспортується, в такому водопроводі використовується для пиття і ретельно очищається.
Внутрішня система
Водопровід також має і внутрішню систему, що складається з мережі труб, що проходять всередині будівлі та провідних комунікацій до точок водозабору. Оскільки зовнішній трубопровід може мати різний тиск, внутрішнє водопостачання влаштовують двома способами.
- Без підвищуючих насосів.Подача води в такому випадку здійснюється за рахунок тиску в зовнішній мережі, а водогін включає введення, водомір, труби, стояк і підводку. Даний вид постачання ідеально підходить як у приватний будинок, так і міські квартири. Він характеризується простотою, немає жодних додаткових пристроїв, крім трубопроводу.
- З періодичними чи постійно діючими наносами.Подібна система вибирається, коли зовнішня мережа не забезпечена потрібним тиском для транспортування води, або якщо необхідно її постачати на високі та віддалені точки водозабору. Як правило, водогін з насосами встановлюють у великих будинках висотою понад 50 м, готелях, будинках відпочинку та виробничих об'єктах.
Щоб вода надходила до споживачів безперебійно, крім насосних установок, водопровід доповнюють спеціальними резервуарами, де зберігається її запас. Обсяг баків визначається залежно від господарських потреб, зазвичай їхня ємність розрахована на 20% від добової витрати.
Водонапірні резервуари є головними складовими внутрішньої системи водопостачання та обладнуються спеціальними трубами та клапанами. Їх рекомендується розміщувати в добре освітлюваному та вентильованому приміщенні.
Якщо проектом передбачено зональне постачання, то кожна ділянка повинна мати індивідуальні магістральні лінії, які їх закладають зазвичай у технічних поверхах. Усередині будівлі мережі водопроводу роблять відкритими із розлученнями. У деяких випадках також застосовують і прихований монтаж труб, розміщений у шахтах та борознах стін. Для цього в місцях установки арматури кріплять з'єднання і фіксують оглядові люки.
Крім цього, внутрішні системи повинні бути прокладені під ухилом 0.002-0.005, це забезпечить виведення води з магістралей до відповідних труб та приладів. Якщо ж комунікації розташовані в нижніх точках, бажано зробити спускний пристрій.
Під час монтажу внутрішнього водопроводу обов'язково приділяється увага та монтажу запірної арматури.Її ставлять на підводках до кранів, унітазу, змивних бачків та умивальників.
Матеріали для труб
Виконуючи монтаж водопроводу, важливо приділити увагу вибору матеріалу, з якого виготовлені труби, тому що від цього залежатиме не тільки вартість їх установки, але і термін служби. Щоб системи надійно прослужили не один десяток років, під час придбання труб потрібно врахувати, що вони будуть зазнавати тиску та хімічної дії води. Тому рекомендується віддавати перевагу міцному та надійному матеріалу. На сьогоднішній день у продажу можна зустріти кілька видів труб.
Мідні
Такі труби широко використовуються у різних інженерних комунікаціях, включаючи водопостачання. До головних переваг мідних труб відносять:
- високу стійкість до тиску;
- низьким та високим температурам;
- відсутність деформації при нагріванні;
- цей матеріал забезпечує магістралі довговічність;
- ефектний зовнішній вигляд.
Що ж до недоліків, то подібні системи:
- дороги в установці;
- їх монтаж трудомісткий і потребує спеціальних технологій паяння;
- якщо під час експлуатації мідна система дає протікання, то пошкоджену ділянку потрібно повністю вирізати та замінювати на нову.
Як правило, мідні водопроводи використовують для дистильованої води, тому що вони мають властивість з'єднуватися з токсичними елементами.
Хлорова вода негативно позначається на фізичних характеристиках міді. Мідні системи також швидко руйнуються від блукаючого струму.
Металопластикові
Складаються з тонкої металевої труби, покритої зовні та усередині шарами пластику. Плюсів у таких водопроводів багато:
- вони мають невеликий діаметр;
- легкі у ремонті;
- прості у встановленні;
- Добре переносять температурні перепади.
Але вибираючи монтаж комунікацій з металопластикових труб, варто врахувати, що вони вимагають регулярного технічного обслуговування, коштують дорого, бояться ударів та можуть зруйнуватись під впливом ультрафіолетових променів.
Сталеві
Залежно від матеріалу покриття вироби поділяються на оцинковані та без покриття. Установка такого водопроводу виконується за допомогою спеціальних різьбових з'єднань, муфт, трійників або зварювання. Сталеві системи відрізняються високою жорсткістю, міцністю та тривалим терміном експлуатації.Незважаючи на позитивні властивості даних трубопроводів, вони піддаються утворенню всередині іржі та неорганічних відкладень. Крім того, їх монтаж трудомісткий.
Оцинковані
Віддаючи перевагу цьому виду труб, важливо при їх установці ретельно здійснювати герметизацію з'єднань. Це можна робити за допомогою льону, попередньо просоченого оліфою або фарбою. Не можна обробляти різьблення синтетичними розчинами. Плюсом оцинкованих трубопроводів вважається їхня доступна ціна та легкий монтаж, мінусом – невеликий термін служби.
Пластикові
Є хорошим матеріалом для будівництва водопроводу, тому що вони:
- довговічні;
- не піддаються корозії;
- мають низьку теплопровідність;
- невелика вага.
Пластикові системи можна укладати прихованим способом. Установка труб виконується швидко і просто, але їх не можна застосовувати для гарячої води.
Труби ПНД
Виробляються з поліетилену під низьким тиском, тому виходять міцними та відмінно підходять для водопостачання як технічної, так і питної води. Такі труби популярні в сучасному будівництві, тому що мають високу еластичність і стійкість до замерзання. За низьких температур вони не лопаються і дозволяють транспортувати як холодну, так і гарячу воду. У системі труби з'єднуються за допомогою зварювання або паяння, монтаж здійснюється легко, оскільки поліетилен добре гнеться.
Полівінілхлоридні
На відміну від інших видів матеріалу, цим виробам властива велика жорсткість, завдяки чому їх широко використовують для прокладання відкритих і закритих магістралей водопостачання. Труби підходять для транспортування не тільки гарячої та холодної води, але й для опалювальних систем, мають акуратний зовнішній вигляд та високу міцність. Стоять труби недорого, їх з'єднують методом склеювання та за допомогою фітингів. Видимих недоліків у полівінілхлорид немає.
Поліпропіленові
За своїми технічними властивостями багато в чому мають подібність до поліетиленових труб, але коштують вони набагато дешевше і з'єднуються за допомогою зварювання. Крім цього, такі системи довговічні, міцні, відповідають усім будівельним стандартам і вимогам, але під час їх стикування потрібно звертати увагу на якість паяння, інакше можлива протікання.
Споруди для очищення води
Водопровід забезпечує транспортування води до споживача з різних природних джерел, які можуть містити органічні та мінеральні елементи у розчиненому, колоїдному чи зваженому стані. Для того, щоб якість води відповідала всім стандартам, під час монтажу комунікацій додатково будують очисні споруди. Найпоширенішими варіантами є невеликі водоочищення із самопливним рухом води.Найчастіше їх можна зустріти у міських водопроводах.
МВС РОСІЇ ФЕДЕРАЛЬНЕ
ПРОТИПОЖЕЖНЕ ВОДОПОСТАЧАННЯ
Л І К Ц І Я
ІРКУТСЬК-2007
МВС РОСІЇ ФЕДЕРАЛЬНЕ
ДЕРЖАВНИЙ ОСВІТНИЙ ЗАКЛАД ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ «СХІДНО-СИБІРСЬКИЙ ІНСТИТУТ МІНІСТЕРСТВА ВНУТРІШНІХ СПРАВ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ»
СТВЕРДЖУЮ Начальник кафедри канд. техн. наук, доцент
полковник внутрішньої служби
А.В. Малихін «____» ______________ 2007 р.
ПРОТИПОЖЕЖНЕ ВОДОПОСТАЧАННЯ
Л І К Ц І Я
вищої професійної освіти за спеціальністю 280104.65 – Пожежна безпека
Тема 4. Забезпечення надійності роботи систем протипожежного водопостачання
ЛЕКЦІЯ 4. «ВОДОВОДІ І ЗОВНІШНЯ ВОДОПРОВІДНА МЕРЕЖА»
Іркутськ-2007
Протипожежне водопостачання: лекція «Водоводи та зовнішня водопровідна мережа» вищої професійної освіти за спеціальністю 280104.65 – Пожежна безпека. - Іркутськ: ФГОУ ВПО ВСІ МВС Росії, 2007 - 18 с.
Підготовлена О.Ю. Кочкіним, кандидатом технічних наук, старшим викладачем кафедри пожежної техніки, автоматики та зв'язку
Обговорено на засіданні ПМС «____» листопада 2007 р. Протокол № ___
© ФГОУ ВПО ВСІ МВС Росії, 2007
МЕТА: Вивчити призначення, види будови та роботи водоводів та зовнішньої водопровідної мережі
В результаті заняття курсанти повинні:
Знати: влаштування водоводів, способи резервування водоводів, обладнання, яке встановлюється на системах водопостачання для забезпечення надійності роботи, а також пристрої для забору води на потреби пожежогасіння. Розміщення пожежних гідрантів у колодязях. Нормативні вимоги щодо встановлення гідрантів на водопровідних мережах.
Вміти: проводити обстеження пожежних гідрантів, а перевіряти їх на працездатність.
Мати уявлення: про влаштування запірної та регулюючої арматури, що розташовується на водопровідній мережі.
Виховна мета: виховувати у курсантів прагнення отримання нових знань для застосування в практичної роботі ДПС. Набуття навичок ведення конспектів. Дотримання військових вимог під час занять.
Час: 2:00.
Методичне забезпечення:
1. Дошка, крейда;
2. Плакати;
3. Кодоскоп, слайди;
4. БНіП 2.04.02-84 * Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди.
Розглянуті питання:
1. Влаштування водоводів та водопровідної мережі;
2. Арматура водопровідної мережі;
3. Пожежні гідранти та колонки;
4. Протипожежні вимоги до встановлення пожежних гідрантів;
5. Вимоги до влаштування зовнішньої водопровідної мережі.
Питання перше. Влаштування водоводів та водопровідної мережі
Зовнішня водопровідна мережа є одним з найважливіших елементів системи водопостачання, що складається з водоводів та водопровідної мережі.
Водоводи прокладаються між насосними станціями та водопровідною мережею, призначені для подачі до неї води.
Водопровідна мережа являє собою систему ліній, що розводять воду територією населеного пункту або промислового об'єкта, є кінцевою ланкою на шляху руху води від джерела до споживача.
Забезпечення надійної роботи водоводів, що здійснюють подачу води від джерела до споживача, є важливим завданням. Відмова водоводів при одному водоживителі може спричинити відмову всієї системи водопостачання. Найчастіше підвищення надійності роботи водоводів застосовують резервування. Воно може проводитися двома способами: без перемичок та з перемичками (рисунок 1).
Рисунок 1 – Рух води водоводами і в перемичках:
а – водоводи у справному стані; б – при виході з ладу однієї з ділянок водоводів
У першому випадку система водоводів складається з кількох паралельно прокладених ліній без перемичок. Така прокладка водоводів використовується лише для водоводів щодо малої протяжності, коли лінії водоводів прокладаються значною відстані друг від друга.
Використання другого способу прокладання водоводів із застосуванням перемичок значно підвищує надійність систем водопостачання. При влаштуванні перемичок у кожному вузлі примикання водоводів необхідно встановлювати по 3 засувки, таким чином, на кожну перемичку
необхідно встановлювати 6 засувок. Це дозволяє відключати при аварії лише одну пошкоджену ділянку, не зупиняючи подачу води.
На малюнку 1б показано рух води водоводами і в перемичках при виході з ладу однієї ділянки водоводу, для відключення якого потрібно закрити дві засувки першу і другу.
Трасування водопровідної мережі має, з одного боку, забезпечувати достатню надійність, з іншого боку, бути економічним.
Розгалужена (тупикова) мережа (малюнок 2а) має меншу вартість, ніж кільцева (малюнок 2б). Однак, від кожного вузла тупикової мережі до точки подачі води є лише один шлях. Для надійності роботи необхідно мати не менше двох таких шляхів. Цій вимогі задовольняє кільцева мережа. Структура кільцевої мережі має високий рівень резервування шляхів подачі води і, отже, високими показниками надійності. Крім того, кільцева водопровідна мережа при тих же діаметрах труб, порівняно з тупиковою, має значно більшу водовіддачу, приблизно в 2 рази.
Рисунок 2 – Трасування розподільної водопровідної мережі: а – тупикова; б – кільцева
Під терміном «надійність» прийнято розуміти властивість об'єкта виконувати задані функції, зберігаючи у часі значення встановлених експлуатаційних показників у заданих межах, що відповідають заданим режимам та умовам використання, технічного обслуговування, ремонтів.
Надійність забезпечення водою окремих споживачів значною мірою залежить від місця розташування на території об'єкта чи населеного пункту. Чим далі знаходиться споживач від точки подачі води до мережі, тим нижче надійність його водозабезпечення.
СНиП 2.04.02-84* встановлює допустимі межі зниження загальної подачі води у разі виникнення аварії та найменшу величину тиску в мережі в критичній точці при аварійній ситуації. Порушення цих меж є відмовою системи водопостачання. У мережах з одним джерелом
харчування критичні (диктуючі) точки зазвичай виявляються розташованими в найбільш віддалених і високорозташованих пунктах. Вибір критичних точок повинен бути наведений з урахуванням можливості живлення всієї мережі від джерела, а також живлення її одночасно від джерела та регулюючої ємності (водонапірної вежі). За наявності кількох джерел живлення надійність водозабезпечення покращується.
Тупикові лінії водопроводів допускається застосовувати:
- для подачі води на виробничі потреби – за допустимості перерви у водопостачанні на час ліквідації аварії;
- для подачі води нагосподарсько-питні потреби – при діаметрі труб трохи більше 100 мм;
- для подачі води на протипожежні або на господарсько-протипожежні потреби незалежно від витрати води на пожежогасіння – при довжині ліній не більше 200 м;
- у населених пунктах з кількістю жителів до 5000 осіб та витратою води на зовнішню пожежогасіння до 10 л× с-1 або за кількості внутрішніх пожежних кранів у будівлі до 12 допускаються тупикові лінії завдовжки більше 200 м за умови влаштування протипожежних
резервуарів або водойм, водонапірної вежі або контррезервуару в кінці глухого кута.
Труби повинні бути прокладені на глибині, що забезпечує незамерзання води в зимових умовах, що виключає можливість нагрівання її влітку і попереджає пошкодження труб під навантаженнями від транспорту, що рухається. Для забезпечення незамерзання глибина укладання труб Zтр (вважаючи до дна траншеї) повинна бути на 0,5 м більша за розрахункову глибину Zр проникнення в грунт нульової температури, тобто:
Zтр = Zр + 0,5 м (1)
Розрахункову глибину проникнення в ґрунт нульової температури слід встановлювати на підставі багаторічних спостережень.
Висновок щодо питання. Таким чином, від правильності пристрою, а також методу резервування водоводів та водопровідної мережі залежить забезпеченість водою населених пунктів та промислових підприємств.
Питання друге. Арматура водопровідної мережі
На водопровідних мережах встановлюється така арматура:
- запірно-регулююча(Вентилі, крани, засувки, затвори);
- запобіжна (запобіжні, зворотні та редукційні клапани, вантузи, випуски);
- водозабірна (водорозбірні колонки, крани та пожежні гідранти).
Запірна та регулююча арматура. Засувки та вентилі (малюнок 3)
призначаються для відключення окремих ділянок мережі під час аварії, ремонту, а також при регулюванні витрат. Засувки з ручним приводом
встановлюються на трубопроводах діаметром до 300 мм, з електроприводом – на трубопроводах діаметром 300 мм та більше.
Рисунок 3 – Засувка
Захисна арматура. Вантузи служать для автоматичного впуску та випуску повітря з трубопроводів. Вони встановлюються на трубопроводах діаметром 400 мм і більше, на піднесених точках з відривом 250…2500 м друг від друга. Якщо повітря не буде видалено з трубопроводу, утворюються повітряні подушки, що зменшують площу живого перерізу трубопроводу.
Вантуз (малюнок 4) складається з чавунного корпусу 1, в якому розташовується сталева порожня куля 2 з вертикальним сталевим штоком, корпус закритий кришкою 3. Повітря, що виділяється з води, накопичується у верхній частині вантуза. Під тиском повітря рівень води опускається разом з кулею, яка відкриває при цьому з'єднаний з ним клапан 4, внаслідок чого повітря виходить назовні. Після цього вода, що заповнює вантуз, піднімає кулю та закриває клапан.
Рисунок 4 – Вантуз: а – розріз; б – вид із боку; 1 – корпус; 2 – куля; 3 – кришка; 4 – клапан
Подібні вантузи можуть використовуватися і для впуску повітря у водовід при утворенні в ньому знижених тисків або розриву суцільності потоку при гідравлічних ударах.
Зворотні клапани (малюнок 5) призначені для пропуску води лише одному напрямку. Вони встановлюються на напірних лініях, після відцентрових насосів, на лініях для відключення водонапірних веж та інших випадках.
Рисунок 5 – Зворотний клапан
Запобіжні клапани служать для запобігання підвищенню тиску в трубах понад допустимий при виникненні гідравлічного удару у водопроводах та водоводах внаслідок зупинки насосів або швидкого закриття засувок у мережі.
Рисунок 6 – Пристрій пружинного запобіжного клапана 1 – патрубок; 2 – шток; 3 – пружина; 4 – клапан; 5 – сполучний фланець
Запобіжні клапани можуть бути пружинними або важільними (рис. 6). Принцип роботи пружинного запобіжного клапана
полягає в наступному: під дією підвищеного тиску в клапані долається зусилля пружини, вода через трубу викидається назовні. Арматура зовнішньої водопровідної мережі розміщується у спеціальних колодязях. Водопровідні колодязі можуть бути залізобетонні, бетонні, цегляні, із бутового каменю. Колодязі діаметром до 2 м виконують круглої форми, великих розмірів – прямокутної форми.
У разі розташування грунтових вод вище дна колодязя слід передбачати гідроізоляцію дна та стін колодязя на 0,5 м вище рівня грунтових вод. При розташуванні колодязів на проїжджій частині люки колодязя повинні розташовуватися на рівні з дорожнім покриттям. Для запобігання замерзанню пожежних гідрантів колодязі (при відповідному обґрунтуванні) утеплюють.
Висновок щодо питання. На водопровідній мережі встановлюється різне обладнання, яке призначене для запобігання трубопроводам, перекриття на ремонтні ділянки, регулювання витрати, а також відбору води на пожежогасіння.
Питання третє. Пожежні гідранти та колонки
Пожежні гідранти призначені для відбору води на пожежогасіння із систем зовнішнього водопостачання.
Пожежні гідранти виконують наземними та підземними.
Найбільшого поширення нашій країні отримав підземний гідрант московського типу (рисунок 7), винахідником якого є російський інженер Н.П. Зімін.
Гідрант встановлюється на фланець пожежної підставки 2 зовнішньої водопровідної мережі. Висота чавунної колонки гідранта 1 може бути від 0,75 до 2,5 м. Гідрант закритий кришкою 3. Для користування гідрантом відкривається люк колодязя, потім кришка гідранта і його верхній кінець з різьбленням нагвинчують пожежну колонку (рисунок 9).
Квадратна головка стрижня колонки увійде до торцевого ключа 6 гідранта. Обертання рукоятки колонки через стрижень передається стрижню 8 гідранту. Гвинтова нарізка, наявна на стрижні 8 гідранта, входить у мідну гайку 9 і змушує стрижень пересуватися у вертикальному напрямку для відкривання та закривання пов'язаного з ним пустотілого шарового клапана 10. Стрижень 8 жорстко пов'язаний з розвантажувальним клапаном 11 шарового клапана. Під час руху стрижня 8 вниз відкриється розвантажувальний клапан. Через отвір, що відкрився в кулі, почне надходити вода спочатку в кулю, а потім через отвір 13 всередину стояка гідранту. Коли тиск над кульовим клапаном дорівнює тиску водопровідної мережі, кульовий клапан під тиском сили тяжіння відкриється. У нижній частині гідранту є отвір 14, через яке випускається вода з колонки та стояка гідранту після його закриття, що виключає замерзання води взимку. Під час відкривання гідранту отвір автоматично закривається спеціальним повзунком 15 жорстко скріпленим зі стрижнем.
