Тема 1. 11 инженерное оборудование зданий. Водопровод и канализация

Разделы темы:

1. Инженерное оборудование зданий, его виды и их назначение

2. Водоснабжение, холодные и горячие сети, приборы

3. Водоотведение (канализация), сети, отстойники, песко- жироуловители, очистные сооружения

 

1. Инженерное оборудование, его назначение, виды оборудования

Современное здание, образно говоря, называют машиной, т.к. оно не может функционировать без тех расходных материалов, которые требуются для протекания функционального процесса. Это вода, водоотведение (канализация), отопление, энергоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, телефон, радио, телевидение и т.д.

Отсутствие одного из компонентов не позволяет полноценно использовать здание, т.е. также как любой механизм; машина не может работать при отсутствии одного из компонентов (например, горючего) так и здание.

Таким образом, для полноценного использования здания по его назначению, получения от него пользы, в полном соответствии с потребительскими качествами, необходимо насытить здание оборудованием и обеспечить его нормальное функционирование в процессе эксплуатации здания.

 

2. Водоснабжение, холодные и горячие сети, приборы.

Система водоснабжения здания должна являться неотъемлемой частью любого здания в современных условиях, т.к. метко сказано в одном известном кинофильме «без воды и ни туды и не сюды».

Система должна обеспечивать здание водой заданного технологией качества и количества с необходимым напором (давлением в сетях). Снабжение водой (холодной) может осуществляться от наружной центральной сети поселения (города, посёлка) и собственно местного источника (колодца, скважины).

Системы водоснабжения может быть назначена:

Хозяйственно-питьевой – предназначена для снабжения водой питьевого качества по ГОСТ 2874-82 «питьевая вода».

Производственные системы – обеспечивают снабжение водой технического качества используемой для технологических целей предприятия. В этом случае часто требуется водоподготовка (умягчение, обессоливание, обезжелезивание, обесцвечивание).

Противопожарные системы – предназначены для ликвидации пожаров.

 

По сфере обслуживания системы водоснабжения могут быть:

Раздельными: с водой разного качества (питьевая и отдельно – хозяйственная)

Объединенными: (хозяйственно – производственная, хозяйственно – противопожарная)

Едиными (только питьевого качества, но с использованием для всех нужд).

 

По способу использования воды:

Прямоточными;

Оборотные;

Повторного использования.

 

По величине напора с учетом установленного оборудования:

Напор от наружной сети;

От водонапорной башни или бака для «Пика» потребления;

С подкачкой (на верхние этажи повысительным насосом).

На рис. 11.1 и 11.2 показаны системы.

Рис. 11.1 Система водоснабжения здания с повысительной насосной установкой (сеть кольцевая с нижней разводкой)

1 – ввод № 1; 2 – обратный клапан; 3 – перемычка; 4 – запорная арматура; 5 - пожарный стояк; 6 – пожарные краны; 7 – водомерный узел; 8 – монтажные запорные вентили; 9 – поливочный кран; 10 – спуск (пробка); 11 – кольцевая магистраль; 12 – насосная установка; 13 – ввод № 2

Рис. 11.2 Система водоснабжения здания с водонапорным баком и повысительным насосом

1 – ввод; 2 – водосчетчик; 3 – повысительный насос; 4 – магистраль; 5 – водонапорный бак; 6 – обратный клапан; 7 – стояки; 8 - арматура

 

Вода подается потребителю по системе трубопроводов – сетям. Различают сети наружные и внутренние с системой устройств, для закрытия, перераспределения и регулировки воды, так называемой арматурой (задвижки и т.п.).

Элементы внутреннего водопровода:

Вводы – предназначены для соединения системы водопровода здания с наружными сетями.

 

Водомерные узлы – измерительное оборудование для учета количества расходуемой воды, напора воды из сети.

 

Местные водонапорные установки – установки для повышения напора в сети внутреннего водопровода (насосы для повышения давления в сети, пневматические установки)

 

Регулирующие и запасные баки

Водопроводы сети (разборные сети).

Водопроводные сети.

Водопроводные сети внутри зданий состоят из магистральных трубопроводов, стояков на которых устанавливают водоразборные приборы. На рис. 11.1 и 11.2 все эти элементы внутренней системы водопровода хорошо показаны. Сети можно разделить по конфигурациям и по положению в системе - тупиковая, кольцевая и комбинированная.

 

В этих сетях выделяют магистральные трубопроводы, от которых расходятся сети потребления. Сети магистральные в зданиях располагают в нижних этажах (подвалах) от них при многоэтажных зданиях идут вертикальные разветвляющие сети на потребителей (стояки) (см. рис 11.3).

 

 

Рис. 11.3 Схема компоновки разводящей сети

 

В высоких зданиях делаются подкачивающие устройства, с подачей воды на ярус и от него идет уже обычное расположение.

Напор в сети водопровода определяется системой запорных устройств, соединений и обычно не превышает 8 атм.

В зависимости от этажности уступов во внутренних сетях устанавливается величина напора в отдающей разводящей сети и подводке к ним, с помощью повысительных насосов. Внутренние подводки труб к приборам должны делиться трубами с запорными кранами и не зависеть от стояков. Трубопроводы прокладываются открытым и закрытым способом в нишах. При пересечении стен трубы прокладываются в гильзах позволяющих свободное перемещение труб относительно стен. Пространство между гильзой и стояком заполняется сальником из эластичных материалов.

В полах трубопроводы делают в каналах. Трубы с холодной водой покрывают теплоизоляцией для устранения потения. Внутренняя проводка делается из стальных труб, соединение делают резьбовое или на сварке. Трубы должны быть оцинкованными, соединение на резьбе делают с уплотнительными намотками из льна (лента ФУМ) с использованием муфт, сгонов, шайб, контргаек и т.п.

Кроме стальных труб применяют чугун, пластмассы, металлопластик, полиэтилен. Но нужно для этих труб иметь сертификат соответствия по санитарным требованиям. Диаметр труб определяется по расходу воды и бывает от 10 до 100 мм (или в дюймах).

Кроме труб во внутреннем водопроводе используется арматура:

Запорная, водоразборная, регулирующая, предохранительная. Материал для нее принят: чугун, латунь, бронза, резина, кожа, поронит и пластмасса исключающие коррозию. Конструкция арматуры сейчас очень разнообразна и различается по принципу конструктивного решения вентильная, пробковая, дроссельная, шторная. Все это зависит от места установки арматуры (эстетические требования: напор и диаметр труб). При диаметре до 50 м.м. устанавливают вентили, при диаметре больше 50 – задвижки.

 

Водоразборная арматура – кран разборный, смеситель, смеситель мойки и т.п.

Регулирующая арматура – регулятор расхода, напора.

 

Предохранительная арматура - клапаны

Вводный узел оборудуют счетчиками расхода воды. Они делаются в близи вводных трубопроводов с длиной прямого участка не менее 3D. Водосчетчики при их установке должны быть с определенной чувствительностью. Счетчики по виду устройств могут быть крыльчатые и турбинные.

В процессе использования водопроводной сети происходит засорение трубопроводов, образование накипи и шлама и ряд других негативных явлений. Иногда воду приходится смягчать, что также увеличивает затраты на водопровод.

При проектировании водопроводной сети решают много задач по расчету расходов, конструкций разводящей сети, мощности подпитывающих устройств, автоматики управления сетями.

Горячая вода в зданиях может подаваться в здания из центральных сетей отопления и подводться к разборным приборам по самостоятельным трубопроводам холодного водоснабжения.

В случае если такого источника нет, то горячее водоснабжение делается путём нагревания холодной воды перегретой водой из системы отопления в бойлерах или специальных установках с использования электричества, газа, твёрдого топлива установленных в местах разбора горячей воды (кухни, мойки, ванные комнаты).

В этих случаях при расчёте систем водоснабжения в общий расход воды должна включаться вода, забираемая из систем водоснабжения для подогрева.

Расчёт расхода воды является важной и ответственной задачей при проектированию систем водоснабжения.

Для этого должны быть установлены потребители воды на хозяйственно – питьевые нужды, производственные, противопожарные.

В соответствии с мощностью предприятия (числе мест в торговом зале для предприятий общественного питания), в числе жителей в жилом доме и т.д. устанавливается расчетом расходы холодной и горячей воды.

- секундные для подбора диаметров трубопроводов, проверки калибра счётчиков воды, производительности насосов при отсутствии регулирующей ёмкости.

-Часовые - (средняя и максимальная) используемые для подбора различного оборудования (скоростные счётчики, водонагреватели, насосы)

-Суточные - для расчёта водопотребления здания (предприятия) объема сбрасываемой воды в системы водоотведения (канализации)

Все эти расходы определяются в соответствии со СНиП 2.04.01.85* «Внутренний водопровод и канализация зданий», где в приложениях 2, 3   приведены вышеназванные расходы для различных зданий и предприятий.

Например: на одного жителя в жилом доме, оборудованном водопроводом, холодной и горячей воды при наличии ванны и душа средняя суточная норма расхода на одного жителя составляет gatot= 250 л/сут, а максимальная 300 л/сут. Для предприятий общественного питания для приготовления одного блюда норма общего расхода воды составляет 12 л/сут среднесуточная и максимальная тоже 12 л/сут

В эти расходы включено потребления воды персоналом, посетителями, уборка помещения.

В этих приложениях также даны секундные расходы воды приборами до 6 л/сут, т.к. приборы и потребители работают одновременно не все, а используют воду по мере надобности, то уменьшается вероятность их использования одновременно.

 Подобный порядок расчёта используется и для проектирования систем водоотведения.

 

3. Водоотведение (канализация), сети, отстойники, песко- жироуловители, очистные сооружения.

При оборудовании зданий водопроводом требуется использованную воду отводить за пределы здания. Это делается путём устройства системы такого водоотвода, которую принято называть системой водоотведения или канализацией.

При количестве пользователей (людей) меньше 50, а для предприятий общественного питания меньше 25 мест допускается отработанную воду вывозить с устройством временных приёмников стоков. Во всех остальных случаях делаются постоянные сети водоотведения (канализации).

По назначению система канализаций подразделяется на бытовые, производственные и внутренние водостоки.

- Бытовая канализация отводит загрязнённую воду от мытья посуды, стирки, санитарно-гигиенических процедур, принятия ванн, душа, отправление естественных потребностей. Согласно «Пособия» по проектированию предприятий общественного питания [5 п. 4.25] в предприятиях общественного питания бытовые и производственные стоки должны отводиться в наружную канализацию раздельными выпусками, т.е. должны предусматриваться отдельные участки канализационной сети в пределах здания.

Производственная – удаляет жидкости и воду использованные в технологических процессах.

Внутренние водостоки – отводят дождевые и талые воды с кровли.

На рис. 11.4 показанная принципиальная схема канализации.

 

Рис. 11.4 Принципиальная схема отвода воды (канализация)

1 – приемники сточных вод; 2 – гидравлический затвор; 3 – внутренняя сеть труб;

4 – выпуск; 5 – вытяжка

 

В жилых и общественных зданиях проектируется единая система канализации, в производственных зданиях раздельная – хозяйственная и производственная системы. В производственных зданиях возможно совмещение систем если производственные стоки имеют температуру ниже 40 С⁰ и не содержат веществ разрушающих материалы труб и приборов. Можно на производственной части делать систему отчистки, снижая содержание твердых частиц в отстойниках.

В предприятиях общественного питания имеют отдельно хозяйственную – бытовую систему, производственную и водостоки дождевые. В этих предприятиях особую роль имеют грязе и жироуловители, где извлекают вещества, которые могут оседать на стенках труб и засорять канализационную сеть.

Канализационные сети собираются из трубопроводов, стояков, устройств для прочистки, выпусков. Они делаются из чугуна, пластических масс, асбестоцемента,которые не подвергаются ржавлению. Для них создают готовые фасонные элементы, обеспечивающие соединение  их в узлах и пересечениях посредством раструбов, как показано на  рис.11.5. Требования к этим материалам определяются ГОСТами. Кроме труб есть готовые участки для устройства ревизий, прочисток, соединений. Стоки поступают в канализационную сеть от санитарных приборов – ванных, умывальников, душевых через поддоны, моекк, унитазов, трапов и др.

а

б

в

Рис 11.5 Внутренние канализационные трубопроводы, соединение на раструбах

а – соединение на раструбах; б – прочистки, ревизия; в – трап; 1 – раструб; 2 - прочистка вертикальная; 3 – стенки приямка; 4 – колено трапа

 

Для исключения запахов в санитарных приборах устанавливаются гидрозатворы, которые исключают прохождения воздуха из системы канализационных систем. Принцип работы гидрозатвора состоит в перекрытие загибов труб слоем воды, как это показано на рис. 11.6

 

Рис. 11.6 Гидрозатвор в соединения прибора с трубопроводом.

 

В зданиях сети канализации прокладывают открыто, в стенах, каналах, бороздах, в пространстве подвесных потолков. Причем эта прокладка не допускается над помещениями,со складами пищевых продуктов, помещениями приготовления пищевых продуктов, лечебными помещениями и рядом других по условиям санитарии и гигиены.

Выпуски труб канализации наружу  делают ниже глубины промерзания грунта или с устройством теплоизоляции.

Для нормальной эксплуатации составляется аксонометрическая схема сети канализации с показом мест ревизий, прочисток, уловителей песка и жира согласно требований СНиП.

Дворовая сеть канализации составляется из систем трубопроводов, колодцев. Участки стока воды от колодца к колодцу должны быть прямыми и  иметь уклоны согласно расчета сети.

 

Специальные  сооружения, используемые в канализационных системах.

Масло-жироуловители – приемники, устанавливаемые на сети трубопроводов после мойки оборудования, посуды и т.д.

Размеры этих устройств зависят от количества стоков. Принципиальная схема их работы показана на рис. 11.7. Собранный жир на поверхности воды и твёрдые остатки на дне периодически убираются. Жироуловители устанавливаются вне здания на внешней канализации (перед приёмным колодцем), см. [5, п. 4.21]

 

Рис. 11.7 Принципиальная схема масло- жироуловителя.

 

Песколовки – отделяют песок и другие взвеси от воды, они выполняются в виде резервуаров с покатым дном и устанавливается на сети после оборудования, на котором производиться мойка с возможным наличием песка. Собранный на дне песок периодически удаляется из системы. Песколовки входят в состав технологического оборудования см. [5, п.4.22]

Рис. 11.8 Система песколовки.

 

Дождевые и внутренние водостоки.

Этот вид канализации устраивается при организованном сборе и сбросе дождевых и снеговых стоков. Так как объем этих стоков во время ливней бывает очень интенсивным, то они делаются отдельно от хозяйственной и промышленной канализации. Вода сбрасывается в коллекторы ливневых стоков уличной сети.

Канализационные стоки отводятся в дворовую канализационную систему при наличии таковой в поселении. В случае отсутствия центральной канализационной сети, с разрешения санитарных органов разрешается сброс стоков в сооружения местной очистки с последующим вывозом в места сброса и захоронения.

Такие установки проектируются в виде отдельных сооружений в виде колодцев – отстойников с возможностью обеззараживания сточных вод.