Системы водоснабжения: общее устройство

Водоснабжением называют совокупность меро­приятий по обеспечению водой различных потребителей (населения, промышленных предприятий, транспорта, сельского хозяйства) в необходимых количествах и требуемого качества.

Система водоснабжения — это комплекс инженерных со­оружений и устройств для получения воды из природных ис­точников, ее очистки, хранения запасов, транспортирования (подачи) различным потребителям в необходимом количестве и требуемого качества.

Системы водоснабжения под разделяются на районные и групповые в зависимости от того, обеспечивают ли они водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов.

В общем случае в задачи систем водоснабжения входят: по­лучение воды из природного источника, улучшение ее качества в соответствии с требованиями потребителей, транспортиро­вание на территорию объекта и подача ко всем заданным точ­кам отбора. При этом в точках отбора должны быть обеспечены заданные давления в трубах водопроводной сети.

В соответствии с перечисленными задачами в состав систе­мы водоснабжения включаются следующие виды водопровод­ных сооружений:

• водозаборные сооружения, осуществляющие забор воды из выбранных для данного объекта природных источников;

• насосные станции (водоподъемные сооружения), создающие требуемые давления в водопроводных трубах для подачи задан­ных расходов воды на заданную высоту;
• сооружения для очистки и обработки воды (очистные соору­жения), осуществляющие улучшение качества (очистку) при­родной воды в соответствии с требованиями потребителя;
• водоводы и водопроводные сети, транспортирующие воду к объектам и местам ее потребления;
• регулирующие и запасные емкости — резервуары различных типов для хранения и аккумулирования воды.

Водоводы и водопроводные сети совместно с насосными станциями и регулирующими емкостями образуют системы подачи и распределения воды — подсистемы системы водо­снабжения в целом.

На рисунке ниже показана схема расположения основных соору­жений системы водоснабжения города при использовании од­ного природного источника воды. Напорная регулирующая емкость может быть расположена в начальном или конечном узле или в каком-либо другом узле сети, имеющем наивысшую геодезическую отметку. Когда очистные сооружения и резер­вуар чистой воды располагаются на достаточно высоких отмет­ках местности, очищенная вода может подаваться объекту по водоводам самотеком, в результате чего отпадает необходи­мость в насосной станции II подъема. В отдельных случаях це­лесообразно располагать очистные сооружения и связанные с ними резервуар чистой воды и насосную станцию II подъема вблизи снабжаемого водой объекта.

Особенности устройства систем водоснабжения

Строительный портал о технологиях строительства, ремонте и эксплуатации

Принцип работы системы водоснабжения

В любом жилом помещении должна быть смонтирована и налажена система водоснабжения. Это обязательное условие комфортной жизни как в частном доме, так и в обыкновенной квартире. Разновидностей система подачи воды всего две: централизованная и автономная. Последняя чаще всего применяется в частных домах, так как сделать автономную систему возле многоэтажного дома и завести её в квартиру достаточно проблематично. Но и в централизованном водоснабжении также имеются свои плюсы: обслуживание сети и трубопроводов ложится на плечи соответствующих служб.

Содержание

Принцип работы системы подачи на воды на примере автономной сети

Хозяева современных частных домов всё чаще стараются обзавестись собственным источником воды, а после – и личной системой её подачи в жилое помещение. У автономной системы есть как свои полюсы (постоянное наличие воды, на которую не надо платить), так и минусы (правильную работу сети необходимо контролировать самостоятельно). Принцип функционирования как у автономной, так и у централизованной системах одинаков, поэтому следует рассмотреть его более основательно.

Основная задача сети подачи воды – доставка жидкости ко всем потребителям, а также соблюдение таких параметров как напор и качество. Забор жидкости происходит с определённого источника, для частного дома – скважина или колодец, для многоэтажек – водохранилище.

После прохождения сквозь систему фильтров (для больших объёмов используют очистные сооружения), вода под действием насосных станций поступает к потребителю. Прежде чем жидкость попадёт в дом, она должна пройти по трубопроводу, длина которого варьируется, в зависимости от нахождения поблизости источника.

Прямая подача воды не всегда удобна, поэтому часто пользователи предпочитают установить гидроаккумулятор. Это устройство позволяет накапливать жидкость, пополнять которую требуется по мере потребления.

Также автономная система водоснабжения частного дома невозможна без использования систем автоматики. Иначе хозяину дома каждый раз придётся самостоятельно включать насосную станцию и контролировать процесс набора жидкости.

Некоторые нюансы подачи воды в многоквартирные дома

Каждая квартира в многоэтажном доме должна быть обеспечена водой соответствующего качества. Большое количество потребителей требует соответственного размера трубопровода: определённый диаметр и длина. Для обеспечения качественного напора необходимо создать сеть с разводками, фильтрационными установками, приборами, которые выполняют контроль за потреблением жидкости.

Чтобы пользователь получил жидкость требуемого качества, она должна пройти несколько этапов очистки. Для чего используют методы отстаивания, а также пропускают воду через системы фильтров. Чтобы исключить наличие вредных микроорганизмов в жидкости, применяют метод хлорирования. Именно из-за большого количества хлорки в воде, её можно использовать только в качестве технической жидкости.

Основными элементами системы водоснабжения многоквартирного дома являются насосные станции и регуляторы давления. Насосы способны обеспечить транспортировку жидкости непосредственно к потребителю, для этого они создают определённое давление в системе. Мощность таких станций достаточно высокая. Регуляторы давления не позволяют превысить определённый уровень, иначе может произойти повреждение трубопровода и дальнейшая утечка жидкости.

Основные разновидности систем водоснабжения

Подача воды в жилые помещения осуществляется двумя способами:

• Централизованным. Подходит для большого количества пользователей. Источник данной системы один, но должен соответствовать определённым рабочим параметрам, иначе вода просто не дойдёт до жильцов. От общего источника отходят ответвления, которые подключены напрямую к пользователям. Часто к централизованному водоснабжению подключаются и хозяева частных домов.
• Автономное. Подразумевает использование ресурсов собственного источника, смонтированного на небольшом расстоянии от дома. Нередко к одной скважине или колодцу могут подключиться несколько пользователей. Автономная система водоснабжения может включать в себя гидроаккумулятор, в который набирается жидкость. Такое конструктивное решение позволяет реже использовать насосные станции.

Централизованная система подачи воды в помещения состоит из большого количества различных элементов, за которыми требуется периодический уход. Данная система способна обеспечить большое количество пользователей водой, но на ремонт и техническое обслуживание иногда уходит большое количество средств.

Автономная система более удобна, но не на всех участках имеются места, где можно пробурить скважину или выкопать колодец. Основной недостаток такой системы – это необходимость самостоятельного поддержания её в рабочем состоянии.

Основные элементы, а также особенности работы централизованного водоснабжения

Так как централизованная подача воды требует установки и монтажа многих дополнительных элементов, то именно её принцип действия имеет некоторые особенности.

Основные элементы, из которых состоит централизованная система подачи воды:

• Технические изделия и агрегаты, которые производят забор воды. Основная работа система заключается именно в функционировании данных устройств.
• Станции, производящие очистку полученной жидкости в больших количествах.
• Сеть трубопроводов, запорной арматуры, а также устройств, контролирующих расход жидкости.

Централизованная система подачи воды имеет следующие особенности работы:

• Перед поступлением в очистные сооружения, вода проходит предварительную очистку в фильтрах насосных станций. В основном, там из жидкости удаляются крупные частицы песка, глины, ила. Более тонкая очистка происходит в очистных бассейнах, после которых кода поступает к пользователям.
• Разводка трубопровода, соблюдение углов наклона, правильное расположение запорной арматуры играют очень большую роль в водоснабжении. При неправильном монтаже трубопроводов, жидкость не поступит к некоторым пользователям, также может произойти повреждение отдельных участков.
• Основным рабочим параметром системы подачи воды является давление. Если давление не будет соответствовать номинальным значением, то вода просто не поднимется до верхних этажей.

В некоторых случаях возможна установка скважины и водонапорной башни. Это позволяет создать индивидуальный источник для нескольких домов. Монтаж такой системы достаточно дорогостоящий, но позволяет жильцам не зависеть от централизованной сети.

Как работает водонапорная башня

Принцип действия водонапорной башни не слишком отличается от монтажа гидроаккумулятора в частном доме.

Состоит данная конструкция из резервуара, который обычно монтируют из металла или нержавеющей стали. Резервуар находится выше скважины, примерно на 2-3 метра. Следует знать, что такой резервуар называется кессоном, он соединяется со скважиной посредством трубопровода. Именно по этому трубопроводу вода поступает из скважины в резервуар.

Сейчас очень часто используют металлические ёмкости, которые немного раннее заменялись несколькими бетонными кольцами. К сожалению, даже самый высококачественный монтаж колец и их последующая обработка не позволяют добиться высокой герметичности системы. Кессоны из металла или нержавеющей стали имеют большую стоимость, но также отличаются более длительным сроком эксплуатации.

Посредством насосной станции, вода проходит через кессон и поступает в накопительный резервуар, которым и является водонапорная башня. Резервуар, в котором происходит накопление жидкости, оборудован поплавковой системой, что позволяет автоматически запускать насосную станцию, если уровень воды опустился ниже минимального.

Основным преимуществом водонапорной башни является возможность постоянного поддержания давления. Это означает, что высокое давление в системе будет до тех пор, пока накопительный резервуар заполнен больше, чем отметка минимум. На давление даже не влияет отсутствие электричества в сети, вода всё равно будет поступать к пользователям.

Основные разновидности труб, который используют для систем водоснабжения

Трубопровод – это один из основных элементов качественной сети водоснабжения. Материал для труб должен выбираться качественный, с длительным сроком эксплуатации, и, по возможности, антикоррозийными свойствами. Наиболее распространёнными являются следующие разновидности труб:

• Стальные. Часто использовались в конце прошлого века, так как в то время не было трудностей с получением настоящей стали. Стальные трубы имеют одно существенное преимущество – долговечность. Срок х эксплуатации достаточно продолжителен, при правильном обслуживании могут использоваться до 20-30 лет и более. Основной недостаток – склонность стали к возникновению коррозии.
• Медные. Дорогостоящий материал, поэтому в современных трубопроводах практически не используется. Срок эксплуатации медных труб в несколько раз продолжительнее, чем стальной продукции. Медь не подвержена воздействию коррозии, не требует частого проведения технического обслуживания. При повреждениях, медные трубы можно запаять. Помимо многих положительных качеств, данный материал способен оказывать бактерицидное действие на транспортируемую жидкость.
• Металлопластиковые. Наиболее часто металлопластиковые трубы используются при современной прокладке трубопровода. Данная продукция проста в монтаже, а также при последующем обслуживании. Пластиковые трубы намного дешевле, чем стальные или медные, имеют меньший вес, их удобно транспортировать и устанавливать. Обладают длительным сроком эксплуатации, при правильном обращении.

Водоснабжение квартир

Чтобы понять, как происходит водоснабжение квартир, следует рассмотреть наиболее популярные схемы подключения.

• Последовательное водоснабжение. Трубопроводы горячей и холодной воды, при таком подключении, проходят параллельно, поэтому для подключения различного оборудования используют тройники. Последовательное водоснабжение требует не высоких затрат, а вода к пользователям поступает из общей магистрали.
• Коллекторное водоснабжение. Такая схема подключения обеспечивает постоянное давление в системе, без перепадов и отключений. Высокое давление позволяет включать сантехнические приборы одновременно, так как к потребителям отходят отдельные трубы. Коллекторная схема считается достаточно дорогостоящей, а её монтаж требует наличия знаний, а также специализированного инструмента.

Что такое система внутреннего водоснабжения

Водоснабжение относится к системам жизнеобеспечения, без которых не могут функционировать офисные здания, предприятия, жилые дома. Эффективное распределение воды внутри сооружения делает его комфортным, безопасным, экологичным.

Определение и назначение системы внутреннего водоснабжения

Внутренний водопровод – это трубы и устройства, обеспечивающие доставку горячей или холодной воды от наружного водовода к потребителям внутри здания. Назначение – транспортировка жидкости нормативных параметров: температуры, качества, напора.

Не допускается соединение хозяйственно-питьевого водовода с водопроводной сетью, подающей техническую воду, непригодную для питья.

Внутренний водопровод обеспечивает водой бытовое сантехническое, технологическое, противопожарное оборудование. Снабжается из центрального водопровода населенного пункта, либо из отдельной скважины или природного источника. На вид внутреннего водоснабжения влияют технические возможности, санитарно-гигиенические и противопожарные требования, а также экономическая целесообразность проекта.

Требования, выдвигаемые к внутренним водопроводам

Основные требования к водопроводу: экономичность, надежность подачи и качество воды для потребителя. В соответствии с санитарными нормами и правилами (СНиП) внутренние водопроводы:

• оборудуются приборами учета объема потребляемой жидкости;
• оснащаются приборами контроля и регуляции напора в системе;
• материалы для водоводов должны быть экологичными и химически инертными;
• питьевая вода для соответствия санитарно-гигиеническим стандартам проходит несколько этапов очистки, осветления;
• жидкость из технического водовода не используется для питья, но проходит стадии очистки, необходимые для технологического процесса;
• для оптимизации водопроводных систем они максимально объединяются, что снижает расходы на эксплуатацию.

Надежность работы обеспечивается одновременной прокладкой двух ниток водовода с переключателями между ними, чтобы можно было ремонтировать или менять одну из труб без прерывания водоподачи.

Чтобы обеспечить бесперебойность подачи при одной нити водопровода, предусматривают накопительные резервуары.

В соответствии со СНиП система внутреннего водоснабжения транспортирует воду с сохранением: температуры, прозрачности или мутности, ионно-солевого состава, кислотно-щелочных показателей, жесткости, количества растворенного кислорода и углекислого газа.

Температура горячей воды в хозяйственном водоводе не должна быть ниже 50-60 градусов, чтобы предотвратить развитие микроорганизмов. Но не должна превышать 75 градусов для безопасности потребителей. Например, в детских учреждениях температура горячего водопровода снижена до 37 градусов.

Минимальный свободный напор внутреннего водопровода в одноэтажном здании должен быть 10 м, в многоэтажных обеспечивается прирост от 4 м на этаж.

Внутренний водопровод поддерживает микробиологические характеристики. В питьевой воде должны отсутствовать микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, регламентируемый коли-индекс (количество кишечных палочек в 1 кг воды) не более 3.

Виды и устройство

Классификация систем водоснабжения производится по общим признакам. В зависимости от назначения выделяются виды внутреннего водопровода:

• производственные – снабжают водой цеха на промышленных предприятиях;
• хозяйственно-питьевые – подают питьевую воду в жилые здания или работникам на производстве;
• противопожарные – обеспечивают водой во время пожаров.

Возможно объединение всех систем водоснабжения в одном производственно-питьевом-пожарном водоводе. Это дорого, если придется тратить много чистой воды на производственные нужды. Чаще создается хозяйственно-противопожарный водопровод, использующий питьевую воду.

По способу транспортировки жидкости водоводы:

• самотечные;
• с запасными баками;
• с повысительными насосами;
• комбинированные.

Конструктивные особенности и состав внутреннего водопровода зависят от требуемого качества и объема жидкости в жилом доме или производственном здании. Базовое устройство включает:

• ввод, один или несколько;
• водомерный узел: счетчик;
• технологическое оборудование для повышения напора: насосы для подачи на верхние этажи;
• арматура: запорная, предохранительная, регулировочная, смесительная;
• соединительные элементы для монтажа труб: колена, переходники, фитинги, сгоны;
• разводящая горизонтальная сеть из труб;
• вертикальные стояки с подводкой к сантехническому оборудованию потребителей;
• запасные емкости.

Иногда предусматриваются устройства дополнительной очистки, обезжелезивания, умягчения, дегазации, или обеззараживания.

Система подачи горячей воды организуется аналогично холодной, особенность – необходимость теплоизоляции труб, проходящих по зданию, чтобы предотвратить преждевременное остывание. По способу организации внутренние системы горячего водоснабжения бывают циркулярные или тупиковые.

Проектирование внутренних сетей

Обеспечить необходимый напор питьевой или хозяйственно-технической воды у потребителя, используя трубы минимальной протяженности, – главная задача проектирования внутреннего водоснабжения.

Внутренний водопровод вписывается в интерьер зданий или помещений не нарушая дизайн и основную конструкцию. Принимают во внимание следующее:

• Расчеты основаны на максимальном объеме расходуемой воды на единицу времени (1 секунда).
• Скорость потока в трубах внутреннего водовода, включая противопожарный, не более 3 м/сек.
• При наличии двух вводов, каждый из них рассчитывается на 100% загрузку, чтобы обеспечить бесперебойную подачу по одному при отключении второго. Если вводов больше – расход жидкости 50%.
• Внутренний водопровод прокладывается из труб, диаметр которых позволяет эффективно использовать напор внешнего водовода при наибольшем водопотреблении в здании.
• Диаметр труб кольцующих перемычек соответствует наибольшему диаметру труб стояка водоразбора.
• Предусматривается устройство виброизолирующих оснований для насосных установок.
• В многоквартирных домах или общественных сооружениях осуществляется максимально скрытая прокладка сетей внутреннего водопровода в помещениях с температурой не ниже 2 градусов. Используются технические подвалы, чердаки, подпольные каналы инженерных коммуникаций.

В сложных случаях проектирование внутреннего водопровода, проведение гидравлических расчетов, определение параметров оборудования проводится специалистами с учетом требований СНиП 2.04.01-85*.

Основные схемы монтажа

Монтаж систем внутреннего водоснабжения осуществляется по схемам:

• Нижняя разводка без водоподкачивающих устройств. Монтируется в подвале. Напор во внутренней сети обеспечивается за счет напора внешней системы водоснабжения.
• Нижняя разводка с подкачивающим насосом. Устанавливается в подвале. Напор создается насосом.
• Верхняя разводка с накопительным баком. Монтируется на чердаке или техническом этаже. Напор создается за счет водонапорного бака.
• Кольцевая схема. Устанавливается, если в системе два или более ввода для бесперебойной подачи воды: в жилых домах, где более 400 квартир; общественных зданиях, посещаемых большим количеством людей (театры, клубы, кинозалы, бани); при монтаже одновременно 12 и более пожарных кранов.

Монтаж водопровода делается сотрудниками специализированных организаций разными способами: россыпью – сборка деталей и устройств по месту, применяется для индивидуальных проектов; блоками – для типовых проектов зданий; санитарно-техническими кабинами, где основные трубы устанавливаются на заводе – применяется в крупнопанельном домостроении.