Технология строительства систем водоснабжения и водоотведения

Бартова Л.В., Бушмакина Н.В., Петухова Е.О. Водоснабжение и водоотведение многофункциональных комплексов // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. – 2019. – Т. 10, № 2. – С. 92–105. DOI: 10.15593/2224-9826/2019.1.08

Аннотация

На основе анализа проектной документации выявлены направления развития систем водоснабжения и водоотведения многофункциональных зданий, специфические особенности и наиболее рациональные проектные решения систем.

Проектирование водоснабжения и водоотведения составляющих комплекса: жилой части, объектов инфраструктуры – ведется на основе нормативов и опыта проектирования подобных объектов, расположенных отдельно и функционирующих самостоятельно. В то же время, поскольку множество объектов являются частями единого комплекса, проектирование имеет специфические особенности. К ним относятся, в частности, дублирование или резервирование отдельных элементов системы, устройство раздельной системы пожаротушения, включающей резервуар с запасом воды, использование дополнительного оборудования, направленное на экономию воды, установка локальных сооружений очистки сточных вод производственных помещений, проектирование дождевой канализации с закрытыми выпусками.

ДОМ ЗА ГОД. Монтаж систем водоснабжения и водоотведения // FORUMHOUSE

Предложен упрощенный метод определения максимальных часовых и секундных расходов воды и сточных вод для зданий с большим количеством водопотребителей. Определение по СП 30.13330.2016 ведется только для самых водоемких потребителей, на которых приходится более 90 % суточного водопотребления всего комплекса и количество которых обычно не превышает трех. Расходы остальных, мелких водопотребителей учитываются дополнительно в виде процента от потребления водоемких объектов. Определено, что доля мелких потребителей в максимальных часовых расходах воды и сточных вод составляет 6 %, в максимальных секундных расходах – 4,5 %.

Собранная информация использована при проектировании конкретного объекта – комплекса из двух жилых зданий на общей стилобатной части, в которой размещаются инфраструктурные объекты административного, торгового и физкультурно-оздоровительного назначения.

Строительство многофункциональных зданий – одно из важных направлений развития современной городской застройки. Размещением объектов различного назначения в одном объеме достигается оптимизация городского пространства, что, в свою очередь, положительно влияет на множество других показателей жизни города. Обеспечиваются экономия земельных и энергетических ресурсов, экономия времени для жителей мегаполиса. Создаются благоприятные условия развития бизнеса за счет возможности гибкого перепрофилирования отдельных объемов комплекса при изменении конъюнктуры рынка. Решаются вопросы организации отдыха, досуга и оздоровления населения, в том числе за счет создания в рамках МФК зеленых зон как на уровне земли, так и на эксплуатируемых кровлях.

Самым распространенным примером многофункционального строительного объекта является жилой дом с насыщенной инфраструктурой. Количество жителей в таких домах может достигать нескольких тысяч, примерно такое же количество людей, включая «внешних» клиентов, посещают ежедневно инфраструктурные объекты комплекса. Многофункциональное здание, благодаря уникальности каждого объекта и разноплановому функциональному набору, обеспечивает многие потребности населения.

Лекция №2 «Основы водоснабжения и водоотведения»

Основную часть комплекса составляют жилые помещения.

Инфраструктурная часть в общем случае может быть представлена объектами торгового, административного, физкультурно-оздоровительного, коммунально-бытового назначения:

• предприятия общественного питания, магазины продуктов и промышленных товаров;
• гостиницы;
• объекты оздоровительно-спортивного назначения, в том числе с небольшими бассейнами;
• административные помещения;
• учреждения дошкольного воспитания и дополнительного школьного образования;
• учреждения службы быта, сауны, прачечные, химчистки, ремонт обуви;
• парикмахерские, салоны красоты;
• производственные объекты, чаще всего мойка легковых автомобилей;
• зеленая зона отдыха на кровлях жилых объемов или на кровле стилобатной части.

Инфраструктурные объекты располагаются на нижних этажах одиночного здания или в стилобатном объеме, объединяющем несколько многоэтажных жилых домов. Как правило, все инфраструктурные объекты имеют небольшую производительность и служат для обеспечения ежедневных, срочных потребностей жителей (в отличие от крупных специальных объектов, посещение которых планируется заранее и является нечастым).

Создание таких масштабных зданий требует особенно тщательной проработки проекта: необходимо продумать возможные варианты зонирования так, чтобы функции комплекса не пересекались и не вступали в противоречие друг с другом. Планировка здания должна обеспечивать четкое разделение потоков жителей и посетителей объектов комплекса, наличие надземной и подземной парковок, выделение удобных разгрузочных площадок для торговых точек. Важно учесть и выполнить все правила пожарной, санитарной безопасности, звуко и шумоизоляции, предусмотренные действующим законодательством.

На данных объектах должна быть обеспечена высокая степень коммунального благоустройства для безопасного и комфортного пребывания и проживания людей. Важной составляющей коммунального благоустройства является водоснабжение и водоотведение объекта.

Целью настоящей статьи является обобщение опыта проектирования систем водоснабжения и водоотведения крупных жилых зданий с комплексом инфраструктурных объектов, выявление специфических особенностей данных систем и применение данной информации при проектировании конкретного объекта.

Анализ проектной документации показал, что наиболее часто принимаются следующие решения систем водоснабжения и водоотведения МФК.

Вода из городского водопровода по несколькими вводам подается в комплекс для обеспечения всех нужд: хозяйственно-питьевых, противопожарных, производственных. Для повышения надежности работы системы подключение, как правило, производится к разным участкам наружного кольцевого водопровода. Система водоснабжения комплекса проектируется раздельной, т.е. вода на различные нужды подается по своим отдельным сетям [1].

Сеть хозяйственно-питьевого водоснабжения может быть как однозонной, так и двухзонной – в зависимости от этажности жилых зданий комплекса.

Раздельная система пожаротушения, позволяющая поддерживать напор в системе до 90 м вод. ст., является гарантией эффективного тушения пожара: участки сети закольцовываются, в схему включаются специальные противопожарные насосы. В непосредственной близости от здания размещаются пожарные резервуары с запасом воды. Раздельная система пожаротушения, наряду с пожарными кранами, включает автоматические или полуавтоматические оросители – спринклеры или дренчеры. Оросители устанавливаются в помещениях с большим скоплением людей и в помещениях с повышенной пожарной опасностью. Это обеденные залы столовых, торговые залы магазинов, парильные бань, мусорокамеры и т.п.

Самым водоемким объектом производственного водоснабжения комплекса являются цеха столовой; вода подается в цеха из общих магистралей. Производственное водоснабжение бассейна и автомойки проектируется по оборотной системе; вода из магистральных линий подается только для компенсации безвозвратных потерь на этих объектах.

Архитектурная планировка комплексов обычно предполагает эксплуатируемый подвал; там размещают автостоянки, тренажерные залы с мини-бассейнами, склады магазинов или другие помещения с временным пребыванием людей. Магистральные линии водопровода прокладываются под потолком подвала, во вспомогательных и технических помещениях; в эксплуатируемом подвале они декорируются подшивными коробами.

В некоторых зданиях техническим помещением является верхний этаж стилобатной части, и тогда именно там прокладываются магистральные линии водоснабжения. Тепловой пункт объекта располагается, как правило, на первом наземном этаже комплекса, вдали от помещений с постоянным пребыванием людей.

В нем размещается все оборудование, необходимое для работы системы водоснабжения: водомерные узлы на вводах, регуляторы давления, насосы хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения, циркуляционные насосы и водонагреватели системы горячего водоснабжения, запорно-регулирующая арматура, контрольноизмерительные приборы, подъемно-транспортные устройства. Стояки водоснабжения прокладываются в технических и вспомогательных помещениях – в санузлах или коридорах; по эстетическим соображениям стояки обычно декорируются подшивными коробами. С учетом потенциально возможного перепрофилирования отдельных помещений (изменения функций, смены собственника или арендатора) счетчики воды устанавливаются на всех подводках к приборам. Чтобы избежать перерасхода воды и повреждения арматуры, на подводках к водоемким потребителям нижних этажей устанавливаются регуляторы давления.

Система горячего водоснабжения комплекса представляет собой несколько секционных узлов. Магистральные линии прокладываются в нижнем вспомогательном техническом этаже, вместе с трубами холодного водоснабжения; при двухзонной схеме магистрали верхней зоны обычно прокладывают в верхнем техническом этаже.

Кольцующие перемычки проходят по чердаку или по верхнему техническому этажу, при двухзонной системе – под потолком вспомогательных помещений промежуточного эксплуатируемого этажа. Стояки горячего водоснабжения: подающие и циркуляционные – проходят, вместе со стояками холодного водоснабжения, по вспомогательным помещениям жилой и инфраструктурной части.

Возможность такого проектного решения учитывается еще на этапе архитектурной планировки: санузлы группируются поэтажно и располагаются друг под другом. Система горячего водоснабжения объектов с длительным и равномерным по времени водоразбором: предприятий общественного питания, коммунально-бытовых предприятий – проектируется тупиковой, без циркуляции воды. В цехах столовых, в том числе в кухнях детских дошкольных учреждений, предусматривается резервирование горячей воды путем установки нескольких местных емкостных электронагревателей небольшого объема. В банях и прачечных проектируются баки для запаса и горячей, и холодной воды [2].

В зданиях проектируют раздельную систему канализации: бытовые, дождевые и производственные сточные воды собираются отдельными сетями и отводятся несколькими выпусками в наружную сеть [3].

На выпусках производственной канализации предусматриваются установки локальной очистки промышленных сточных вод: от цехов столовых – песко-, жироуловители, от автомойки – песко-, бензо-, маслоуловители. Оборудование обычно размещается вне здания, в колодцах. Производственное водоснабжение бассейна и автомойки организовано по оборотной системе.

Отработанная вода поступает на очистную установку и после очистки возвращается в производственный процесс. Схема очистки бассейна включает в себя фильтрование через слой песка с предварительной реагентной обработкой, обеззараживание хлором или ультрафиолетовым облучением и нагрев воды до требуемой температуры. Установка водоподготовки автомойки состоит из песко-, нефтеуловителя и флотационнофильтрационного модуля. Все очистное оборудование размещается вблизи водопотребителя – поста мойки машин или ванны бассейна.

С целью вентиляции сети бытовой канализации стояки выводятся на кровлю жилых модулей. Все объекты производственной канализации расположены на нижних этажах, поэтому сеть производственной канализации вентилируется через стояки бытовой канализации. Для этого под потолком верхнего этажа инфраструктурной части здания производственные стояки присоединяются к бытовым при помощи косых фасонных частей [3, 4].

Для учета потенциального перепрофилирования площадей от каждого объекта инфраструктурной зоны прокладываются два параллельных выпуска – бытовой и производственной канализации.

Дождевая канализации здания, или внутренние водостоки, состоят из нескольких водоприемных воронок на кровлях жилых модулей и стилобатной части, водосточных стояков и выпусков. Территория комплекса обычно характеризуется высокой степенью благоустройства, поэтому предусматриваются закрытые выпуски внутренних водостоков непосредственно в колодцы уличной дождевой канализации.

Выпуски канализации прокладывают в грунте под полом эксплуатируемого подвала. Если наружная канализационная сеть, принимающая сточные воды, расположена неглубоко, то предусматривают локальную насосную станцию для перекачки сточных вод объекта в вышерасположенный участок канализации. Насосная станция, обычно колодезного типа, с погружным насосом, располагается вне здания, на территории комплекса [5].

Расчет систем водоснабжения и водоотведения зданий ведется по СП 30.13330.2016

«Внутренний водопровод и канализация зданий». Особенностью многофункционального здания является большое количество групп (наименований) водопотребителей; оно может достигать 10–15, вследствие чего значительно возрастает трудоемкость расчета. Авторами статьи предлагается упрощенный метод определения расходов воды и сточных вод в здании. Суть метода состоит в том, что расчет максимальных часовых и секундных расходов по СП 30.13330.2016 ведется не для всех водопотребителей, а только для нескольких – самых водоемких; расходы остальных, мелких водопотребителей учитываются дополнительно в виде процента от потребления водоемких объектов.

С целью разделения общего количества водопотребителей на «расчетные» и «дополнительные» была проанализирована статистика расчета расходов воды и сточных вод для большого ряда пермских многофункциональных зданий. В результате анализа выяснилось, что крупными водопотребителями являются, в подавляющем большинстве случаев, три объекта:

• жилые помещения;
• предприятия общественного питания с приготовлением пищи, реализуемой в обеденном зале;
• объекты, предполагающие водные процедуры: спортивные залы и коммунальнобытовые предприятия с душами и бассейнами.

Около 90 % общего суточного потребления воды приходится именно на эти объекты. Остальные предприятия и учреждения, несмотря на их большое количество, водоемкими не являются, на них приходится не более 10 % общего количества воды, потребляемой комплексом за сутки. Сравнение максимальных расходов, определенных с учетом всех водопотребителей и с учетом только основных, водоемких объектов, показало, что доля мелких потребителей в максимальных часовых расходах воды и сточных вод составляет около 6 %, в максимальных секундных расходах – 4,5 %.

На основании данных проектных исследований составлен алгоритм для более быстрого определения расчетных расходов воды и сточных вод в многофункциональном здании. Сначала по СП 30.13330.2016 определяются суточные расходы для всех групп водопотребителей. Затем выделяются потребители, суточные расходы воды которых в сумме не превышают 10 % общего водопотребления комплекса.

Далее расчет по СП 30.13330.2016 проводится без них, только с учетом основных крупных водопотребителей, количество которых в составе комплекса обычно не более трех. К полученным значениям максимальных часовых и максимальных секундных расходов прибавляется 6 и 4,5 % соответственно для учета мелких, неводоемких потребителей. Результаты вычислений по данной методике хорошо согласуются с подробным расчетом по СП 30.13330.2016, учитывающим всех потребителей воды на объекте. Расчет по данному алгоритму позволяет сэкономить время проектировщикам.

В таблице в качестве примера приводятся результаты определения общих (на нужды холодного и горячего водоснабжения) расчетных расходов воды для многофункционального комплекса с тремя крупными водопотребителями и шестью мелкими.

Таблица. Расчетные расходы воды многофункционального комплекса

Для данного объекта на основании анализа и обобщения опыта проектирования многофункциональных зданий авторами статьи выполнен проект систем водоснабжения и водоотведения.

Поскольку типовых проектов многофункциональных комплексов не существует в принципе, объект является уникальным. Проектируемый комплекс состоит из двух жилых корпусов высотой 9 и 12 этажей, возводимых на общей стилобатной части высотой три наземных этажа, и эксплуатируемого подвала. Комплекс включает в себя несколько объектов различного назначения:

1. Жилые квартиры с количеством жителей 318 чел.
2. Офисные помещения с числом работающих 308 чел.
3. Ресторан на 60 посадочных мест.
4. Магазины непродовольственных товаров с общей площадью торговых залов 200 м2.
5. Физкультурно-оздоровительный центр производительностью 340 чел./сут с сауной и бассейном.
6. Парикмахерская на 2 рабочих места.
7. Мастерские по ремонту одежды и обуви на 6 рабочих мест.
8. Автостоянка на 2 рабочих места в подземном этаже без поста мойки автомобилей.
9. Газоны на территории и зеленая зона на кровле стилобата площадью 600 м2. Общий расход воды, потребляемой комплексом, составляет 137,95 м3/сут (см. таблицу). На объекте запроектированы следующие системы водоснабжения и водоотведения:

• система внутреннего пожаротушения;
• хозяйственно-питьевой водопровод;
• система горячего водоснабжения;
• бытовая канализация;
• производственная канализация для отвода стоков от производственного оборудования цехов ресторана, для опорожнения ванны бассейна;
• дренажная канализация для отвода случайных проливов с автостоянки и теплового пункта;
• дождевая канализация для отвода дождевых и талых вод с кровли здания.

Все системы запроектированы с соблюдением условий энергосбережения, удобства эксплуатации, максимального комфорта и безопасности для жителей и посетителей комплекса. Принципиальные схемы водоснабжения и водоотведения объекта представлены на рис. 1–5

Рис. 1. Принципиальная схема хозяйственно-питьевого Рис. 2. Принципиальная схема противопожарного водоснабжения Рис. 3. Водоотведение жилых помещений Рис. 4. Водоотведение стилобатной части Рис. 5. Принципиальная схема производственной канализации автостоянки

Источник водоснабжения объекта – существующий участок городского водопровода с гарантированным напором 25 м вод. ст. На вводе, состоящем из двух параллельных трубопроводов, выполненных из труб ПЭ 100 SDR 17 Д 110 по ГОСТ 18599–2001, монтируется водомерный узел УВ14 по типовой серии 5.901-1 со счетчиком холодной воды диаметром 65 мм. Для защиты от возможных загрязнений контрольно-измерительных приборов, водоразборной арматуры и другого оборудования системы на вводе предусматривается механический фильтр ФМФ-100. Установка регулятора давления КФРД10-2,0 позволяет поддерживать давление во внутренней водопроводной сети относительно постоянным независимо от колебания напора в наружной сети; благодаря этому уменьшается вероятность сбоев в подаче воды на верхние этажи в часы максимального водопотребления.

Требуемые напоры в системах хозяйственно-питьевого и горячего водоснабжения – 81,3 и 87,9 м соответственно – обеспечиваются общей насосной установкой Standard-DEA SiBoost Smart FC 4 Helix V 1010, которая состоит из вертикальных центробежных насосов с частотными преобразователями: трех рабочих и одного резервного. Для исключения гидроударов и уменьшения частоты включения насосов на напорной линии насосной установки предусматривается мембранный напорный бак WesterWAV200top объемом 200 л. Приготовление горячей воды осуществляется в индивидуальном тепловом пункте (ИТП). На трубопроводе перед нагревателем устанавливается фильтр MF-50 IWS, в котором вода очищается от механических примесей и подвергается магнитной обработке для защиты труб и оборудования от гидрокарбонатных отложений.

Все оборудование: насосы, водонагреватели, контрольно-измерительные приборы и др. – размещается в технических помещениях подземного этажа.

Магистральные линии холодного и горячего водоснабжения прокладываются в подшивных потолках помещений подвала; они выполняются из стальных водогазопроводных оцинкованных труб, обеспечивающих высокую надежность системы. Для монтажа стояков и подводок хозяйственно-питьевого и горячего водоснабжения используются современные полипропиленовые трубы PPRC диаметром от 15 до 100 мм.

Магистральные трубы и стояки покрыты высокоэффективным теплогидроизоляционным материалом Rockwool. Для помещений инфраструктурной зоны предусматриваются отдельные подключения холодной и горячей воды от магистральных трубопроводов в виде нескольких параллельных ниток. С целью рационального расходования воды на всех приборных подводках здания – и в жилой, и в инфраструктурной зоне – устанавливаются индивидуальные регуляторы давления и приборы учета воды. С целью защиты приборов от засорения перед ними предусматриваются механические фильтры [1, 5, 6].

Бесперебойная работа системы горячего водоснабжения, особенно для производственных нужд, обеспечивается резервным водонагревательным оборудованием. В цехах ресторана предусматривается комплект электронагревателей емкостного и скоростного типа. Для подогрева воды бассейна и полов некоторых жилых помещений в летний период предусматривается вторичное использование тепла от системы холодоснабжения через водо-водяной чиллер. Система вторичного использования тепла работает параллельно с теплообменниками, находящимися в ИТП.

Для поливки прилегающих территорий по периметру здания запроектированы поливочные краны, для поливки зеленых насаждений на кровле стилобата также установлен поливочный кран.

Производственное водоснабжение бассейна в оздоровительном центре организовано по оборотной системе. Вода из чаши бассейна через переливные желоба и донный слив поступает в балансовый резервуар; она очищается на грубых песчаных фильтрах и диатомитовых фильтрах тонкой очистки, затем после подогрева возвращается в бассейн. Работа системы водоснабжения бассейна, в том числе установки водоподготовки и узла подпитки бассейна чистой водой, полностью автоматизирована [7].

Наружное пожаротушение комплекса расходом 40 л/с осуществляется из пожарных гидрантов существующей кольцевой водопроводной сети. Локализация огня в случае пожара ведется из внутренних пожарных кранов, установленных в жилом 12-этажном объеме и в стилобатной части здания, включая подземный этаж. В обеденном зале ресторана, в парильной сауны, в мусорокамере запроектированы установки автоматического пожаротушения со спринклерными оросителями. Запас воды для работы спринклерных установок

хранится в резервуаре объемом 40 м3, расположенном на придомовой территории [8]. Вода

на противопожарные нужды подается по отдельной кольцевой сети. Напор в сети обеспечивается насосами Wilo CO 2 BL Sk-FFS (3 рабочих и 1 резервный). В качестве дополнительного противопожарного мероприятия в местах прохода полиэтиленовых труб водоснабжения и канализации сквозь перегородки и межэтажные перекрытия устанавливаются противопожарные муфты.

Сточные воды комплекса отводятся самотеком в существующий участок наружной канализации диаметром 200 мм. Отводные линии от сантехнических приборов выполняются из полипропиленовых безнапорных труб с раструбным соединением.

Стояки и выпуски канализации выполнены диаметром 100 мм из чугунных труб Saint Gobin PAM-GLOBAL (Германия), обеспечивающих прочность и герметичность стыковых соединений даже при максимальных нагрузках на сеть. Выпуски бытовой канализации жилых объемов прокладываются частично – под потолком технических и вспомогательных помещений верхнего этажа стилобата, частично – под потолком эксплуатируемого подвала, вместе с выпусками производственной и бытовой канализации помещений стилобата. Выпуски дренажной канализации автостоянки прокладываются в грунте под полом эксплуатируемого подземного этажа. Вентиляция сети осуществляется через стояки, выведенные на кровли жилых зданий [9–11].

Бытовая канализация предусматривает отвод хозяйственно-фекальных сточных вод от санитарно-технических приборов жилой и инфраструктурной частей здания.

Производственное водоотведение МФК организовано в несколько потоков, так как производственные сточные воды, образующиеся на разных объектах, значительно отличаются друг от друга по составу. Каждый поток содержит специфические промышленные загрязнения, которые перед сбросом в городской наружный коллектор необходимо извлечь [12].

Основным загрязняющим компонентом сточных вод ресторана являет жир; для его извлечения под каждой производственной мойкой устанавливается компактный жироуловитель. Кроме этого, на производственном выпуске ресторана запроектирован общий песко-, жироуловитель, который располагается вне здания, в специальном колодце [11, 13].

Для отвода аварийных проливов, в том числе стоков при срабатывании системы пожаротушения, предусмотрена система дренажной канализации. Система состоит из сети лотков, локальной очистной установки, сборного резервуара, дренажного насоса и напорного трубопровода выпуска.

Лотковая сеть охватывает всю площадь подвала: помещения автостоянки, индивидуального теплового пункта и др. Дренажные воды загрязнены в основном механическими примесями почвенно-грунтового состава, а также горюче-смазочными маслами. Очистная установка состоит из пескоотделителя и бензо-, маслоуловителя. Все оборудование дренажной системы размещено в подземном этаже.

Дренажные воды подаются в наружный коллектор дождевой канализации. Производственные воды бассейна: от опорожнения ванн, от промывки фильтров – отводятся в наружную сеть без какой-либо очистки. Отведение производственно-дождевых вод с зеленой зоны на кровле стилобата осуществляется отдельным выпуском; перед сбросом в городской дождевой коллектор воды проходят очистку в колодце – грязеотстойнике.

Дождевая канализация комплекса предусматривает сбор и отведение дождевых и талых вод с неэксплуатируемых площадей кровель по системе внутренних водостоков. Поскольку территория комплекса характеризуется высокой степенью благоустройства, отведение осуществляется закрытыми выпусками в наружную дождевую канализацию [14, 15].

Для проектируемого объекта определены расчетные расходы воды и сточных вод по СП30.13330.2016 и по упрощенной методике, предложенной авторами настоящей статьи. При расчете выявлено, что основных водопотребителей, на которых приходится более 90 % потребляемой жидкости, в составе комплекса три: жилые помещения, ресторан и физкультурнооздоровительный центр с сауной и бассейном. Остальные шесть – мелкие водопотребители, они приняты в расчет как дополнительные. Разница в результатах расчета по официальной и по вновь разработанной методикам не превышает 4 %, что входит в допустимый диапазон погрешности. В таблице для исследуемого объекта приведены величины расходов воды на

нужды холодного и горячего водоснабжения, выполненные по упрощенному алгоритму.

В настоящее время изучение проектных разработок систем водоснабжения и канализации многофункциональных комплексов является весьма актуальным. Систематизация и обобщение проектного опыта позволит специалистам быстро и уверенно принимать рациональные проектные решения в области инженерного обеспечения этихновых, перспективных и престижных городских объектов.

Выводы

1. Надежность работы системы водоснабжения крупных строительных комплексов обеспечивается нескольким вводами; при этом в качестве источников водоснабжения назначаются несколько разных участков наружной водопроводной сети.
2. Раздельная система пожаротушения МФК, включающая в себя, кроме типовых элементов, автоматические установки пожаротушения и баки с противопожарным запасом воды, обеспечивает безопасность населения.
3. В зданиях со стилобатной частью магистральные линии водоснабжения и участки выпусков канализации могут быть проложены не только в подвале, но и по верхнему этажу стилобата; такая возможность предусматривается уже на этапе архитектурной планировки.
4. Для стабилизации давления во внутренних сетях, уменьшения частоты включения насосов и создания аварийного запаса воды на напорной линии насосной установки предусматриваются мембранные баки.
5. Резервирование оборудования горячего водоснабжения для отдельных потребителей обеспечивает бесперебойное горячее водоснабжение объекта в периоды профилактических или ремонтных отключений основной системы горячего водоснабжения.
6. Зеленые зоны на кровле МФК, при помощи которых решаются острые вопросы экологии и эргономики городского пространства, – перспективный путь организации дополнительных мест отдыха населения на свежем воздухе. Необходимо совершенствование системы производственного водоснабжения и водоотведения этих зон.
7. Из-за наличия нескольких производственных объектов на территории комплекса образуется несколько потоков производственных сточных вод, отличающихся друг от друга по составу. Система производственной канализации проектируется в несколько ниток, на каждом выпуске производственной канализации предусматриваются локальные очистные сооружения для извлечения специфических промышленных примесей перед сбросом в городской коллектор.
8. Для возможности быстрого перепрофилирования помещений из административных в производственные изначально в помещениях предусматриваются два выпуска канализации – бытовой и производственной.
9. Рациональный выбор расчетного количества водопотребителей на объекте позволяет сэкономить время проектировщика, ускорить процесс проектирования. Разработан упрощенный, но достаточно точный метод определения расчетных расходов воды и сточных вод в многофункциональном здании.

Библиографический список

1. Орлов Е.В. Инженерные системы зданий и сооружений. Водоснабжение и водоотведение. – Екатеринбург: Изд-во АСВ, 2015. – 216 с.
2. Бартова Л.В., Нуштаева Н.В. Схемы водоснабжения зданий высотой от 12 до 24 этажей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. – 2012. – Вып. № 3 (7). – С. 17–25.
3. Кедров B.C., Ловцов Е.Н. Санитарно-техническое оборудование зданий. – 2-е изд., перераб. – М.: ООО «БАСТЕТ», 2008. – 480 с.
4. Бартова Л.В., Копылова В.С. Водоснабжение и водоотведение студенческого кампуса // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. – 2014. – Вып. №1 (13). – С. 7–15.
5. Зуев К.И. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения / ВлГУ. – Владимир, 2016. – 224 с.
6. Decentralized systems for potable water and the potential of membrane technology /
   M. Peter-Varbanets, C. Zurbrügg, C. Swartz, W. Pronk // Water Research. – 2015. – Vol. 43. – No. 2. – P. 245–265.
7. Кедров В.С., Рудзский Г.Г. Водоснабжение и водоотведение плавательных бассейнов. – 2-е изд. – М.: Стройиздат, 1991. – 160 с.
8. Колова А.Ф., Пазенко Т.Я. Водоснабжение и водоотведение / Сиб. федер. ун-т. –
   Красноярск, 2012. – 148 с.
9. Richardson S. Water Analysis: Emerging Contaminants and Current Issues // Anal. Chem. – 2011. – Vol. 83. – P. 4614–4648.
10. Бартова Л.В. Водоотведение малых населенных мест. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 257 с.
11. Инженерное оборудование высотных зданий / под ред. М.М. Бродач. – М.:
    «АВОК-ПРЕСС», 2007. – 320 с.
12. Salvo P. Condition assessment tools for potable water and mains sewer pipes // International No-Dig. – 2012. – Vol. 4. – P. 132–145.
13. Павлинова И.И., Баженов В.И., Губий И.Г. Водоснабжение и водоотведение. – М.: Юрайт-Издат, 2012. – 21 с.
14. Santiago A., Durango M. Most Advanced Technology for Pipeline Inspection in the World: See, Measure and Navigate in 3D Through Pipes and Manholes // International No-Dig. – 2012. – Vol. 6. – P. 112–120.
15. Water Distribution Network Sectorisation Using Structural Graph Partitioning and Multi Objective Optimization / S. Hajebi, S. Temate, S. Barrett, A. Clarke, S. Clarke // 16th Conference on Water Distribution System Analysis, WDSA. – 2014. Vol. 6. – P. 54–72.

Сведения об авторах:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

Источник: dwgformat.ru

Часть 1. Теоретические основы водоснабжения и водоотведения

На сегодняшний день в России являются актуальными проблемы обеспечения населения питьевой водой требуемого качества и экологическая безопасность водопользования.

Население больших и средних городов обеспечено водой в достаточном количестве из централизованных систем водоснабжения. Природная вода очищается с применением проверенных технологий, состав ее регулярно контролируется Водоканалами и санитарными надзорными органами по нескольким десяткам показателей. Случаев массовых отравлений водопроводной водой в больших городах не зафиксировано.

Однако большая часть населения потребляет воду, качество которой не гарантировано, причем десятки миллионов человек используют природную воду без предварительной очистки.

Для решения этой проблемы необходима реконструкция и строительство централизованных систем водоснабжения, прежде всего в малых городах и сельских поселениях, где живет более половины населения страны.

В рассматриваемом материале представлены такие разделы дисциплины, как водоснабжение и канализация городов, насосы и насосные станции, санитарно-техническое оборудование зданий и сооружений.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 08.03.01 «Строительство» на уровне академического и прикладного бакалавриата по профилю подготовки «Водоснабжение и водоотведение», «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Автодорожные мосты и тоннели», «Автомобильные дороги», «Промышленное и гражданское строительство», «Экономика и управление недвижимостью», «Производство строительных материалов и конструкций», «Городское строительство и хозяйство».

Часть 1. Теоретические основы водоснабжения и водоотведения.

Источник: megaobuchalka.ru

Проектирование систем водоснабжения

Сегодня многие семьи стараются приобрести для себя недорогой загородный домик, а некоторые такое «счастье» получают бесплатно – в наследство. К сожалению, старые дома не всегда обустроены необходимыми коммуникациями. Чаще всего, в них отсутствует не только канализационная система, но и банальное водоснабжение, что для современного человека является настоящей катастрофой. Поэтому отсутствие этих составляющих должно стать поводом обращения к строительно-проектным организациям, которые выполнят проектирование водоснабжения и водоотведения на данном участке.

В процессе проектирования выполняется гидравлический расчёт как горячего, так и холодного водопровода. Также выполняется расчёт диаметров кольцевого водопровода, рассчитываются потери напора, а также определяется необходимый расход воды на случай пожара.

Качество проекта сильно влияет на формирование условий последующий эксплуатации, качество работы и срок службы системы водоснабжения. Каждый элемент системы нужно тщательно подобрать, чтобы не возникла перегрузка её отдельных узлов. Очень важно доверить разработку проекта профессионалу, у которого за спиной есть опыт работы в этой сфере.

Нормативы и правила при проектировании инженерных сетей

Очень часто владельцы сельских домов считают статью расходов на проектирование абсолютно необязательной. Но такая экономия может обернуться ещё большими финансовыми тратами, да ещё и потерей времени.

Все ошибки, допущенные при самостоятельном проектировании, проявятся уже на стадии выполнения монтажа. Одной из неприятных проблем может стать перерасход труб. И это – в лучшем случае. А в худшем – семья получит нестабильно работающую систему, которая в самый неподходящий момент не вынесет нагрузки и создаст «маленький Армагеддон» в виде большого потопа.

Проектирование коммуникационных систем, как и любого другого строения, является достаточно ответственной и сложной работой. Тем более, если с этой задачей приходится сталкиваться человеку без определенных навыков.

Совет. Чтобы проект водоснабжения и канализации был грамотным и гарантировал качественную и долгую работу всей системы, следует при его создании руководствоваться определенной документацией, где изложены основные нормы и требования к строительству данных систем.

Когда выбирается оптимальный вариант прокладки водопровода, рекомендуется руководствоваться некоторыми факторами:

• свойствами материалов, которые будут эксплуатироваться;
• возможностью удобного сервиса;
• компактностью элементов;
• затратами на комплектующие и на монтаж (такие затраты зависят от протяженности линий и от количества соединений).

Схема водоснабжения частного дома

Водоснабжение загородных частных домов состоит из нескольких элементов. Прежде всего, это источник воды. А также:

• насос для подачи воды из источника к потребителю;
• гидроаккумулятор, который создаёт определённое давления в системе;
• система очистных фильтров;
• установка водогрейного оборудования;
• коллекторная система.

Центральный водопровод или своя скважина?

Не секрет, что владельцы домов в провинциальных деревушках очень часто сталкиваются с проблемой отсутствия централизованного водопровода. А в тех местах, где он существует, качество воды не всегда является удовлетворительным.

Выход один – бурение скважины.

Если скважину приходится бурить в уже построенном здании, то следует предусмотреть все возможные нюансы по её эксплуатации. Лучше всего поместить скважину в техническом помещении, свободном от посторонних предметов. Ведь данное инженерное сооружение будет требовать периодического сервиса. Оно занимает достаточно много места и нуждается в хорошей защите от неблагоприятных атмосферных явлений.

Услугу бурения скважин в наше время предоставляют множество фирм, а оборудование для забора воды и подачи её в дом без проблем можно приобрести и самостоятельно. При этом нужно учитывать, что пробуренная скважина не есть магистральный водовод, и она не подаст воду в автоматическом режиме с нужным давлением. Требуется не только добраться до водоёма, но ещё спроектировать и создать эффективную систему водоснабжения.

1. Проект сооружения, которое будет осуществлять водозабор из возможного источника.
2. Проект наружного водопровода.

Система водозабора

Современную систему водозабора устраивают следующим образом: насос с достаточной мощностью погружают в скважину. Но сначала над скважиной сооружают специальный подъёмник, который возьмёт на себя большую часть тяжести от насоса и вспомогательных его частей.

Электрический кабель от насоса крепят к шлангу и нежёстко фиксируют через промежутки в 1,5метра. Также для устройства данного оборудования можно использовать и более сложные системы. Например, синхронизированные между собой два барабана, один из которых обеспечит передвижение грузового троса, а на другом будут размещены водяной шланг и кабель (нельзя использовать шланг для погружения насоса, а тем более электрический кабель).

Наружный водопровод

Наружный водопровод – это некий комплекс самотечных и напорных сетей, которые служат для забора воды, её очистки до нормативного показателя и подачи в дом.

Естественно, что из скважины в дом вода будет поступать по водопроводным трубам и для того, чтобы она в зимний период не успела замерзнуть, предусматривают укладку трубопровода в траншеях, вырытых на определённой глубине. Либо трубопровод хорошо утепляют.

Подаваемая жидкость должна поступать к пользователю под определённым напором. То есть с такой силой, которую можно будет регулировать при закрывании или открывании вентилей крана. Самым оптимальным вариантом будет сила напора 3-6 бар. Именно на него рассчитаны стандартные санитарно-технические приборы и запорная арматура.

При правильном проектировании и качественном монтаже всех элементов водопровода, напор воды в системе будет в постоянном стабильном состоянии.

Проект водопроводных сетей

Проектирование сетей водоснабжения и канализации предусматривает производство гидравлических вычислений, определение спецификации оборудования и материалов, ведение специальных ведомостей об применяемых материалах, расчёт водопотребления, вычисление настроек балансировочной арматуры, а также составление поэтапных указаний по выполнению монтажа всей системы.

Процесс проектирования сопровождается принятием множества технических и творческих решений и включает в себя создание чертежей и документов:

1. Пояснительная записка. Здесь указывается тип коммуникации, а также перечисляются все используемые механизмы и описываются их теплотехнические характеристики.
2. Общие данные водоводов.
3. План размещения сантехнического оборудования по каждому этажу.
4. Схемы прокладки магистралей и расположение точек по их обслуживанию.
5. Схема водопровода.
6. Эскизные чертежи общего вида с нетиповыми конструкциями.
7. Изотермическая разводка коллекторов.

Нормативные документы

Проектирование водоснабжения и водоотведения необходимо выполнять с соблюдением соответствующих правил, норм, ГОСТов и методик. Среди них:

1. СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».
2. СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения «.
3. ГОСТ 21.601-79 «Водопровод и канализация».
4. ГОСТ 21.604-82 «Водоснабжение и канализация. Наружные сети».

В области проектирования систем водоотведения и водоснабжения основным нормативным документом является СНИП, именно он регламентирует все стороны строительства и проектирования. На его основе осуществляется расчёт баланса водоснабжения и водоотведения. Для этого нужно знать, каков будет объём потребления, то есть, сколько людей будет проживать в доме, будет ли дополнительное оборудование, которое потребует подключения водопровода.

Схема выполнения монтажа водоснабжения

Существует несколько вариантов выполнения монтажа систем водоснабжения в частных домах. Самым популярным их них считается система с разводящим коллектором. Данный вариант разводки позволит сделать напор жидкости по всей площади дома одинаковым.

Монтаж систем водоснабжения выполняется следующим образом: к одному коллектору подключают все отопительные и сантехнические приборы в отдельности.

Для автономного водоснабжения эта схема очень удобна, так как есть возможность отключить один из узлов, не затронув при этом сантехнику или отопительный прибор. А при подключении отопления перепад температур в разных комнатах будет не так заметным. Менее заметными будут также и перепады давления при включении воды в разных местах одновременно.

Коллектор легко можно установить в любом удобном месте. При монтаже этой схемы используют металлопластиковые трубы или из сшитого полиэтилена.

Благодаря всем этим преимуществам, коллекторный вариант приобретает всё большую популярность, даже несмотря на большую затрату по материалу и монтажу.

Проектирование и монтаж систем водоснабжения – это один из сложных процессов, который выполняется в несколько этапов, он требует профессиональных знаний и навыков. Монтаж труб бывает двух видов: внутренний и наружный. Тип водоснабжения зависит от местоположения системы водоснабжения.

Наружное водоснабжение используется для подключения к магистральным и местным источникам водоснабжения. Такой водопровод прокладывается в траншеях на глубине, которая не превышает уровень промерзания почвы. Для проведения водопровода в здание рабочие используют специальные углубления в фундаменте, которые уплотняются изоляционным материалом.

Внутренний монтаж нужно выполнять согласно проекту, обеспечивая нужную подводку трубопроводов ко всей системе.

Работник, выполняющий монтаж труб, должен знать огромное количество нюансов работы с разными материалами: качество сборки водопровода, его крепление к различным поверхностям, установка и подключение сантехнического оборудования полностью зависят от его квалификации, опыта работы и знаний.

Проектирование горячего водоснабжения

В процессе проектирования систем горячего водоснабжения рабочие определяют тип разводки труб, выбирают подходящий материал, из которого изготовлены трубы. Помимо этого обязательным является проведение разного вида расчётов и подбор подходящего оборудования для системы водоснабжения. Для горячей системы водоснабжения используют трубы из меди, полипропилена и металлопластика.

При проектировании подбираются бойлер, расширительный бак, загрузочный циркулярный насос. Проводится проектирование системы по очистке воды и водоподготовки. Данная система подготавливает поступающую воду перед её поступлением в систему горячего водоснабжения. Проект системы водоподготовки и очитки воды производится в соответствии с проектировочной документацией.

Вернуться к оглавлению

Система оборотного водоснабжения

Проектирование системы оборотного водоснабжения выполняется с учётом расположения здания, в частных домах она практически никогда не используется. Водоотведение нужно выполнить так, чтобы продукты, которые сбрасывают пользователи, не мешали другим коммуникациям и не нарушали эстетичность участка.

На промышленных участках часто используют проект оборотного водоснабжения. Вода, использованная один раз, проходит полную или небольшую очистку и может быть использована в сельском хозяйстве или снова в процессе производства. Такая схема работает на предприятиях, у которых большой расход воды. При этом значительно уменьшается потребление воды из внешней среды и вследствие этого сокращается потребность затрат на доставку воды. Данная система положительно влияет на экологию, так как вредные вещества не выходят в окружающую среду, а оседают в фильтрующих сооружениях.

Источник: proekt-sam.ru