Схемы внутренних водопроводов

С учетом санитарно-гигиенических, технико-экономических и противопожарных требований, особенностей систем наружного водоснабжения, назначения зданий, их площади и высоты в зданиях и сооружениях проектируются следующие системы внутренних водопроводов:

• хозяйственно-питьевые;
• противопожарные;
• производственные;

объединенные хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные (противопожарный водопровод объединен с хозяйственно-питьевым или (и) с производственным водопроводом).

Самостоятельный хозяйственно-питьевой водопровод проектируют в случаях, когда в здании не требуется по нормам внутренний противопожарный водопровод или когда объединение его с противопожарным по каким-либо причинам нецелесообразно.

Самостоятельный внутренний противопожарный водопровод  устраивают в многоэтажных зданиях высотой более 50 м, в театрах, в зданиях с взрывопожароопасными производствами и на ряде других ответственных объектов. Указанный водопровод имеет ряд недостатков. Из-за отсутствия постоянного водозабора вода в нем застаивается, в результате стальные и чугунные трубопроводы и оборудование подвергаются коррозии. Часто за сетями, насосами и арматурой не ведется постоянное наблюдение, в то время как в объединенных сетях любую неисправность (аварию), как правило, немедленно устраняют.

В самостоятельный противопожарный водопровод вода может подаваться непосредственно из рек, водоемов, других естественных и искусственных водоемов, наружного производственного водопровода. Вода питьевого качества в данном случае не требуется.

Объединенные сети более выгодны с санитарно-гигиенических и экономических точек зрения, они удобны в эксплуатации и более надежны.

Наиболее часто в зданиях устраивают объединенный хозяйственно-противопожарный водопровод, реже - производственно-противопожарный. Это объясняется тем, что производственная сеть менее разветвленная, чем хозяйственно-питьевая. Санитарные приборы и другие потребители группируются, как правило, во вспомогательных помещениях промышленных предприятий. Кроме того, вода на производственные нужды подается в определенном режиме (в части расходов и напоров воды), предусмотренном технологическим регламентом, нарушение которого недопустимо. Вода на производственные нужды к технологическим аппаратам часто подается непосредственно от наружной сети.

Для варианта, когда внутренние водопроводы нескольких зданий запитываются от одной насосной, наружные трубопроводы, объединяющие внутренние водопроводные сети, проектируются в соответствии с требованиями действующих норм.

Для обеспечения надежной работы водопровода в точке присоединения ввода к наружной сети (см. рис. 1) необходимо поддерживать напор, равный

       Н_тр = k(h_c + h_вв) + h_вод + Н_св + z ,                           

где  h_c- потери напора в сети внутреннего водопровода; h_вв - потери напора на вводе;  h_вод- потери напора на водомере;  Н_св - свободный напор в диктующей точке водопроводной сети;  z - разность отметок наиболее высоко расположенного водозаборного устройствапожарного крана) и ввода;  k - коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления  (k = 1,1 - в сетях противопожарных водопроводов; k = 1,15 - в сетях производственно-противопожарных водопроводов; k = 1,2 - в сетях хозяйственно-противопожарных водопроводов). (

Если для данной схемы водопровода требуемый напор Н_тр есть величина постоянная, то действительный напор в наружной сети в течение суток меняется (рис. 2) и может быть как больше, так и меньше требуемого напора.

Минимальный напор в наружной сети у ввода в здание называется гарантированным Н_г. Величина гарантированного напора Н_г задается водопроводной службой города или объекта. Соотношение величин гарантированного  Н_г  и требуемого  Н_тр  напоров определяет выбор системы внутреннего водопровода.

Возможны следующие системы внутреннего водопровода по способу создания напора в них: без повысительных установок; с повысительными насосами; с водонапорным баком и насосами; с пневматической установкой; с запасным резервуаром.

Внутренний водопровод, действующий без повысительных установок под напором наружного водопровода устраивают в том случае, когда напор в наружном водопроводе всегда достаточен для подачи необходимого количества воды к наиболее удаленным и высоко расположенным хозяйственным кранам 1 в обычное время работы водопровода и для создания расчетных пожарных струй из наиболее удаленных и высоко расположенных пожарных кранов 2 при работе водопровода во время пожара, т.е.

Н_тр.хоз. < Н_г > Н_тр.пож .

Рис. 2. Схема водопровода без повысительных установок

Эта схема является наиболее простой и распространенной. Ввод в этих случаях оборудуется водомером 3, задвижками 4 для отключения водопроводной сети при ремонте водомера и сливным краном 5 для подсоединения контрольного водомера.

Водопровод с пожарным насосом-повысителем (рис. 3) устраивается в тех случаях, когда гарантированный напор в наружной сети меньше, чем напор, необходимый для работы пожарных кранов, но больше напора, необходимого для нормальной работы хозяйственных приборов, т.е.

Н_тр.хоз < Н_г < Н_тр.пож

В обычное время вода поступает от наружной сети во внутреннюю сеть через водомер, минуя пожарный насос, так как задвижка 4 закрыта.

В случае пожара  приводится в  действие пожарный насос 1. Пуск насоса осуществляется дистанционно от кнопки, установленной в шкафчике каждого пожарного крана. Одновременно с включением электродвигателя происходит открытие электрозадвижки 4 на обводной линии. При этом пожарный насос должен обеспечить подачу расчетного расхода воды, равного сумме максимального хозяйственного и пожарного расхода, т.е.

Q_расч = Q_хоз + Q_пож.

Рис. 3. Схема водопровода с насосами-повысителями

Обратный клапан 2 исключает работу насоса на себя, а обратный клапан 3 предохраняет насос от гидравлического удара при его остановке.

Водопровод с водонапорным баком и насосами (рис. 4) применяют при постоянном недостатке напора в наружной сети, когда гарантированный напор Н_г меньше требуемого напора для хозяйственных приборов Н_тр.хоз и пожарных кранов  Н_тр.пож , т.е.

Н_тр.хоз > Н_г < Н_тр.пож.

В этом случае водонапорный бак играет роль напорно-регулирующей емкости. Работа водонапорного бака и насосов должна быть автоматизирована путем установки реле уровня.

Рис. 4. Схема водопровода с водонапорным баком и насосами:

1 - хозяйственный насос; 2 - пожарный насос; 3 и 4 - обратные

клапаны; 5 - обводная линия с запломбированной задвижкой

В обычное время работы водопровода при подаче хозяйственного насоса 1 больше чем водопотребление избыток воды идет в водонапорный бак. При увеличении водопотребления вода из водонапорного бака поступает в сеть. При этом пожарные краны постоянно находятся под давлением водонапорного бака.

В случае пожара расход воды увеличивается, уровень воды в баке начинает понижаться ниже уровня неприкосновенного запаса и реле уровня включает пожарный насос 2, одновременно открывая электрозадвижку 5. Пожарный насос обеспечивает подачу хозяйственно-питьевых и пожарных расходов воды. При его работе водонапорный бак при помощи обратного клапана 4 автоматически отключается. Обратный клапан 3 предотвращает поступление воды из внутренней водопроводной сети к насосам при питании ее от водонапорного бака. Так как для нормальной работы пожарных кранов требуется создание довольно большого свободного напора, а установка водонапорного бака в обычных условиях на значительной высоте не всегда возможна, то область применения схемы внутреннего пожарного водопровода с насосами и водонапорным баком весьма ограничена. Чаще такие системы применяют в зданиях повышенной этажности.

Водопровод с пневматической установкой (рис. 5) применяется в тех же случаях, что и водопровод с насосами и водонапорным баком, но когда устройство водонапорного бака невозможно. Составной частью такой системы являются: воздушно-водяной бак 1, выполняющий роль напорно-регулирующей емкости, и компрессор 2, служащий для периодической подачи сжатого воздуха.

Рис. 5. Схема водопровода с пневматической установкой

Нередко в пневмоустановках применяют два герметически закрытых резервуара, один из которых заполняется водой, другой - сжатым воздухом. Для пуска насосов пневматические установки оборудуются контрольной и автоматической аппаратурой. Принцип работы такой системы заключается в следующем.

При подаче воды на тушение пожара через пожарные краны под давлением воздуха вода вытесняется из резервуара. С уменьшением уровня воды в резервуаре давление в нем падает до определенного минимума, после чего автоматически включается пожарный насос.

Водопровод с запасным резервуаром (рис. 6) устраивается в тех случаях, когда в наружном водопроводе величина свободного напора 5 м и менее. Наиболее часто по такой схеме устраиваются внутренние водопроводы в театрах, в цехах повышенной пожарной опасности, в зданиях повышенной этажности.

Рис. 6.  Схема водопровода с запасным резервуаром