ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ
ЗДАНИЙ И ПОМЕЩЕНИЙ ДОМА И ОФИСА
Уровень технического прогресса позволяет обеспечить существование в зданиях систем водоснабжения, отопления, канализации, вентиляции, кондиционирования воздуха, электроснабжения и электрооборудования. Количественный и качественный состав оборудования влияет на комфортность проживания и работы людей.
Специалисты в области домоведения должны обладать знаниями в широком круге решаемых вопросов, в том числе и в области инженерно-технического оборудования, от эффективной работы которых зависит комфортность проживания и работы. В этой части учебного пособия основное внимание уделяется вопросам работы систем водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, электроснабжения, газоснабжения, мусороудаления.
Холодное водоснабжение
Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений и мероприятий, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям с требуемым напором и расходом.
Системы внутреннего водопровода
Системой внутреннего водоснабжения здания или отдельного объекта называют совокупность устройств, обеспечивающих получение воды из наружного водопровода и подачу ее под напором к водоразборным устройствам, расположенным внутри здания или объекта. Система холодного водоснабжения, называемая обычно внутренним водопроводом, состоит из следующих устройств: ввода (одного или нескольких), водомерного узла (одного или нескольких), сети магистралей, стояков, распределительных трубопроводов и подводок к водоразборным устройствам, запорной, регулировочной арматуры, соединительных и монтажных элементов для труб.
Ввод – это трубопровод, соединяющий наружный водопровод с внутренним водопроводом здания. К водоразборной арматуре относятся различные клапаны, смесители для ванн, умывальников, моек и пр. Запорная арматура включает вентили, задвижки. На сети внутреннего водопровода при d<50 мм устанавливаются вентили, а при d>50 мм – задвижки. Запорная арматура устанавливается: у основания стояков, у клапанов смывных бачков унитазов, у водонагревателей, в водомерном узле, на разветвлениях магистралей и пр.
Условные обозначения устройств на рисунках 1 – 5 приведены из ГОСТ 21.205 – 93 «Условные обозначения элементов санитарно-технических систем» и ГОСТ 21.206 – 93 «Условные обозначения трубопроводов». Основные элементы показаны в прил. 1.
Классификация систем внутреннего водоснабжения зданий
По назначению системы водоснабжения здания подразделяются:
¨ на хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды, по ГОСТ Р 51232–98 «Вода питьевая» для питья, умывания, купания, приготовления пищи и т. д.;
¨ производственные системы водоснабжения обеспечивают подачу воды для технологических процессов производства. Требования, предъявляемые к качеству подаваемой воды, разнообразны и определяются технологическими требованиями производства;
¨ противопожарные системы водоснабжения предназначены для тушения огня в здании при возникновении пожара. В этих системах может быть использована вода и не питьевого качества.
Иногда используют объединение всех видов систем внутреннего водопровода в одну – хозяйственно-производственно-противопожарную с подачей воды питьевого качества на все нужды. Однако это не всегда бывает оправдано с экономической точки зрения ввиду относительно высокой стоимости питьевой воды.
По расположению магистральных трубопроводов схемы водоснабжения здания бывают с нижней и с верхней разводками.
При нижней разводке магистральные трубопроводы размещают в нижней части здания, а при верхней – на чердаке или под потолком верхнего этажа.
По принципу действия внутренние водопроводы можно подразделить на системы: без повысительных устройств; с напорно-запасными баками; с повысительными насосами; с комбинацией напорно-запасных баков и повысительных насосов; с гидропневматическими установками; зонные системы.
Выбор одной из указанных систем прежде всего зависит от соотношения величины требуемого напора Hr, обеспечивающего подачу нормативного расхода воды к наиболее высокорасположенному и удаленному от ввода водоразборному устройству с учетом потерь напора на преодоление сопротивлений по этому пути движения воды, и напора в наружном водопроводе у места присоединения к нему ввода водопровода здания Hg (гарантийного напора). Он может быть больше, равен или меньше напора, который требуется для нормальной работы внутреннего водопровода Hr.
Если Hg> Hr, система действует под напором насосов наружной городской сети. В связи с повышением этажности современных зданий эта схема применяется все реже.
При периодическом недостатке напора в городской сети принимается система с повысительным водонапорным баком (рис. 1а). При этом, когда Hg>Hr, вода из наружной сети подается и к водоразборным кранам и в напорный бак, когда же напор в городской сети снижается ниже расчетной величины (Hg<Hr), потребители обеспечиваются водой из водонапорных баков, расположенных в самой высокой точке здания. Эти системы рационально используют энергию насосов городского водопровода. К недостаткам системы следует отнести ухудшение качества воды при неправильной эксплуатации баков.
На рис. 1б приведена схема оборудования водонапорного бака 4. Они могут быть круглыми или прямоугольными. Их изготавливают из металла (листовой стали). Снаружи и внутри баки покрывают антикоррозионной защитой. Сверху баки закрывают крышками 9, в которых устраивают люки. Помещение для установки баков должно быть теплым и вентилируемым. Расстояние между баком и перекрытием принимается не менее 0,6 м, а между стенами и баком – не менее 0,7–1м. Баки устанавливают на поддоне 10, на котором предусмотрены подкладочные бруски 11. На представленной схеме подающий стояк 3объединен с отводящим участком воды из бака 15. Трубопровод, непосредственно подающий воду в бак, снабжается, как правило, двумя поплавковыми клапанами 22. На отводящем участке 15 устанавливают обратный клапан 16 и задвижки 17. Переливной трубопровод 12 присоединяют к баку на высоте максимально допустимого уровня воды в нем. Бак имеет спускную трубу 13 с вентилем 21 и грязевую трубу 14 (из поддона). Вода, сливаемая из бака через трубопроводы 12, 13 и 14, поступает в промежуточный приемный бачок 18, соединенный через сифон 19 с канализационным или водосточным стояком 20. Бак оборудован сигнализацией уровня воды. На рис. 11 также обозначены цифрами: 1 – ввод, 2 – водомерный узел, 5 – разводящий трубопровод, 6 – подводки трубопровода в номера, 7 – стояки, 8 – поплавок.
Рис. 1. Система водоснабжения здания с водонапорным баком (а); оборудование водонапорного бака трубопроводами и арматурой (б)
Система с повысительными насосами применяется, когда напор в городской сети постоянно или периодически ниже требуемого в здании (Hg<Hr) (рис. 2). Эти системы получили широкое применение, однако их использование приводит к значительному перерасходу электроэнергии, так как насос работает постоянно, независимо от того, есть ли потребность в воде в данный момент времени.
Комбинированные системы с напорно-запасными емкостями и дополнительными насосами устраиваются в случаях, когда напор в городской сети постоянно ниже требуемого для нормальной работы внутреннего водопровода, но из-за большой неравномерности потребления воды в здании постоянная эксплуатация насосов экономически не целесообразна. В таких системах насос запускается в работу по мере необходимости, что приводит к экономии электроэнергии.
Рис. 2. Система водоснабжения здания с повысительной насосной установкой (кольцевая сеть с нижней разводкой): 1 – ввод № 1; 2 – обратный клапан; 3 – перемычка; 4 – подводки; 5 – пожарный стояк; 6 – пожарные краны; 7 – запорные вентили стояков; 8 – поливочный кран; 9 – спуск (пробка); 10 – кольцевая магистраль; 11 – ввод № 2; 12 – водомерный узел; 13 – насосная установка; 14 – задвижки
Гидропневматические установки могут быть переменного и постоянного давления. Установка состоит из герметичного водяного бака, насоса, установки пополнения запаса воздуха, компрессора, воздушного бака, комплекта приборов автоматического управления. При работе установки вначале в водяной бак подается сжатый воздух (или запасается в воздушном баке) под большим давлением.
По мере водоразбора в водопроводной сети давление в баке будет снижаться. Когда его снижение достигнет допустимого минимума, автоматически включается двигатель насоса, который начинает подавать воду в бак. Давление в баке при этом будет возрастать до первоначального предела. При достижении максимального давления насос также автоматически отключается. Струйный регулятор запаса воздуха восполнит его неизбежные потери.
Таким образом, гидропневматическая установка работает в цикличном режиме. Промежутки между включениями насосов возрастают с уменьшением водопотребления в водопроводной сети. Системы с гидропневматическими установками не имеют недостатков, присущих системам с баками. Они просты в эксплуатации и позволяют регулировать давление по времени суток. На рис. 3. показаны основные элементы гидропневматической установки.
Рис. 3. Схема типовой насосной установки с гидропневматическими баками:
1 —рабочие насосные агрегаты; 2 — резервный насосный агрегат; 3 — обратный клапан; 4 — задвижка; 5 — шкаф управления; б — реле давления; 7 — трехходовой кран с манометром; 8 — струйный регулятор запаса воздуха; 9 —гидропневматический бак
Особое внимание при проектировании уделяется рациональному размещению санитарно-технических устройств в здании. Санитарные узлы и водоразборную арматуру группируют поэтажно, располагая их друг над другом, трубопроводы прокладывают по кратчайшему расстоянию. При решении планировки помещений и санитарно-бытовых узлов рациональным является линейная планировка, при которой приборы размещаются на одной монтажной стене.