Централизованные системы и схемы водоснабжения

  Под системой водоснабжения подразумевается комплекс сооружений, необходимых для снабжения водой потребителей в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором при обеспечении надежности их работы.
  Состав сооружений выбирают в зависимости от требований, предъявляемых потребителем, и качества воды в природных источниках водоснабжения. Под схемой водоснабжения понимают последовательное расположение сооружений от источника до потребителя, взаимное расположение их относительно друг друга.
Централизованная система - это система водоснабжения, при которой вода из одного или нескольких источников поступает в общую водораспределительную сеть или сначала в один или несколько резервуаров, а из них - в общую сеть, питающую водой весь объект данной системы. Водоснабжение всех потребителей в этом случае осуществляют из единой водопроводной системы. При этом водозаборные, водоподъемные и очистные сооружения рассчитываются на подачу воды всем потребителям, находящимся в зоне действия системы, и работают по согласованному графику.
  Системы водоснабжения можно разделить на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные. Помимо этого вода используется для мойки улиц, проездов, площадей, а также поливки зеленых насаждений и других целей. Степень объединения функций, выполняемых водопроводами, определяется исходя из технико-экономических соображений. Системы водоснабжения могут быть объединенными (едиными), раздельными и неполно раздельными.
  В зависимости от вида объекта, снабжаемого водой, системы бывают городскими, поселковыми, промышленными и т. п. При этом они могут обеспечивать водой как один объект, так и группу однородных и разнородных потребителей на территории района.
  На промышленных предприятиях в зависимости от схемы использования воды системы классифицируются на прямоточные, с последовательным использованием воды, оборотные и замкнутые.
  В зависимости от источника питания водой объекта они подразделяются на системы, забирающие воду из поверхностных источников и из подземных. По способу подачи воды потребителям системы бывают напорными и безнапорными. Возможна комбинация этих систем подачи воды. Система водоснабжения состоит из сооружений для забора воды из источника, ее транспортирования, обработки, хранения и регулирования подачи.
  Схемы расположения водопроводных сооружений различны и зависят от принятого источника водоснабжения: его характера, мощности, качества воды в нем, рельефа местности и режима водопотребления.
  При заборе воды из поверхностного источника (река, водохранилище, канал, море и др.) cxeма водоснабжения предусматривает: забор воды; подъем и перекачку ее насосными станциями; кондиционирование; транспортирование к объектам водоснабжения и распределение между потребителями; регулирование расхода воды для сглаживания неравномерности водопотребления с помощью аккумулирующих резервуаров.
Забор воды осуществляется береговыми или русловыми водозаборами различных конструкций. На очистные сооружения вода перекачивается насосной станцией I  подъема. После прохождения процесса кондиционирования она подается потребителю насосной станцией II подъема. Возможно устройство нескольких последовательно или параллельно работающих стаций, что определяется техническими условиями.
  Сооружения для кондиционирования воды необходимы для доведения ее качества до требований, предъявляемых к ней абонентами. Резервуары чистой воды (сборные резервуары) служат для сглаживания неравномерности режима работы насосных станций I и II подъемов и хранения аварийных и противопожарных объемов воды.
  Водопроводы следует рассматривать как сооружения для транспортирования воды к местам ее распределения. Они представляют собой систему труб, по которым вода поступает к городу, поселку или промышленному объекту.
Для распределения воды по территории объекта и раздачи ее потребителям устраивается водопроводная сеть. Она представляет собой систему трубопроводов, уложенных по улицам, проездам и т. д., оборудованных необходимой арматурой для регулирования, ремонта, отбора воды на цели пожаротушения, поливки и т. д. Сооружение для хранения и аккумулирования воды (водонапорная башня) выполняет ту же роль, что и резервуар чистой воды. Оно сглаживает несовпадения режима работы насосной станции II  подъема и режима водопотребления.

{mospagebreak}
  Место расположения водонапорной башни в значительной мере определяется рельефом местности. Как правило, ее устанавливают на возвышенных отметках с целью уменьшения строительной стоимости. Однако в общем случае место ее установки должно определяться гидравлическими и технико-экономическими расчетами систем подачи и распределения воды. Если башня на местности располагается между насосной станцией II подъема и городом,  то такая система водоснабжения называется с башней в начале сети. Вместо водонапорной башни может быть установлен наземный или подземный напорный резервуар, если вблизи города имеются достаточно высокие отметки земли. Емкости могут быть установлены и в промежуточное поло-жение при наличии возвышенных отметок в черте населенного пункта.
  Забор воды из подземного источника осуществляется водозаборными скважинами, шахтными колодцами, горизонтальными и лучевыми водозаборами, сооружениями для каптажа подземных вод.  При отклонении качества подземной воды от требований СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода», в системе водоснабжения предусматривают сооружения для улучшения ее качества (сооружения по обезжелезиванию, умягчению, обесфториванию, опреснению и др.). Тогда очистные сооружения, а часто и связанные с ними резервуары и насосная станция II подъема могут отсутствовать. Такая схема возможна, например, при использовании артезианских вод, не требующих кондиционирования.
  Если источник водоснабжения расположен выше отметок снабжаемой водой территории, то появляются предпосылки для подачи воды потребителю самотеком. К таким источникам относятся горные водохранилища и ключи, а также напорные артезианские воды. При этом отпадает необходимость устройства насосных станций, перекачивающих воду от источника питания до потребителя. При значительной удаленности потребителя от источника может возникнуть необходимость устройства последовательно работающих насосных станций, перекачивающих воду по водоводам. Если город имеет развитую территорию и сложный пересеченный рельеф местности, то для создания у абонентов требуемого давления устраивают несколько насосных станций.
При совпадении режима работы насосных станций и режима водопотребления необходимость устройства резервуаров и башен для регулирования режимов отпадает.
  Таким образом, обязательными элементами системы водоснабжения являются водозаборные сооружения, водоводы и водопроводная сеть.
  Для потребителей, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в условиях дефицита источников водоснабжения, применяют групповые (районные) системы водо-снабжения. Они строятся для групп отдельных промышленных предприятий, групп курортных поселков и предприятий ряда районов сельскохозяйственного производства. С целью снижения высоких давлений в водоводах вследствие большой их протяженности в отдельных узлах сети устанавливают резервуары, в которые сбрасывают воду. Вода из этих резервуаров забирается насосными станциями и подается в последующий участок водовода, а также к близлежащим потребителям. 
  Для сокращения забора свежей воды из источников водоснабжения и охраны их от загрязнения широко применяются системы оборотного водоснабжения . Они необходимы в случае маломощности источника водоснабжения. В этой системе вода, участвующая в технологическом процессе, не сбрасывается в водоем, а после обработки вновь возвращается в производственный цикл. Потери, имеющие место в производстве (3-5 %), восполняются из источника. Как правило, отличием большинства оборотных систем являются устройства для охлаждения воды (градирни, пруды-охладители и др.). При необходимости могут быть предусмотрены также очистные сооружения.
  Если качество воды, сбрасываемой одним потребителем, допускает ее использование другими потребителями, то применяют систему повторного использования воды, которая снижает расход, забираемый из источника. Эта схема занимает промежуточное положение между рассмотренными схемами и становится целесообразной при небольших расстояниях между цехами, сбрасывающими и использующими отработавшую воду.
  Та или иная схема водоснабжения выбирается на основе технико-экономических сравнений вариантов и соблюдения условий охраны водоемов от загрязнений.
  В дальнейшем промышленность будет переходить на бессточную схему водоснабжения, которая позволит: использовать в производственном водоснабжении все стоки, сбрасываемые с территорий заводов, сократив до минимума забор воды из источника водоснабжения; исключить загрязнение водоемов вредными примесями; извлекать полезные вещества из сточных вод предприятий.

Обеспечение тепловой устойчивости зданий и сооружений

 I. Теплосантехнические требования к выбору площадки для строительства промышленных зданий и сооружений
  Теплоснабжение потребителей существенно зависит от их территориального расположения. Промышленные предприятия размещают преимущественно за чертой населенных пунктов или на территории населенных пунктов в специально выделенных промышленных районах.
  Учитывая выброс в атмосферу различных вредных веществ (пыль, пары, газы) и создаваемый производственный шум, промышленные предприятия сооружают на определенном расстоянии от районов жилой застройки, создавая так называемую санитарно-защитную зону.
  В зависимости от выбросов и условий технологического процесса, а также с учетом проведения очистных мероприятий промышленные предприятия делят на пять классов. К первому классу относят предприятия различных отраслей производства (химия, металлургия, машиностроение и др.), выбрасывающие в атмосферу наибольшее количество вредных веществ (например, предприятия по производству целлюлозы, ртути, ацетона, чугуна при объеме доменных печей более 1500 м3 и др.), к пятому - предприятия, выделяющие минимальное количество вредных веществ (например, небольшие машиностроительные заводы, пищевые предприятия и т. п.). Для предприятий первого класса ширина санитарнозащитной зоны составляет 1000 м, второго - 500 м, третьего 300 м, четвертого - 100 м и пятого - 50 м.
  При проектировании промышленных предприятий нужно предусматривать технологические процессы, исключающие выделение вредных веществ в атмосферу, а в случае невозможности этого - достаточно эффективные современные мероприятия, не допускающие вредного влияния производства на население. К таким мероприятиям относят газоочистку, пылеулавливание, увеличение высоты труб, шумоглушение, герметизацию аппаратуры и коммуникаций.
  В тех случаях, когда по техническим причинам невозможно достаточно эффективно ослабить вредное влияние, санитарные органы имеют право увеличить санитарно-защитную зону, но не более чем в 3 раза. Предприятия с вредными выделениями следует располагать с подветренной стороны по отношению к районам жилой застройки, учитывая направление ветров, господствующих в теплый период года. Санитарно-защитная зона должна быть озеленена; в ней можно размещать здания подсобного и обслуживающего назначения.
  При проектировании промышленного предприятия следует определить размер ожидаемых изменений производства, базируясь на данных прогноза о перспективном расширении выпуска определенного вида продукции. Это необходимо делать на первой стадии проектирования предприятия, чтобы впоследствии избежать больших объемов его переоборудования для обеспечения роста производства указанной продукции.
  Планировка промышленного предприятия должна предусматривать возможность удаления атмосферных осадков и отвода производственных стоков. При выборе площадки для размещения промышленного предприятия необходимо учитывать состояние грунтовых вод, чистоту почвы, возможность проведения мероприятий по защите окружающей территории. Рельеф местности не должен препятствовать свободному естественному проветриванию площадки.
  При составлении генерального плана промышленного предприятия должно быть предусмотрено функциональное зонирование территории с учетом технологических и санитарно-технических требований. Производственные здания и сооружения при этом обычно располагают по ходу производственного процесса. Сооружения, загрязняющие атмосферу, следует располагать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям. Производственные корпуса надо размещать с учетом обеспечения наиболее благоприятных условий для естественного освещения и проветривания. Размеры разрывов между зданиями, освещаемыми через оконные проемы, должны быть не менее высоты наибольшего из противостоящих зданий. По противопожарным нормам расстояние между соседними зданиями зависит от степени их огнестойкости и пожарной опасности производств.

{mospagebreak}  II. Теплосантехнические требования к производственным зданиям и сооружениям
  Отапливаемые производственные здания и сооружения, кроме зданий и помещений с мокрым режимом (см. далее таблицу), должны иметь наружные ограждения, исключающие возможность образования конденсата на внутренней поверхности стен и потолков.
  Площадь и характер остекления световых проемов производственных зданий и сооружений нужно выбирать из условия обеспечения норм естественного освещения.
Независимо от наличия вредных выделений и вентиляционных устройств в производственных зданиях и сооружениях должны предусматриваться створки переплетов и другие открывающиеся устройства в окнах общей площадью не менее 20 % площади световых проемов для проветривания с возможностью при необходимости направления поступающего воздуха вверх в холодный период года и вниз в теплый период года.
  В зданиях и сооружениях с естественной вентиляцией (аэрируемых) площадь открываемых проемов следует определять по расчету, а размещать их нужно так, чтобы расстояние от уровня пола до низа створных переплетов, предназначенных для притока воздуха в теплый период года, было не более 1,8 м, а до низа открывающихся проемов, предназначенных для притока воздуха в холодный период года, - не менее 4 м.
  Производственные здания должны обеспечивать оптимальные санитарно-гигиенические условия труда. По санитарным нормам на каждого работающего предусматривают объем производственных помещений не менее 15 м3, а площадь - не менее 4,5 м2. Проектную высоту производственных помещений принимают не менее 3,2 м, так как в низких помещениях труднее организовать нормальное проветривание и освещение.
  Трубопровод, обслуживающий здание, должен быть расположен вокруг него и иметь, через одинаковые промежутки короткие отводные трубы с клапанами для возможности соединения с добавочным оборудованием, установка которого предполагается в будущем. Трубопроводы на наружных стенах следует располагать вблизи колонн, учитывая, что при будущем расширении стены могут быть в этих местах убраны. Пожарные стояки должны быть расположены на наружных стенах в тех местах, где не предполагается расширять помещение.
  Трубопроводы вне здания следует прокладывать таким образом, чтобы не были задеты колонны здания; внутренние трубопроводы должны иметь размеры, позволяющие определить эти трубопроводы до будущих стен здания.
  Размеры вентиляционного оборудования должны быть выбраны с учетом изменения нагрузок после того, как в результате расширения здания площади, находившиеся снаружи, станут внутренними.
  Для распределения воздуха при вентиляции помещений, размеры и планировку которых предполагается часто менять, можно использовать рассеиватели люминесцентных ламп, подавая в них воздух по резиновому шлангу.

{mospagebreak}
  Для уменьшения опасности возникновения и распространения пожаров важное значение имеет рациональное устройство предприятий и цехов с точки зрения их прочности и устойчивости как в нормальных условиях, так и в условиях пожара. Основной характеристикой, определяющей способность зданий и сооружений противостоять возникновению и распространению пожара, является степень их огнестойкости, зависящая от пределов огнестойкости основных строительных конструкций (таблица) и пределов распространения огня по этим конструкциям (таблица).

Категория помещений по взрывопожарной и пожарной опасности:

{mospagebreak}
  Все строительные материалы подразделяются на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Минимальные пределы огнестойкости, основных строительных конструкций:

Максимальные пределы распространения огня, см, по основным строительным конструкциям:

  В зависимости от категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности (таблица) выбирают степень огнестойкости здания, площадь этажа между противопожарными стенками и число этажей. Производственные помещения категорий А и Б можно размещать в зданиях только I и II степеней огнестойкости, при этом число этажей не должно превышать шести. В зависимости от числа этажей здания для производственных помещений категорий В и Д допускается выполнять со степенью огнестойкости вплоть до V, а категории Г - не ниже IV степени огнестойкости. В этом случае при I и II степенях огнестойкости зданий число этажей в них не должно превышать шести для производственных помещений категории В и десяти для помещений категорий Г и Д. Основные строительные конструкции зданий с помещениями категорий Е следует проектировать из несгораемых материалов с ненормируемым пределом огнестойкости.