Классификация систем водоснабжения

  Система водоснабжения - это комплекс инженерных сооружений для забора, очистки и подачи воды потребителям. включает источники воды, насосные станции, станции очи 'баки, резервуары и сети трубопроводов.
  В зависимости от местных условий некоторые из этих сооружений могут отсутствовать. В тех случаях, когда предприятие обеспечивается водой от городского водопровода, водозаборные и очистные сооружения не устраивают.
  Системы водоснабжения различают по виду обслуживаемого объекта, по назначению и по принципу расходования воды.
  По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, железнодорожные, сельскохозяйственные и др.

  В зависимости от назначения системы водоснабжения бывают следующие:
хозяйственно-питьевые, производственные (технологические), противопожарные, объединенные;
хозяйственно-питьевые системы снабжают водой столовые, души, умывальники, уборные, прачечные и другие водопотребительские объекты хозяйственного назначения.

  Производственные системы предназначены для подачи воды на технологические нужды. Технологическую воду используют для нагрева или охлаждения сырья и полуфабрикатов, в теплообменных аппаратах, для мойки тары, помещений и т. д. На производственные цели уходит большая часть поступающей на предприятие воды.
  Противопожарные системы обеспечивают водой для тушения пожаров внутри предприятий и на его территории. 
 Противопожарный водопровод делят на внутренний и наружный. Внутренний устраивают в пожароопасных и взрывоопасных помещениях (машинные и аппаратные залы аммиачных компрессорных станций, отделения дробления и просеивания кормовой муки и т. д.). Все подводки обеспечивают противопожарными средствами (шланги с брандспойтами, дренчерные и спринклерные установки).
  Наружный водопровод на территории предприятия прокладывают под землей. Он может быть низкого или высокого давления. Низкое водопроводное давление поддерживают городская насосная станция, водонапорная башня, насосная станция второго подъема. Высокое давление создают специальные стационарные противопожарные насосы. Их устанавливают в  помещениях предприятий.
  Каждая система водоснабжения обеспечивается оперативным запасом воды. Этот запас хранят в подземных резервуарах. Количество оперативного запаса определяют исходя из норм расхода на тушение пожара. Требуемое  давление в водопроводе создают водонапорная башня, пневматические установки или насосы второго подъема.
  Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друга, называют районной или районным водопроводом.
  Иногда водопровод обеспечивает водой объекты, расположенные на участках территории с различной высотой. В таких условиях устраивают зонные системы водоснабжения. Для высоко расположенных участков насосы поддерживают высокое давление, которое не нужно для низко расположенных  (повысительные насосные станции).
  При наличии объединенных систем водоснабжения вода поступает на различные цели. Например, на предприятиях мясной и молочной (т. е. пищевой) промышленности на технологические нужды идет только питьевая воды. Это позволяет объединить хозяйственно-питьевую и производственную системы в одну общую.  Такая общая система может служить и для противопожарных  целей. В некоторых случаях сооружают частично объединенные мы водоснабжения - производственно-хозяйственные, когда для технологических целей применяют  только питьевую воду, и хозяйственно-противопожарные (в административно-хозяйственных помещениях). Кроме того, на предприятиях устраивают системы горячего водоснабжения.
  Все системы внутреннего водоснабжения делят по принципу  расходования воды на прямоточные, последовательно-повторные и   оборотные.
  В прямоточных системах воду из точек потребления ( разные звенья технологического процесса, мойки оборудования и помещений, душевые, туалеты и т. д.) спускают в канализацию. Прямоточная система является самой распространенной и наименее экономичной. Значительную экономию воды дают последовательно-повторная и оборотная системы водоснабжения. 

{mospagebreak}
  Выбор расчетных режимов работы системы водоснабжения. Расчетными считаются случаи, при которых имеют место максимальные нагрузки по расходу воды и напору для отдельных элементов системы водоснабжения. В пределах рассматриваемой очереди развития водопровода расчетным является последний год, для которого принимают средние нормы водопотребления, расчетное число жителей и находят средний за год расчетный суточный расход воды Q (сут),  который позволяет, зная коэффициенты неравномерности К (сут. макс) и К (сут. мин) найти максимальный Q (сут. макс) и минимальны и Q (сут. мин) суточные расходы. При проектировании системы водоснабжения приходится проводить гидравлические расчеты при различных нагрузках водопотребления.

  Все сооружения системы водоснабжения рассчитывают при нагрузках, соответствующих суткам максимального водопотребления в соответствии с графиком водопотребления.

  Водопроводные сети необходимо рассчитывать на работу в час максимального водопотребления, а сети с контррезервуаром, кроме того, должны быть рассчитаны на работу в час максимального транзита в напорно-регулирующую емкость.
 

  Наряду с этим водоводы; распределительную сеть и насосы станции II подъема нужно проверить на одновременную подачу максимального часового и противопожарного расходов воды в сутки максимального водопотребления. Рекомендуется провести расчеты системы подачи и распределения воды на минимальный часовой расход в дни минимального водопотребления, при котором возможны наибольшие давления в сети. Целесообразно выполнить расчет на средний часовой расход в сутки среднего водопотребления, что позволяет ориентировочно определить за расчетный срок для данного этапа развития системы затраты энергии на подъем воды. Помимо этого необходимо выполнить расчеты, обосновывающие мероприятия по обеспечению водой потребителей в заданных пределах в случае возникновения аварий.

  Ряд проведенных расчетов позволяет выбрать оборудование системы, обеспечивающее как ее работоспособность, так и экономичность.

Нормы расхода воды и режим водопотребления

  Расходом воды называют количество воды, потребляемой предприятием либо населенным пунктом в единицу времени, выраженное в л/с, м/с, м куб/сут.
  Величина потребления и расхода воды предприятием обусловливается климатическими условиями, назначением и мощностью, техническим и культурным уровнем предприятия, для населенных мест следует добавить - численностью населения, благоустроенностью жилого фонда, национально-региональный фактором, от которых зависят вид и состояние внутренней водопроводной сети, благоустройство территории.
  При расчетах систем водоснабжения расход воды на производственные и противопожарные нужды определяют по нормам расхода воды (нормам водопотребления).

  Нормой расхода воды называют предельное количество воды, отнесенное к водопотребляющей единице (единица оборудования, вырабатываемой продукции, работников предприятия, численность населения и т. д.). Нормы расхода приведены в технологических нормах проектирования.
  Расход воды рассчитывают в соответствии с указаниями, изложенными в СНиПах. Расчетные расходы воды являются исходными данными для определения диаметра водопровода, подбора насосов и другого водопроводного оборудования.

  Подсчитав расход воды на производственные, хозяйственно-бытовые и питьевые нужды в течение часа, приступают к составлению графика водопотребления. Составляют общий график водопотребления и отдельно графики потребления воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.
  На предприятиях самая большая потребность в питьевой воде наблюдается на стыке смен, в населенном пункте - утром и вечером.
  Вода в течение суток, недели, месяца и года потребляется неравномерно, поэтому для расчетов расхода воды используют коэффициент неравномерности водопотребления к  (часовой, суточ-ный, месячный, годовой):
Коэффициент суточной неравномерности хозяйственно-питьевого водопотребления на промышленных предприятиях принимают равным единице. 
  Коэффициент часовой неравномерности потребления производственной воды бывает различным (от 2,3-3) и зависит от технологии и оборудования предприятия. 

{mospagebreak}
  Определение количества воды, необходимой потребителю, первоочередная задача при проектировании систем водоснабжения.
  Для этого необходимо знать перечень и количество всех потребителей, получающих воду от рассчитываемой системы водоснабжения, и нормы водопотребления для них. В городах и поселках, как правило, устраивается объединенная хозяйственно-противопожарная система водоснабжения. Этой же системой подается вода на хозяйственно-питьевые нужды промышленных предприятий, расположенных в черте города, а также на производственные нужды предприятий, потребляющих воду питьевого качества в силу технологической необхо-димости или экономической целесообразности.
  При отсутствии самостоятельной системы поливного водопровода (вследствие не возможности ее устройства или экономической неэффективности) вода для мойки улиц и полива зеленых насаждений подается также объединенной системой.
  При проектировании системы водоснабжения промышленной зоны или отдельного объекта, не имеющих связи с городским водопроводом, необходимо учесть все виды потребления воды, существующие на их территории. Эти системы рассчитываются самостоятельно. Целесообразность устройства таких систем определяется из условия технологической, экономической и экологической целесообразности, а также требований рационального использования водных ресурсов.
  Расчетный расход воды каждого из потребителей определяется на основе норм, получаемых путем обработки статистических данных о фактическом потреблении или технологическим расчетом.
  Общий расход воды на нужды населения пропорционален числу жителей в населенном пункте, для которого строится система водоснабжения, а также расходу воды, на хозяйственно-питьевые нужды, приходящемуся на одного жителя, т. е. норме водопотребления.
  Норма водопотребления, или удельное водопотребление, учитывает количество воды, потребляемое одним человеком в сутки на хозяйственно-питьевые нужды не только дома, но и в общественных зданиях, за исключением расхода воды в домах отдыха, санаториях, детских лагерях и т. п. Также она зависит от степени благоустройства зданий и местных климатических условий.
  В настоящее время действующим СНиП 2.04.02-84* предусмотрены следующие расчетные среднесуточные расходы на хозяйственно-питьевые нужды на одного жителя.
  Для районов, где водопользование предусмотрено из водозаборных колонок, среднесуточная (за год) норма водопотребления на одного жителя принимается 30-50 л/сут.
  Выбор нормы водопотребления в указанных диапазонах производится с учетом природно-климатических условий, мощности источника водоснабжения, уклада жизни населения и других местных условий.

{mospagebreak}

   Нормы хозяйственно-питьевого потребления воды:

  Выбирая норму водопотребления, необходимо предусматривать мероприятия по сокращению утечки в системе и нерационального использования воды в заданиях. К ним следует отнести организацию зонирования системы, улучшение ее эксплуатации, регулирование давления и т. п.
  Расходы воды на предприятиях включают производственные, хозяйственно-бытовые и душевые. 
 Расходы воды на производственные (технологические) нужды зависят от вида производства, принятого технологического процесса, вида системы водоснабжения, качества воды и т. д.
  Они определяются по удельным нормам водопотребления на единицу продукции, которые задаются на основе технологических расчетов работниками той или иной области промышленности, а также из условий применения наиболее прогрессивных 'технологий, предусматривающих маловодные процессы, устройство оборотных и замкнутых систем водоснабжения. В соответствии с существующими нормами расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве учитывается дополнительно к тем хозяйственнопитьевым расходам, которые рассматривались выше. В цехах со значительным тепловыделением он принимается равным 45 л, а в остальных цехах - 25 л на каждого работающего в смену. Помимо этого на производствах, связанных с необходимостью принятия душа, должен быть предусмотрен расход воды из расчета 500 л/ч на одну душевую сетку в течение 45 мин.
  Расход воды на поливку и мойку улиц и площадей, а также на поливку зеленых насаждений зависит от размеров поливаемых площадей, способа поливки, типа покрытий и т. п.

{mospagebreak}

  Нормы расходования воды на мойку и полив территории:

  При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды принимается равным 50-90 л/сут. в расчете на одного жителя. При назначении нормы поливки учитываются климатические условия, мощность источника водоснабжения, степень благоустройства населенных пунктов и другие местные условия. Число поливок в зависимости от климата принимается 1-2 в сутки.
  Расходы воды для тушения пожара определяются по нормативным документам (СНиП 2.04.02-84*). Они составлены на основании обработки статистических данных о фактических расходах воды при тушении пожаров на различных объектах. Нормы расходования воды на пожаротушение зависят от численности населения и характера застройки.
  Продолжительность тушения пожара принимается равной 3 ч. Расход воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях с фонарями и в зданиях шириной до 60 м без фонарей зависит от объема здания, степени огнестойкости его строительных конструкций, а также категории пожарной опасности производства, размещенного в здании (таблица). Норма расхода воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях без фонарей шириной 60 м и более.

{mospagebreak} 

  Нормы расходования воды на пожаротушение в населенных пунктах:

  Расчетное число одновременных пожаров для объединенного противопожарного водопровода населенного пункта и промышленного предприятия или сельскохозяйственного производственного комплекса, расположенных вне населенного пункта, принимается в зависимости от площади, занимаемой предприятием, и числа жителей в населенном пункте.
  При нескольких промышленных предприятиях и одном населенном пункте расчетное число одновременных пожаров принимается по согласованию с органами Государственного пожарного надзора.
Расчетный расход на пожаротушение должен быть обеспечен при наибольшем расходе на другие нужды.
  Максимальный срок восстановления неприкосновенного противопожарного расхода, хранящегося в резервуарах, составляет 1-3 сут. в зависимости от категории объекта по пожарной опасности.