Кольцевая водопроводная сеть

Кольцевые водопроводные сети представляют собой систему смежных замкнутых колец (контуров). По надежности и бесперебойности эксплуатации кольцевые сети имеют весьма существенное преимущество перед разветвленными. В случае аварии (разрыв трубопровода) на одном из участков разветвленной сети подача воды в узловые точки, находящиеся за участком, не будет обеспечена. Для кольцевой сети подача воды не прекращается, так как поврежденный участок сети отключается, а в узловые точки вода подается по другим прилегающим к ним участкам. В случае изменения водопотребления в узловых точках в течение суток возможно осуществить переток воды из другого кольца. В кольцевой сети при возникновении гидравлического удара повышение давления в трубопроводе будет значительно меньше, чем в разветвленной сети. Однако протяженность кольцевой сети существенно больше разветвленной и, следовательно, больше и ее стоимость. Кольцевая сеть обеспечивает гарантированное водопотребление в узлах сети, что очень важно для осуществления пожаротушения.

Схема кольцевой водопроводной сети представлена на рис. 5.12.

Рис. 5.12. Схема кольцевой сети

В кольцевых сетях в отличие от разветвленных неизвестными величинами являются диаметры участков, расходы на участках и их направления.

На каждом участке неизвестны диаметр и расход. Количество неизвестных соответствует числу участков кольцевой сети. Для определения диаметров и расходов в каждом участке сети необходимо составить соответствующее количество уравнений и решить эту систему уравнений. Гидравлический расчет в этом случае достаточно сложен.

Последовательность гидравлического расчета кольцевой водопроводной сети следующая.

1. Определяются путевые расходы на участках кольцевой сети. Путевые расходы приводятся к узловым расходам. Путевые расходы на участках сети:

; ; и т.д.

2. Предварительно намечается оптимальное направление потоков воды при неизвестных диаметрах труб по отдельным участкам сети исходя из условия, что подача воды производится в наиболее удаленные точки по наикратчайшему пути передвижения потока.

3. Суммарный расход воды, приходящий в узловую точку, должен быть равен сумме расходов участков, присоединенных к точке, плюс узловой расход, .

Например, для точки 3 будем иметь

.

4. Диаметры трубопроводов на участках определяются по расчетным путевым расходам исходя из условия наивыгоднейших экономических диаметров с использованием соответствующих таблиц.

5. Сумма гидравлических потерь в каждом замкнутом кольце при достаточно правильном выборе диаметров труб участков должна быть равна нулю. Принимая условие, что потери напора на участках, в которых вода движется по часовой стрелке, равны потерям напора при движении ее против часовой стрелки, .

Например, для кольца В (см. рис. 5.12)

.

Следует отметить, что при соблюдении этого условия сумма потерь в любом кольце будет равна нулю, а гидравлические потери на участках — минимальны.

Если предварительное определение путевых расходов и диаметров трубопровода участков сети не позволяет получить условие , то производится увязка сети. Увязка заключается в возможном перераспределении направления движения расчетных потоков воды, направляя несколько большие расходы на участки, где гидравлические потери меньше, или наоборот. В результате перераспределения расходов сумма гидравлических потерь должна быть близкой к нулю.

Гидравлический расчет кольцевой сети при наличии большого количества колец представляет собой весьма сложную задачу. Сложность заключается в решении систем квадратных уравнений. В связи с этим используются способы, основанные на методе последовательных приближений. Приближенный метод расчета позволяет упростить увязку кольцевых сетей. Применяются два метода увязки сетей — метод В. Лобачева и метод М. Андрияшева.

Водоснабжение жилого дома

Особенности организации системы водоснабжения в многоэтажном доме

Обеспечение качественной подачи горячей и холодной воды в многоквартирном жилом доме представляет собой достаточно сложную задачу. Каждая квартира — это отдельный объект водоснабжения, в котором может быть несколько независимых точек водозабора. В связи с этим схема водоснабжения многоэтажного жилого дома объединяет множество труб разного проходного сечения, которые могут быть изготовлены из разных материалов. Эти трубы должны быть увязаны в единую разводку таким образом, чтобы в каждой точке водозабора обеспечить достаточный напор горячей и холодной воды в соответствии с требованиями нормативной документации.

Система водоснабжения жилого многоквартирного дома включает в свой состав комплекс оборудования. Основным видом оборудования являются насосы различных типов и разной производительности, которые дополнительно оснащаются фильтрами. Также в состав системы входит запорно-регулирующая арматура, приборы учета воды, внутриквартирная разводка труб. Еще одним обязательным элементом являются регуляторы давления воды.

Устройство центрального водоснабжения в многоэтажном доме

Централизованное водоснабжение в многоэтажном доме осуществляется от распределительной сети городского водоканала. Подача воды в дом осуществляется по подающей трубе большого сечения, которая завершается задвижкой. После задвижки располагается водомерный узел, в котором осуществляется общий учет воды, подаваемой на дом. Водомерный узел состоит из счетчика воды, перед которым монтируется сетчатый фильтр грубой очистки, и ограничивается двумя задвижками. Часто он оснащается обратным клапаном. Также предусматривается устройство обвода водомера. Это резервный счетчик с фильтром и задвижками, через который вода направляется в тех случаях, когда основной водомер находится на обслуживании, поверке или ремонте. Использование обвода водомера позволяет выполнять эти работы без остановки водоснабжения многоэтажного жилого дома.

После водомерного узла вода подается непосредственно в магистраль дома. Из магистрали она распределяется по отдельным стоякам, которые направляют ее на этажи для последующего распределения по квартирам. Вход каждого стояка оснащается шаровым краном или задвижкой, что дает возможность при необходимости ремонта или обслуживания перекрывать подачу воды только в одном стояке, а не во всем доме.

Давление воды в системе

Схема водоснабжения многоэтажного жилого дома и давление в системе зависит от этажности здания. В домах высотой до 9 этажей применяется простая система с нижним розливом. Она устроена таким образом, что вода от магистрали расходится по стоякам сразу на все этажи здания. При такой схеме нормативное давление на входе в стояк составляет около 4 атмосфер. Потери давления в вертикальном стояке составляют около 1 атмосферы на 10 метров трубопровода. Таким образом, давление воды для потребителей на верхнем этаже должно быть не менее 1 атмосферы.

В многоэтажных домах высотой более 9 этажей система делится на две зоны — верхнюю и нижнюю. Нижняя зона работает по описанному выше принципу и обеспечивает водоснабжение потребителей до 9 этажа. Для верхней зоны давление воды на входе в стояк достигает 6 атмосфер. Она поднимается на верхний этаж и через магистральную трубу распределяется по стоякам, по которым спускается вниз до 10 этажа. При высоте здания более 20 этажей организация водоснабжения жилого дома подразумевает деление системы водоснабжения на 3 зоны.

Система централизованного холодного водоснабжения многоэтажного дома всегда устраивается без циркуляции воды в трубопроводе. Вода всегда стоит на подпоре и подается к конечным потребителям с давлением в пределах 1-4 атмосфер.

Схемы подачи воды в квартиры

От стояков вода на этажах распределяется в квартиры и по внутриквартирной разводке. От устройства системы в этой части, в значительной степени зависит стабильность и качество подачи воды потребителям. Сегодня применяются две основные схемы водоснабжения жилого дома для подключения к водопроводу отдельных квартир — последовательная и коллекторная.

Последовательное подключение квартир

Последовательная схема подключения квартир многоквартирного дома к централизованному водоснабжению и выполнения внутриквартирной разводки является наиболее простой и очень распространенной. В частности, она применяется в большинстве домов старой постройки, а также может использоваться в бюджетных новостройках. Принципиальной особенностью этой схемы является то, что к одной магистральной трубе большого сечения подключается сразу большое количество потребителей. Подключение каждой отдельной линии выполняется путем врезки тройника, за счет чего схему также часто называют тройниковой.

Эта схема водоснабжения оптимально подходит для квартир, которые имеют один санузел. Кроме того, условием для эффективного использования этой схемы является небольшое количество точек водозабора в квартире — сантехнических приборов и бытовой техники, подключаемой к водопроводу.

Для последовательной схемы водоснабжения характерны следующие преимущества:

• простая схема;
• малый расход труб и фитингов;
• быстрый монтаж без значительных трудозатрат.

Эти особенности позволяют монтировать систему в сжатые сроки с относительно небольшими затратами.

Однако последовательная система имеет и существенные недостатки. Одним из главных минусов является то, что при одновременном заборе воды из нескольких точек давление в крайних из них сильно падает. Это может создавать существенные неудобства для пользователей и приводить к нарушениям в работе бытовой техники. Кроме того, последовательная схема не дает возможности выборочного отключения потребителей. Поэтому при необходимости ремонта в какой-либо точке водозабора приходится перекрывать воду во всей квартире.

Коллекторное подключение квартир

Для современных многоквартирных жилых домов последовательная схема водоснабжения теряет свою актуальность. Многие квартиры имеют не один санузел и оснащаются большим количеством сантехнических приборов и бытовой техники. Для стабильного водоснабжения большого количества точек водозабора без потерь напора оптимально подходит коллекторная схема.

При такой схеме к каждой точке водозабора прокладывается отдельная линия трубопровода. Она врезается в специальную коллекторную трубу, которая подключается только в одной точке к основной трубе. На каждую линию от коллектора устанавливается запорная арматура.

Системы водоснабжения квартир коллекторного типа отличаются сложностью монтажа. Для них характерна гораздо более значительная общая протяженность трубопровода, и более высокий уровень трудозатрат на монтаж. Поэтому прокладка такой системы обходится дороже и выполняется дольше по сравнению с последовательной.

Однако недостатки коллекторной схемы полностью компенсируются ее основными достоинствами:

• возможность одновременной подачи воды на значительное количество точек водозабора практически без потерь давления и напора;
• возможность перекрытия подачи воды на каждую отдельную точку водозабора без отключения от водоснабжения всей квартиры;
• удобство в эксплуатации, простота обслуживания и ремонта.

Благодаря этим качествам коллекторная схема водоснабжения в квартире многоквартирного дома оптимально подходит для жилья со значительным количеством установленных сантехнических приборов и бытовой техники. Однако для небольших квартир ее применение может быть нецелесообразным.

Особенности горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома

Открытая и закрытая схема ГВС

Горячее водоснабжение многоквартирного дома имеет свои существенные особенности. Одним из существенных отличий от ХВС является то, что для функционирования системы ГВС необходим источник горячей воды. В зависимости от этого источника различают открытую схему горячего водоснабжения многоэтажного дома и закрытую схему.

При открытой схеме ГВС горячая вода поступает в дом из котельной по теплотрассе. Как и в случае с холодным водоснабжением, в дом заводится подающая труба большого сечения с горячей водой. От нее вода через водомерный узел подается на стояки и поднимается на этажи, где распределяется по квартирам.

Открытая схема является простой и дешевой в исполнении. Она используется в большинстве домов старой постройки. Для комплектации системы не требуется дополнительное оборудование. Однако ее главным недостатком является низкое качество горячей воды, состав которой часто не отвечает санитарным нормам. Кроме того, зачастую не соответствуют установленным нормативным требованиям и такие параметры, как температура и давление воды в системе ГВС.

Намного более эффективной является закрытая система горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома. В такой системе используется водопроводная вода, которая поступает из системы ХВС. Она подогревается до необходимой температуры от теплоносителя, поступающего из котельной, при помощи специального оборудования и направляется в стояки для подачи на этажи и распределения по квартирам. В качестве такого оборудования для подогрева используется бойлер или пластинчатый теплообменник, который в современных домах, как правило, функционирует в составе индивидуального теплового пункта (ИТП). ИТП объединяет в себе оборудование для нагрева воды, насосное оборудование, коллекторы для распределения, запорно-регулирующую арматуру, приборы учета.

Горячая вода в закрытой системе отличается высоким качеством: она практически полностью отвечает санитарным нормам, характерным для холодной воды. Кроме того, современное оборудование позволяет с высокой точностью поддерживать температуру и давление горячей воды на заданном уровне.

Разводка ГВС

Еще одним принципиальным отличием является организация разводки ГВС. Здесь практически не используется характерная для холодного водоснабжения тупиковая схема, при которой вода всегда стоит на подпоре (она может встречаться только в старых домах малой этажности). Причина заключается в том, что при такой схеме после открытия крана вначале идет остывшая вода, стоявшая на подпоре в стояке, и только потом — горячая вода. Это не только создает неудобства для потребителей, но и приводит к значительному перерасходу воды.

Для устранения этого недостатка применяется циркуляционная схема горячего водоснабжения жилых многоквартирных домов. Нагретая в котельной, бойлере или теплообменнике ИТП вода подается потребителям по одному стояку и возвращается по другому (обратный трубопровод). Разводка горячей воды в закольцованной системе может быть однотрубной и двухтрубной.

Чаще всего используется двухтрубная разводка, при которой через каждую квартиру проходит два стояка горячей воды — подающий и обратный. К подающему стояку производится подключение точек водозабора. На обратный стояк устанавливаются полотенцесушители. Благодаря этому тепловая энергия при циркуляции горячей воды не расходуется зря. Кроме того, полотенцесушители служат в качестве компенсаторов, которые гасят продольные температурные деформации трубопровода.

При использовании однотрубной системы централизованного горячего водоснабжения жилого дома через каждую квартиру проходит только один подающий стояк, к которому подключаются точки водозабора и на который устанавливаются полотенцесушители. Все подающие стояки закольцовываются на один обратный («холостой») стояк. Минусом этой схемы является то, что вода остывает в полотенцесушителях и разбирается ближними потребителями. В результате дальние потребители получают остывшую воду с меньшим давлением. Для устранения этих недостатков используется установка байпасов на полотенцесушители.