1.5. Свободный напор

Потребители забирают воду из водопроводной через водоразборные приборы, расположенные на некоторой высоте, относительно поверхности земли. Поэтому в водопроводной сети необходимо создать напор воды, достаточный для ее подъема до наивысшей водоразборной точки (точки излива потока). Такой напор в водопроводной сети называется свободным напором

(рис. 6 ).

Рис. 6. Определение свободного напора:

АБВ – трубопровод, подающий воду в здание; Б – точка трубопровода, в которой установлен пьезометр; Z – отметка земли в точке Б; П – пьезометрическая отметка.

Если на трубопроводе, подающем воду в здание, установить пьезометр, то по нему вода поднимется над отметкой поверхности земли до пъезометрической отметки. Величина свободного напора в этом случае составит:

Н_св = П – Z, м.вод.ст , ( 13 )

где Н_св – свободный напор; П – отметка воды по пьезометру; Z – отметка земли в точке установления пьезометра.

Данная формула дает теоретическое определение величины Н_св, на практике для установления свободного напора используется формула:

Н_св = 10 + 4(n - 1), м.вод.ст, ( 14 )

где 10 м – напор в сети, необходимый для подачи воды на первый этаж; 4 м – напор в сети, необходимый для подачи воды на каждый последующий этаж; n – количество этажей в здании.

Например, для 3-х этажного здания, представленного на рис.6, величина свободного напора составит:

Н_св = 10 + 4(3 - 1) = 18 м.вод.ст.

Водопроводная сеть обеспечивает напор воды до 60 м.вод.ст., (14 этажей). Для зданий большей этажности увеличение напора воды обеспечивает насосная станция подкачки, установленная в подвальном помещении.

2. Проектирование водопроводной сети

Проектирование водопроводной сети включает в себя следующие этапы:

трассирование водопроводной сети;

проведение гидравлического расчета водопроводной сети;

конструирование (деталировка) водопроводной сети.

2.1. Трассирование водопроводной сети

Трассирование водопроводной сети – это нанесение трубопроводов на план местности. Трассирование водопроводной сети зависит от плана и рельефа местности, расположения источника водоснабжения и наиболее крупных водопотребителей, наличия естественных и искусственных препятствий при прокладке труб.

Основные принципы трассирования водопроводной сети [ 1 ]:

трассирование водопроводной сети должно осуществляться по кратчайшему расстоянию до потребителя в целях экономии материала труб;

водопроводную сеть рекомендуется располагать равномерно по всей территории населенного пункта;

пересечение железных и автомобильных дорог, оврагов, рек, болот следует производить под прямым углом;

по возможности осуществлять прокладку трубопроводов в сухих грунтах;

водонапорную башню следует располагать на самой высокой отметке населенного пункта и ближе к основным водопотребителям.

Трассирование водопроводной сети может осуществляться по двум схемам: тупиковой (рис. 7) и кольцевой (рис. 8).

Рис. 7. Тупиковая схема трассирования водопроводной сети:

1 – жилые кварталы (равномерно распределенное водопотребление); 2, 3 – промышленное предприятие, депо (сосредоточенное водопотребление), Ǿ - авария на трубопроводе.

Достоинством тупиковой схемы трассирования водопроводной сети является ее относительная экономичность, поскольку для ее устройства потребуется меньшее количество труб и арматуры.

Недостатком тупиковой схемы трассирования является невозможность обеспечения бесперебойного водоснабжения. В случае аварии на каком-либо участке сети, потребители, расположенные ниже места аварии, отключаются от подачи воды.

Рис. 8. Кольцевая схема трассирования водопроводной сети

Достоинством кольцевой схемы трассирования водопроводной сети является обеспечение бесперебойного водоснабжения всех потребителей.

Недостаток кольцевой схемы трассирования водопроводной сети заключается в весьма значительных капитальных затратах на ее устройство.

В крупных городах, на железнодорожных станциях, промышленных предприятиях, как правило, устраивают кольцевую схему трассирования водопроводной сети.

В малых населенных пунктах с числом жителей менее 50 человек и при отсутствии промышленных предприятий рекомендуется устраивать тупиковую схему трассирования водопроводной сети, при этом диаметр труб принимается не менее 100 мм для пропуска противопожарного расхода.

По характеру работы водопроводные линии подразделяются на магистральные и распределительные (рис. (9).

Магистральные линии предназначены для пропуска основной массы воды к наиболее крупным потребителям. Магистральные линии прокладывают по центральным улицам и проспектам города.

Распределительные линии служат для непосредственной подачи воды потребителям через домовые вводы.

При трассировании магистральных линий необходимо руководствоваться следующими рекомендациями [ 1 ].

1. Направление главных магистральных линий выбирать в соответствии с основным направлением потоков воды по территории города.

2. По основному направлению прокладывать не менее двух магистральных линий, включенных параллельно.

3. Продольные магистральные линии следует соединять перемычками.

На промышленных предприятиях и железнодорожных станциях нет различия между магистральными и распределительными линиями.

В практике проектирования гидравлическому расчету подвергаются только магистральные линии. Распределительные линии не рассчитываются, а назначаются для малых городов диаметром не менее 100 мм, для средних и больших 150…200 мм для пропуска противопожарного расхода.

Рис. 9. Трассирование водопроводной сети населенного пункта:

1 – магистральные линии; 2 – распределительные линии.