Титульник

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ	3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ	4
1.1 Внедрение и использование современных материалов и оборудования для водоснабжения МКД	5
1.2 Недостатки труб	11
1.3 Достоинства стальных труб	13
1.4 Особенности организации водоснабжения многоквартирных домов	17
2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ	21
2.1 Характеристика пятиэтажного двухсекционного дома	21
2.1.1 Исходные данные	21
2.1.2 Характеристика наружного водопровода в месте подключения ввода	22
2.2 Гидравлический расчет сети холодного водоснабжения	24
2.3 Подбор счетчиков воды	24
2.4 Определение требуемого напора воды	26
2.5 Расчет платы за холодное водоснабжение многоквартирного дома	28
2.6 Расчет физического износа	36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	40

ВВЕДЕНИЕ

Главная задача дипломной работы внедрение и использование современных материалов и оборудования для водоснабжения МКД по специальности 43.02.08 Сервис домашнего и коммунального хозяйства -

Цель дипломной работы организовать водоснабжение жилых помещений внедрением современных материалов. Произвести расчет холодного водоснабжения. Рассчитать физический износ стальных труб и узнать выгоду в применении современных материалов

Тема внедрения и использования современных материалов и оборудования для водоснабжения МКД в настоящее время является очень актуальной, так как износ водоснабжения велик.

Одной из важнейших социальных задач, решаемых техническими средствами, является создание среды обитания в зданиях и инженерной инфраструктуры населенных мест. Среда обитания человека характеризуется восприятием водоснабжения. 70% времени человек проводит в помещении, поэтому его здоровье и эффективность напрямую зависит от параметров внутренней среды.

Задача дипломной работы это показать на примере расчета практической части, что внедрение и использование современных материалов и оборудования для водоснабжения многоквартирных домов увеличивает срок службы здания на несколько десятилетий лет. Замена трубопроводов водоснабжения на современные материалы принесет выгоду бюджету многоквартирного дома

1. Теоретическая часть

1. Использование современных материалов и оборудования для водоснабжения многоквартирного дома

Новые материалы и технологии, появившиеся в сантехнике за последние 10–15 лет, произвели настоящую революцию в этой отрасли. Мастера рискуют остаться без дела, поскольку современные трубы для водоснабжения монтируются легко, быстро и надёжно. Собрать из них водопровод может любой человек, умеющий работать руками. Однако перед этим полезно будет изучить свойства различных материалов, их назначение, а также преимущества и недостатки.

Металлопластиковая труба является композитным материалом, состоящим из пяти слоёв. Внешнюю и внутреннюю оболочку изготавливают из термостойкого или сшитого полиэтилена, обозначаемого маркировкой PERT или PEX соответственно. В центре конструкции находится тонкая алюминиевая трубка. Оставшиеся два слоя — специальный адгезивный состав, скрепляющий пластик с металлом.

Металлопластиковые трубы достаточно термостойки, чтобы использоваться в системах отопления и горячего водоснабжения. Их эксплуатационная температура — 95 °C, а пиковая — 110 и 125 для PEX и PERT соответственно. При правильном монтаже и соблюдении температурных параметров металлопластик выдерживает давление в 10–14 бар. Все рабочие характеристики указываются в маркировке, которая наносится на каждый метр изделия. Срок службы зависит от условий эксплуатации и колеблется от 35 до 50 лет.

Рисунок 1- Прокладка металлопластиковых труб

Данный вид труб пользуется большой популярностью, благодаря малому весу и пластичности. Эти два фактора существенно облегчают транспортировку и монтаж, по сравнению с другими материалами. Пластичность позволяет уменьшить количество угловых фитингов при прокладке водопровода — для поворота достаточно согнуть трубу руками. Один метр металлопластика диаметром 16 мм весит примерно 100 г, 20 мм — 150 г и 26 мм — 200 г. То есть двухсотметровую бухту по силам поднять взрослому человеку. Кроме того, для сборки такого водопровода не нужен специальный инструмент, вполне достаточно комплекта ключей. Полиэтилен не подвержен коррозии, на его гладкой поверхности не образуется ржавый налёт, так что просвет трубы не уменьшается в течение всего периода эксплуатации.

Главный недостаток металлопластика — низкая стойкость к перепадам температур. Хотя коэффициент линейного расширения у него гораздо ниже, чем у неармированных полимерных труб, при резких перепадах температуры может произойти расслоение, что существенно снизит срок эксплуатации. Внешняя оболочка чувствительна к воздействию ультрафиолета, поэтому использование металлопластика для наружной прокладки возможно, но нежелательно. Под солнечными лучами верхний слой теряет эластичность, покрывается трещинами и постепенно разрушается. Скрытая и подземная прокладка допускается только с использованием неразъёмных соединений или цельным отрезком.

Для металлопластика наиболее популярны фитинги компрессионного типа, в которых конец трубы фиксируется разрезным кольцом (цангой), обжимающим его вокруг штуцера. Обтяжка происходит с помощью специальной гайки, а герметичность соединения обеспечивается резиновыми кольцами.

Основное достоинство таких фитингов, ставшее причиной их популярности — простота монтажа. Как уже говорилось, для этого не нужны специальные инструменты: чтобы затянуть обжимную гайку, сгодится любой ключ подходящего размера. Соединение при этом получается разъёмным, хотя перед повторным использованием обычно приходится менять уплотнительные кольца. Существует также сравнительно новый вариант компрессионного фитинга — евроконус — сделанный по типу «американки». Его штуцер и корпус являются отдельными частями, которые соединяются обжимной гайкой. Такая конструкция облегчает демонтаж металлопластиковых систем и часто позволяет избежать повреждения уплотнителей.

Рисунок 2 - Фитинги

Недостатками цанговых фитингов являются сравнительно высокая стоимость, разъёмность соединения и тот факт, что за герметичность отвечают довольно тонкие резиновые кольца. В условиях перепада температур они могут утратить эластичность и перестать справляться со своей задачей. По этой причине фитинги данного типа не применяют для закрытой прокладки водопровода. Кроме того, после первого года эксплуатации рекомендуется подтянуть гайки, хотя необходимость в этом довольно спорная. В результате сдавливания происходит деформация трубы и цанги, благодаря чему прочность и герметичность соединения уже через несколько месяцев такова, что течи не наблюдается, даже если открутить гайку.

Срок службы компрессионных фитингов зависит от условий эксплуатации и качества материала. Некачественные изделия отличаются тонкими гайками, которые зачастую лопаются при затягивании. Если не с чем сравнить — обратите внимание на маркировку. Она должна быть чёткой, а цифры и буквы не должны уходить за кромку. Внутренняя поверхность хорошего фитинга имеет воронкообразную форму, что уменьшает сопротивление потоку и снижает шум текущей воды. Лучше потратиться и купить трубы и фитинги высокого качества, которые прослужат не один десяток лет, чем то и дело устранять протечки, страдать от лишнего шума и ликвидировать последствия потопов.

По конструкции пресс-фитинг напоминает компрессионный, только вместо гайки и цанги — тонкая гильза из нержавейки, которой и обжимают трубу. Разобрать такое соединение нельзя, не повредив гильзу. Пресс-фитинги более надёжны, чем компрессионные, но менее популярны. Причина в том, что при практически равной стоимости, для их монтажа требуется специальный инструмент — пресс. Также желательно, чтобы профиль обжима соответствовал рекомендациям производителя. При таких условиях более привлекательно сварное соединение, поскольку стоимость материала гораздо меньше.

Рисунок 3 - Прессфитинги

Технология сварки, ранее доступная только для полимерных труб, с недавних пор применяется и для металлопластика. Специальные фитинги изготавливаются из термостойкого полиэтилена и металла. Использовать их можно только с трубой pert-al-pert, а для pex-al-pex они непригодны. С виду новинка похожа на привычные фитинги для полипропиленовых труб, и отличается от них только наличием латунной или алюминиевой вставки внутри. Сварка проводится обычным аппаратом, но со специальными насадками. Неразъёмное соединение гарантирует отсутствие протечек, что при сравнительно низкой цене фитингов обещает им хорошую перспективу.

До недавнего времени сборка водопровода без применения инструментов казалась нереальной. Однако новые технологии сделали возможным и это. Процесс монтажа пуш-фитингов, или PUSH-FIT происходит следующим образом: откалиброванная труба одним движением вставляется в приёмную гильзу так, чтобы её конец появился в контрольном отверстии. Внутри она жёстко фиксируется цанговым захватом, а резиновые кольца уплотняют соединение, делая его герметичным. При необходимости соединение можно легко разобрать и собрать заново.

Рисунок 4 –Пуш-фитинги

Очевидно, что при использовании пуш-фитингов имеет место колоссальная экономия рабочего времени. Тем не менее применяются они пока довольно редко, а их перспектива весьма туманна. Требуемая надёжность такого соединения может быть достигнута лишь при условии высокой точности изготовления и сборки всех деталей, что подразумевает немалую стоимость. Цена данного изделия гораздо выше, чем компрессионного аналога, но для монтажа в труднодоступных местах пуш-фитинги могут стать незаменимыми.

Наиболее распространённым полимером, используемым в сантехнике, является полипропилен. Из него делают трубы для канализации, водопровода, а также раструбные и сварные фитинги. По термостойкости он не уступает полиэтилену марки PERT и значительно превосходит ПВХ. Особенно примечательна относительно новая модификация этого материала — полипропилен тип 3 (PPRC), который проявляет высокую устойчивость к резким перепадам температур и не выделяет вредных веществ под воздействием открытого пламени.

Рисунок 5 – Полипропиленовые трубы

Пластиковые трубы, независимо от материала, имеют следующую маркировку:

- ПН10 — только для холодной воды;

- ПН20 — для холодной и горячей воды (может иметь армирование стекловолокном);

- ПН25 — армирование алюминием; назначение — системы ГВС и отопления.

Кроме того, на изделия для холодной воды наносится синяя продольная полоса, а для горячей — красная.

Большим преимуществом пластиковых труб является возможность их монтажа с помощью диффузной сварки. При этом все стыкуемые элементы должны быть изготовлены из одного материала. Соединение получается неразъёмным и абсолютно герметичным, что позволяет создавать скрытые системы водоснабжения. Для изделий из ПВХ допускается также применение специальных клеев.

2. Недостатки труб

Недостаток полимерных труб — отсутствие пластичности. Выпускаются они отрезками по 4 метра, что создаёт определённые трудности во время транспортировки и увеличивает количество отходов при сборке. Поскольку трубу нельзя согнуть, приходится использовать большее количество фитингов, чем для металлопластика. Следовательно, возрастают и сроки выполнения работ.

Несколько слов о фитингах. Они бывают цельнопластиковыми и комбинированными. Первые служат для соединения труб между собой и изготавливаются из того же полимера, что и сама труба. Вторые необходимы, чтобы состыковать пластмассовые элементы водопровода с металлическими, для чего в них имеется заштампованная резьбовая вставка.

Во внутридомовой разводке стальные трубы используются всё реже, по причине малого срока службы, трудоёмкого монтажа и большого веса. Их главный враг — коррозия — проявляется уже через 5–7 лет эксплуатации. Внутренняя поверхность начинает зарастать ржавчиной, что приводит к уменьшению пропускной способности. Кроме того, из-за высокой теплопроводности стали, на поверхности систем ХВС образуется конденсат, запускающий процесс коррозии и снаружи.

Рисунок 6 – Стальные трубы, кран

Данного недостатка лишены трубы из нержавеющей стали. Но, несмотря на почти вековой срок эксплуатации, применяются они довольно редко, главным образом из-за высокой цены. Более дешёвая альтернатива нержавейке — оцинкованная сталь. Трубы с защитным покрытием служат дольше обычных, а стоят ненамного дороже.

3. Достоинства стальных труб

Основное достоинство стальных труб — высокая прочность, позволяющая выдерживать большие давления и внешние нагрузки. В ряде случаев это делает их незаменимыми при прокладке подземных и внешних систем. Стоит упомянуть и о коэффициенте линейного расширения, который у стали гораздо меньше, чем у полимеров и металлопластика.

Для постоянного соединения стальных труб используются резьбовые фитинги различной номенклатуры. При этом герметизация достигается с помощью различных уплотнительных материалов. Посредством резьбовых фитингов можно не только соединить два прямых участка водопровода, но и выполнить поворот, переход на другой диаметр, разветвление, а также удлинить трубу. Для подключения различных приборов и облегчения демонтажа системы используются сгоны и так называемые «американки».

В тех случаях, когда при ремонте нет возможности нарезать или приварить резьбу, допускается применение компрессионных фитингов — гебо и седёлок — в качестве временной меры. Гебо состоит из корпуса, обжимной гайки, цанги, прокладки и конусной манжеты. Фиксация трубы внутри корпуса осуществляется цанговым кольцом, а конусная манжета обеспечивает герметичность. При условии правильного монтажа и хорошего качества материалов паковка получается довольно плотной, а вот прочность соединения на разрыв оставляет желать лучшего. Так что использовать фитинги гебо следует крайне осмотрительно.

Рисунок 7 - Седёлка

Седёлка представляет собой разборный тройник, состоящий из двух частей. Одна из них имеет отвод с внешней или внутренней резьбой. Конструкция закрепляется на трубе с помощью стягивающих болтов, как хомут. Для герметизации применяются резиновые прокладки.

В качестве запирающих элементов внутриквартирной водопроводной разводки обычно используют муфтовые полнопроходные шаровые краны. Устроены они довольно просто: внутри корпуса находится стальной шар с отверстием для прохода среды, который является затвором. С двух сторон от него расположены кольцевые сёдла, обеспечивающие плотность перекрытия. Делают их, как правило, из фторопласта. Для управления имеется рукоятка на шпинделе, соединённом с шаром.

Рисунок 8 – Запорная арматура

Такая конструкция имеет неоспоримые преимущества перед винтовыми кранами. Во-первых, это простота и надёжность. Фторопластовые сёдла долго сохраняют эластичность и форму, а также проявляют высокую стойкость к истиранию. Перекрытие остаётся герметичным в течение десятков лет, тогда как прокладки винтовых кранов требуют частой замены. Второе достоинство — отличная пропускная способность. Отверстие в шаре и просвет подсоединяемой трубы практически равны по диаметру, так что местные сужения отсутствуют.

Шаровые краны часто выпускаются в комбинации с американкой (прямой и угловой) или сетчатым фильтром. Первый вариант весьма популярен, поскольку упрощает монтаж и экономит рабочее время. Достоинства второго сочетания спорные. При тех же плюсах есть у него один минус: в случае неисправности одного устройства придётся заменить всю конструкцию. Для пластиковых труб выпускаются шаровые краны из различных полимеров, которые можно приварить непосредственно к водопроводу, обойдясь без лишних фитингов.

Комбинация запорной арматуры и фильтра появилась неспроста. Качество воды в наших системах горячего и холодного водоснабжения крайне низкое. Помимо растворённых солей, в ней содержится песок, ржавчина и прочие твёрдые примеси, которые ускоряют износ всех частей трубопровода и сантехнических приборов. Мелкие частицы быстро забивают рассекатели смесителей, а крупные могут полностью закупорить проход полудюймового фитинга, шланга или вывести из строя водяной счётчик. Поэтому сразу после отсекающего устройства рекомендуется ставить фильтр грубой очистки (грязевик).

Чаще всего используются обычные сетчатые грязевики, благодаря простоте конструкции и небольшой стоимости. Как следует из названия, фильтрующим элементом в них является мелкая сетка, сделанная из нержавеющей проволоки. Корпус может быть как металлическим, так и пластмассовым. Для удобства обслуживания выпускаются также фильтры с промывочным краном. Он позволяет легко и быстро очистить сетку от мелких частиц загрязнения, но при попадании больших кусков ржавчины сетку всё равно придётся доставать и промывать вручную.

Многие сантехнические приборы подключаются к водопроводу с помощью гибкой подводки. Например, если требуется погасить вибрацию или компенсировать линейное расширение. Поэтому в комплект стиральных машин всегда входят шланги, а производители водонагревателей часто заранее ставят их на выход горячей воды. Гибкую подводку также традиционно используют для подключения смесителей и унитазов.

Рисунок 9 – Гибкая подводка

Шланги делают из различных материалов: резины, полимеров, силикона и даже стали (сильфонные шланги). Для большей прочности они могут быть укреплены металлической оплёткой или тканевым кордом. Оконцовка шланга выполняется в двух вариантах: гайка–гайка или гайка–штуцер. С наконечниками он соединён практически так же, как трубы с пресс-фитингами: шланг надет на втулку и обжат стальной гильзой.

Именно это соединение является слабым местом изделия, поскольку обладает малой прочностью на разрыв. Некачественный шланг может быть вырван из крепления высоким давлением или гидравлическим ударом. Другой недостаток — небольшой срок службы, который гораздо меньше, чем у любого вида труб.

Достоинства шлангов — гибкость и легкость монтажа. Подключенные с их помощью приборы можно перемещать, не отключая от водопровода, пусть и на ограниченное расстояние. Это будет весьма кстати, если понадобится передвинуть стиральную машину или раковину.

1.4 Особенности организации водоснабжения многоквартирных домов

Организация водоснабжения многоквартирных домов по праву считается одной из самых сложных задач, которые приходится решать в процессе их строительства. Система водоснабжения должна функционировать таким образом, чтобы обеспечить водой каждую квартиру. В свою очередь, каждая квартира выступает в этом случае в качестве отдельного объекта, к которому необходимо подвести разводку трубопровода. В итоге получается сложная и довольно запутанная система, создание которой требует особых усилий от проектировщиков и монтажников.

Осуществляя расчёт сети водоснабжения, следует помнить, что система водообеспечения многоквартирного дома представляет собой сложный и разветвлённый комплекс, включающий в себя насосное оборудование, счётчики и фильтры. В эту систему ещё входит сеть запоров и регуляторов, в частности регулятор давления, а также схема разводки труб по квартирам дома. Плюс к этому необходимо продумать и грамотно расположить систему очистки воды от различных примесей по пути её следования к потребителю, не говоря уже о необходимости её обеззараживания.  

Рисунок 10-Сеть водоснабжения

Варианты организации водоснабжения многоквартирных домов

Самый удобный и наиболее оптимальный вариант организации водоснабжения многоквартирного дома заключается в централизованной подаче воды. Речь идёт о водопроводе, подающем под давлением воду потребителю в надлежащем качестве.

При централизованной подаче водоснабжения ключевую роль играют три составляющих элемента всей системы. Сначала вода посредством насосных станций подаётся в водоём, служащий в качестве водозаборного сооружения, там она проходит через несколько этапов очистки (очистительная станция) и после этого уже поступает в распределительную сеть для доставки её потребителям.

Для нормального и качественного функционирования централизованной системы водоснабжения многоквартирного дома важную роль играет правильно сделанная и продуманная разводка труб водопровода и давление в системе. 

Есть и другой вариант организации подачи воды – посредством применения водонапорной башни, принцип работы которой основан на использовании специальной ёмкости (кессон) для хранения воды, расположенной прямо над скважиной и насосного оборудования. Этот способ хорош тем, что не ставит водоснабжение в зависимость от наличия или отсутствия электричества. Через насосную станцию вода доставляется в накопительную ёмкость, в которой устанавливается специальный автоматический клапан, регулирующий подачу воды, находящаяся в прямой зависимости от общего давления в системе. Поэтому даже при отключении электричества вода будет продолжать поступать в квартиры, правда, до тех пор, пока её уровень не упадёт ниже критического предела и не снизится давление в системе.

Рисунок -11 Применение водонапорной башни

Порядок расчета водоснабжения многоквартирных домов

Для организации водоснабжения любого объекта (и жилые многоквартирные дома не являются исключением) необходимо проведение гидравлических расчётов. Подобные операции позволяют выяснить все необходимые параметры системы водоснабжения, подобрать оборудование, правильный диаметр труб водопровода, а также расход воды при её подаче во все точки системы. Существует определённый порядок расчёта водоснабжения многоквартирных домов, когда каждый этап работ выполняется в строгой последовательности.

Первым делом, выполняя расчёт и проектирование водоснабжения, необходимо разбить весь водопровод на несколько участков, именуемых расчётными. Это могут быть участки между двумя ответвлениями в разводке или между ответвлением и точкой водоразбора. Далее по определённым формулам необходимо рассчитать показатели расхода воды по временным отрезкам и участкам всей системы.

Так, например, по этой формуле высчитывается вероятность потребления воды соответствующими приборами:

В этой формуле:  Р= qс x U/3600 x q0 x N (1)

qс hr,u – максимальный показатель потребления воды одним потребителем (справочный показатель);

q0 – сколько расходуется воды за единицу времени (количество литров в секунду)

U – количество потребителей воды во всём доме;

N – количество приборов в доме, потребляющих воду.

Рисунок 12 Водоснабжение дома