Виды систем водоснабжения и ее составляющих: насосных станций, труб, источников

Требования к качеству источников водоснабжения

Для организации водоснабжения, выбранный водоисточник должен отвечать определенным требованиям:

Обеспечивать требуемое количество воды, учитывая постепенный рост водопотребления в перспективе развития объекта;
Обеспечивать постоянное и бесперебойное водоснабжение;
Обеспечивать необходимое потребителю качество воды в перспективе, продиктованное назначением водопроводной системы, или позволять достичь его наиболее простым способом;
Обеспечивать наиболее простой и наименее затратный путь транспортировки воды от источника потребителю;
Обладать достаточной мощностью, при которой водозатраты соответствовали бы восполнению без нарушения экологических систем.

Водоснабжение промышленных предприятий города

Как правило, бытовое и промышленное водоснабжение в городах осуществляется по единой схеме. Это связано с разбросанностью промышленных предприятий по территории. Даже если части из них не требуется очищенная вода питьевого качества, устраивать для них отдельные самостоятельные водопроводы бывает нецелесообразно.

Завод в черте города – распространенное явление

Но водоснабжение и канализация города строятся с тем расчетом, что на технические нужды такие предприятия тратят 30-50% от общего расхода воды.

Если же предприятие легко обеспечить технической водой для производственных нужд, то к городской магистрали оно не подключается. А для получения питьевой воды используют артезианские скважины.

Предприятия, расположенные на берегу водоема, воду для производственных нужд берут прямо из него

Противопожарный водопровод на предприятиях чаще всего объединяется не с производственным, а с хозяйственно-питьевым. Это обусловлено тем, что последний охватывает большую часть потребителей, он более протяженный и разветвленный. А инструкция по поддержанию в нем постоянного напора менее требовательна, чем в случае с производственной водопроводной сетью.

Рассмотрим разные схемы, по которым предприятия водоснабжения города подключают к своим сетям производственные объекты. При их выборе учитываются три параметра: гарантированный напор в городской сети (Нг), требуемый предприятию напор для хозяйственно-питьевых нужд (Нтр.хоз) и нужд пожаротушения (Нтр.пож).

Если гарантированный напор выше требуемых питьевого и противопожарного (Нтр.хоз Нтр.пож), выполняется обычное подключение к городской магистрали без повысительных насосов от двух точек.

Водоотведение и водоснабжение города и предприятия работают без участия промежуточного оборудования

Если городское хозяйство водоснабжение питьевое обеспечивает в полном объеме, но напора в сети недостаточно для тушения пожаров на предприятии (Нтр.хоз <� Нг <� Нтр.пож), то на линии хозяйственно-питьевого водопровода устанавливается резервуар 2 и насосная станция с пожарными насосами 1.
В случае пожара они забирают недостающую воду из резервуара и подают в сеть с требуемым напором. А обратные клапаны 3 предотвращают работу насосов на себя и утекание воды из сети предприятия в городскую сеть.

Схема подключения с пожарным резервуаром

Если структура водоснабжения города такова, что не может обеспечить гарантированным напором ни пожаротушение на предприятии, ни его хозяйственно-бытовые нужды (Нтр.хоз > Нг <� Нтр.пож), то из обеих точек подключения вода собирается в резервуар 2, откуда она с помощью повысительных насосов 1 подается потребителям.
Резервуар должен содержать неприкосновенный запас воды на случай тушения пожара, не расходуемый на другие потребности завода.

Схема с резервуаром и повысительной насосной станцией

На самом предприятии поступающая из городской магистрали вода тоже может распределяться по разным схемам, но они будут описаны в другой статье.

Виды водопроводов

В зависимости от расположения водопровод может быть общим и локальным.

В первом случае осуществляется подача воды в населенные пункты, на предприятия и в другие крупные объекты.

Во втором случае организовывается индивидуальная система для дома или хозяйственного объекта.

Также систему можно разделить на 2 вида:

наружная — подача воды к зданию;
внутренняя — распределение ресурсов между кранами и сантехникой.

Внутренний водопровод

Внутренний водопровод представляет собой сеть из труб, которые проходят внутри здания и ведут коммуникации до точек водозабора. С учетом того, что в наружной системе давление может отличаться, внутреннюю сеть организовывают двумя способами:

Без повышающих насосов. В этом случае вода подается за счет давления во внешнем водопроводе. Сама система состоит из ввода, водомера, труб, стояка и подводки. Дополнительные элементы не требуются. Способ используется для частных домов и многоквартирных домов.
С периодическими и постояннодействующими насосами. Система применима в том случае, если во внешней сети нет необходимого давления для транспортировки жидкости. Также она нужна для поставки воды на удаленные и высокие точки водозабора. Водопровод с насосом устанавливается в зданиях высотой более 50 метров, гостиницах и производственных зданиях.

Водопроводные резервуары — один из главных элементов внутреннего водопровода. Их оборудуют специальными трубами и клапанами. Установка рекомендуется в хорошо освещаемом и вентилируемом здании.

Если проект включает организацию зонального снабжения, то на каждом участке закладывают индивидуальные магистральные линии. Обычно они располагаются в технических этажах.

Внутренние сети делают открытыми с разводкой. Иногда трубы монтируют под стены. Для этого необходима арматура, закрепляющая соединения, и качественная вентиляция.

Водопровод внутреннего типа прокладывают с уклоном 0.002-0.005, за счет чего обеспечивается поставка воды к трубам и приборам. При обустройстве коммуникаций в нижних участках монтируют спускной механизм

Не менее важное значение имеет запорная арматура, которую устанавливают на подводках к сантехническим приборам

Наружный водопровод

Наружная сеть — один из основных элементов водопровода. Она отвечает за транспортировку воды от источника к потребителю.

Центральную водопроводную систему прокладывают на поверхности или под землей. В первом случае процесс менее затратный и занимает меньше времени. Водопровод устанавливают на возвышенной опоре и покрывают утеплителем.

При организации магистрального пересечения трубы прокладывают в туннелях или траншеях.

Устройство наружного водопровода

Наружный водопровод включает комплекс сооружений, необходимых для очистки и хранения воды, а также для обеспечения бесперебойной работы насосов. Вода фильтруется в самом заборе и в наружной сети.

По назначению воды наружная сеть подразделяется на три разновидности:

Техническая. Используется для эксплуатации на производственных объектах. Чтобы сэкономить, применяют частичную фильтрацию и впоследствии снова используют отработанную жидкость.
Бытовая. Предназначена для очистки и транспортировки питьевой воды в жилые объекты.
Пожарная. Применяется для организации систем пожаротушения. Кроме основных сооружений система включает спецтехнику и гидранты. Пожарную сеть делают тупиковой, чтобы можно было объединять ее с другими водопроводами.

Водопровод — замкнутая система, состоящая из различных сооружений, предназначенных для добычи, очистки и транспортировки воды до потребителя.

Система состоит из наружных и внутренних сетей. В зависимости от предназначения воды используют разные виды водопроводов. При проектировании водопровода для подачи питьевой воды используют двухэтапную систему очистки

. В производственные объекты подают жидкость, прошедшую частичную обработку, и впоследствии ее снова используют.

Для бытовых и производственных целей используют индивидуальную систему. Пожарные сооружения можно объединять с другими.

Устройство системы

Для успешной и бесперебойной работоспособности системы рекомендуется провести правильное конструктивное расположение трубопровода. Чаще система обустраивается из заводских труб. Существуют определенные требования, предъявляемые к обустройству водоснабжения:

прочность, чтобы выдержать внешние и внутренние нагрузки;
герметичность;
гладкая поверхность внутренних стенок, что снижает потерю напора на трение;
долговечность.

Используемый расходный материал должен быстро и легко собираться на месте обустройства системы. Сеть водоснабжения должна удовлетворять требованиям повышенной экономичности. Напорные трубы подбирают с учетом сопротивления воды. Чтобы рассчитать рабочее давление, учитывается метраж всей сети, диаметр используемого трубопровода. Подсчеты можно проводить самостоятельно либо обратившись за помощью к специалистам.

С учетом требований, предъявляемых по отношению к монтажу расходного материала, трубы должны обладать нужной прочностью. Это позволит им выдерживать давление, оказываемые со стороны почвы, включая прогиб собственного веса. При этом учитываются возможные нагрузки, оказываемые со стороны транспорта

Герметичность труб и стыков – важное условие успешной и экономичной работоспособности сети. При несоблюдении герметичности наблюдаются лишние затраты жидкости, что способствует повышению стоимости эксплуатации сети водоснабжения

К утечке воды из системы может привести подмыв грунта и серьезная авария на трасе. Для обустройства рассматриваемой системы, чтобы обслужить любой объект, используют трубы, выбор которых зависит от следующих критериев:

объем подаваемой жидкости;
тип грунта;
рабочее внутреннее давление.

Поэтому для систем водоснабжения могут использоваться разные типы труб, с учетом условий местности, где ведутся строительные работы. Для благоустройства наружного водопровода используют стальные, железобетонные и чугунные трубы. Можно проложить трубопровод из синтетических труб. Чтобы сделать правильной выбор, предварительно рекомендуется ознакомиться с эксплуатационными характеристиками всех типов труб.

Источники водоснабжения

Источники могут быть поверхностными или глубинными. К первым относят озера, реки, пруды, водохранилища, ко вторым – скважины и колодцы.

Требования к водоснабжающим источникам:

получение нужных объемов воды с учетом увеличения возможного водорасхода;
бесперебойное обеспечение населения;
достижение максимального качества методом простого и недорогого очищения;
водообеспечение с малым расходом средств;
минимальное воздействие на экосистему.

К подбору источника подходят ответственно, ведь он обусловливает характер системы, определяющий затраты на ее монтаж и работу.

Назначение

Системы водоснабжения классифицируют по выполняемым ими функциям.

Классификация по назначению

Водоснабжение может быть:

Питьевым. Именно питьевые водопроводы наиболее типичны для городов и поселений;
Хозяйственным (то есть предназначенным для стирки, уборки, смыва в унитазах и писсуарах и т.д.).

Водопровод на производстве

Сельскохозяйственным (то есть предназначенным для орошения полей, садов, виноградников и т.д.);

Система полива

Противопожарным;

Пожарные трубы обычно маркируются красным цветом

Комбинированным (пожарно-хозяйственным, хозяйственно-производственным и так далее).

Принцип работы автономного водоснабжения

В первую очередь нужно разобраться, как устроен водопровод. Вся работа системы водоснабжения сводится к тому, что в дом постоянно подается требуемый объем воды. Смонтированная и запущенная единожды система работает постоянно, а все обслуживание заключается в периодической очистке и контроле. Поскольку система не подключена к централизованному водоснабжению, ее эффективности должно быть достаточно для удовлетворения потребностей всех жильцов. Кроме того, необходимо обеспечить подачу воды во все водозаборные точки.

Автономное водоснабжение частного дома всегда оборудуется механизмами и устройствами, которые обеспечивают самостоятельную работу системы. Одним из таких устройств является гидроаккумулятор. Данный элемент используется в качестве буферной емкости, позволяющей накапливать воду и использовать ее для стабилизации напора. В мембранном баке имеется два отсека, разделенных резиновой мембраной. При наполнении водяной части бака, воздушная камера сжимается, в результате чего давление в ней повышается.

Система водоснабжения частного дома отслеживает все перепады давления, и ее рабочие процессы меняются. Одним из первых элементов, получающих сигнал о сжатии мембраны, является электрическое реле, связанное с насосом. При достаточно высоком давлении насос отключен, и в этом состоянии он поддерживается до тех пор, пока не будет открыт один из кранов. Снижающееся давление приводит к срабатыванию электрореле, насос запускается, и запас воды в гидроаккумуляторе пополняется.

Требования к работоспособности системы. Данный пункт подразумевает формулирование требований, предъявляемых к интенсивности и регулярности водоснабжения. Например, для небольшой дачи вполне подойдет простой накопительный бак, в то время как водоснабжение частного дома нужно превратить в полноценную автономную систему.
Выбор источника воды. В этом параметре кроется масса нюансов. Обнаружив все доступные источники воды, нужно хорошо проанализировать каждый из них, и выбрать наиболее подходящий вариант, от которого можно было бы провести водопровод в частный дом.
Выбор оборудования. Помимо непосредственно выбора сантехники и различных устройств, этот пункт также подразумевает выбор наиболее рациональной схемы прокладки всех инженерных сетей, из которых формируется водоснабжение загородного дома.

Последний пункт, который можно не вносить в общий список – это приобретение качественных комплектующих и грамотный монтаж системы. Эти моменты стоит рассматривать как само собой разумеющиеся, поскольку без гарантии выполнения данных работ рассчитывать на то, что водопровод в частном доме будет нормально работать, бессмысленно.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Практически любая система снабжения дома питьевой или технической водой требует наличия источника воды. Дело в том, что в составе такой системы обязательно должны присутствовать устройства, которые обеспечивают подкачку воды.

Данные устройства требуют постоянного питания водой. Для этого обычно используется соединение таких агрегатов с домашней водопроводной сетью. Но бывают такие ситуации, когда в доме может отсутствовать питание от общей сети. Причин этому может быть огромное множество.

В этом случае необходимо обращаться к так называемым источникам аварийного питания. Они позволят сохранить работоспособность системы, что позволит пользоваться жителям дома или квартиры водой даже в условиях, когда отсутствует вода в системе подачи.

Одним из таких устройств которое позволяет добиться желаемого результата является гидроаккумулятор. Он позволяет создавать условия, при которых система и дальше будет получать необходимое количество воды для её дальнейшего потребления жильцами.

Устройство систем водоснабжения

Система центрального обеспечения водой применяется для массового снабжения потребителей от единой сетки. Применяется в городах и ПГТ. Однако возможно подключение домов в сельской местности, но подобное случается редко.

Централизованные системы, как правило, исполняются в виде кольцевых сетей, снабжающихся водой от двух и более водонапорных башен. Это позволяет выполнять обеспечение всех водозаборных точек в случае аварийной ситуации либо проводить ремонтные работы на отдельном участке водоподающей магистрали.

Сооружения для очистки, забора и подъема воды подают ее потребителям, находящимся в зоне их действия, по заблаговременно согласованному графику. Если подключение к общегородскому трубопроводу невозможно, возникает необходимость обустроить автономную водоподающую сеть частного дома.

Схема создания выглядит так:

Скважина либо колодец оснащается погружным насосом, к нему выполняется подсоединение водопроводной магистрали.
Трубопровод укладывается и проводится в дом.
Водоподающая сеть подсоединяться к очистному фильтрующему элементу, блоку автоматики и гидроаккумулятору.

От этой системы водопровод производит распределение чистой воды по потребителям.

В местах с регулярными скачками напряжения в электрической сети обустройство водоподачи выполняется с использованием накопительного бака. Принцип действия децентрализованной системы подобного типа заключается в следующем:

В возвышенной части строения, например, на чердаке ставят накопительную емкость, оснащенную поплавковым клапаном.
Водопровод подсоединяют к погружному насосному устройству, которое помещают в скважине либо колодце.
Ответвление от источника заводят в здание.
Домашнюю магистраль подводят и подключают к нижней части резервуара для накопления влаги.
Посредством насосного оборудования происходит нагнетание жидкости в емкость. Когда он полностью заполняется, насос автоматом отключается.
Когда вода опускается до наименьшего уровня, происходит срабатывание клапана, и насосное устройство снова начинает работать.

Нецентрализованные виды водообеспечения подходят для частных домов с малым числом потребителей. Они бывают зимними и летними. В первом случае укладка водопровода ведется капитально в домах с постоянным проживанием. Второй вариант годится для сезонных работ: автоматизации полива огорода, водоподачи в душевую, дачный домик, баню. Стоимость монтажа здесь гораздо меньше.

Насосные станции для водоснабжения частного дома

Одним из самых главных элементов который необходимо использовать при организации системы водного снабжения дома являются насосные станции.

Сейчас функционирование системы без данного элемента просто невозможно. Поэтому надо очень внимательно подойти к выбору данного устройства. Для этого следует знать, что есть следующие виды бытовых насосных станций для водоснабжения.

Станции стационарного типа. Они предусматривают наличие специального помещения, в котором и будет установлен данный агрегат
Переносные станции. Они обычно устанавливаются на небольших платформах, которые снабжены колёсами, что позволяет производить транспортировку агрегата в различные места.
Станции закрытого типа. Это механизмы, которые заключаются в специальные ящики и доступ к их содержанию ограничен. Такие станции обычно производятся фирмами, имеющими солидную репутацию. Проведение ремонта предполагается только в сертифицированных центрах специально обученными работниками.
Станции открытого типа. Они устанавливаются на открытых площадках и предусматривают возможность проведения ремонта, как специалистом, так и хозяином квартиры или дома.

Во всех перечисленных типах станций обязательно присутствуют водяные насосы для домашнего водопровода.

Атмосферные осадки

Как источник централизованного водоснабжения, дождевая и талая снеговая вода могут рассматриваться только в тех областях, где нет открытых водоемов, а добыча подземных вод сопряжена с большими трудностями и высокими расходами. Но и там, из-за непостоянства дебита (периодичности выпадения и количества осадков) невозможно гарантировать регулярную подачу воды потребителям.

Кроме того, для организации сбора атмосферной воды необходимо сооружать водосборники с большой горизонтальной поверхностью. Поэтому дождевые воды, которые являются основными источниками водоснабжения в данных регионах, чаще всего собираются индивидуально каждым домохозяйством.

Сбор дождевой воды с крыши по водостоку

Качество воды

Собираемая из атмосферных осадков вода по своему составу близка к дистиллированной, так как содержит очень мало минеральных веществ и растворенных солей.

К достоинствам такого состава можно отнести:

Образование малого количества накипи при нагревании;
В мягкой воде хорошо растворяется и пенится мыло.

Но эти качества высоко ценятся только при использовании воды в хозяйственных и технических целях: для полива, стирки и мытья посуды своими руками, заполнения систем отопления и т.д.

Для питья же такая вода без специальной обработки мало пригодна по следующим причинам:

Низкая минерализация воды при её длительном употреблении вызывает желудочно-кишечные расстройства и нарушения обмена веществ в организме;
Гигиеническая степень её чистоты оставляет желать лучшего. В ней могут присутствовать различные загрязнения, начиная от земляной и вулканической пыли и вредных химических элементов, и заканчивая микроорганизмами.

Так называемые красные или кровавые дожди – следствие высокого содержания в атмосфере вулканической пыли

Степень загрязненности дождевой воды зависит от следующих факторов:

Состояния атмосферы и степени загрязненности воздуха (в том числе и выбросами от различных производств);
Направления и силы ветра;
Частоты и длительности выпадения осадков;
Состояния резервуаров для хранения воды и водосборников;
Материала кровли, с которой стекает вода и т.д.

Фото водосборной системы с кровли

Поэтому атмосферную воду используют для питья только после очистки и обеззараживания. Если это централизованный источник водоснабжения, в качестве обеззараживания применяют метод хлорирования. А в индивидуальных хозяйствах её просто кипятят перед употреблением.

Кипячение – самый доступный способ обеззараживания воды

Если атмосферные осадки – это единственно возможные виды источников водоснабжения, и их потребление является частым и регулярным, то, во избежание проблем со здоровьем у людей, в воду обязательно добавляют минеральные соли, специально выпускаемые промышленностью для этой цели.

Качественный состав добавок определяется на основе анализа проб воды

Способы и технологии добычи

Собирают атмосферную воду самым примитивным способом: устраивают водостоки по периметру кровель и других горизонтальных и наклонных поверхностей. По желобу или трубе она стекает в резервуар – наземный или подземный.

Дальнейшее устройство источников водоснабжения зависит от цели использования воды:

Это может быть обычная бочка, вода из которой забирается ведром, вытекает через кран в нижней части или выкачивается насосом.

Бочка для сбора дождевой воды

1 – водосточная труба от водосборника на крыше;
2 – емкость для сбора;
3 – сетчатый фильтр;
4 – переливная трубка для отвода лишней воды;
5 – решетка ливневой канализации;
6 – кран.

Если же осадки используются как основной или резервный источник водоснабжения дома (см. Водоснабжение частного дома: выбор источника и организация подачи воды), то монтируют систему с большим подземным резервуаром и насосом для подачи воды в систему под напором.

Система водоснабжения из подземного резервуара

1 – кровля;
2 – водосточная система;
3 – фильтр грубой очистки;
4 – подземный резервуар;
5 – отвод лишней воды;
6 – канализационная труба;
7 – насос;
8 – домовая водопроводная система;
9 – вывод на поливочный кран.

Устройство и предназначение

Основное назначение водопровода — обеспечение непрерывной подачи воды из скважин, водоемов и других источников. Правильный и безопасный монтаж водопровода необходим для благоустройства населенных пунктов и объектов коммерческого назначения.

Система состоит из инженерных конструкций, выполняющих ряд функций:

забор воды из скважин, рек, озер и родников;
транспортировка и хранение;
распределение ресурсов между объектами;
очистка воды.

Прокладка водопровода невозможна без создания системы водоотведения, предназначенного для стока жидкостей из домов и зданий, очищению воды и возвращении в природную среду.

Для исключения риска заражения экосистемы используется грамотная схема канализации для сбора, осветления и дезинфекции жидкости.

Для обеспечения бесперебойного водоснабжения в коммуникациях предусмотрены резервные запасы. Это позволяет обеспечивать жилые дома и хозяйственные объекты ресурсами в случае неполадок в системе.

В связи с этим можно выделить главную задачу водопровода — добыча воды из источника, контроль ее качества и транспортировка в пункты назначения.

При проектировании коммуникаций учитывают источник воды. Для крупных производственных предприятий используют централизованные источники, а для местного забора воды устанавливают специальные резервуары. Снабжение горячей водой производится через закрытый водозабор, в котором происходит нагрев и транспортировка.

В зависимости от назначения объекта водопроводная система может быть:

пожарной;
производственной;
оборотной;
хозяйственно-питьевой;
для снабжения горячей водой.

Противопожарную систему можно объединять с другими, включая хозяйственно-питьевую и производственную.

Для нормального функционирования коммуникаций устанавливают ряд сооружений:

водозаборные станции, необходимые для забора жидкости из природного источника;
насосные станции, используемые для создания нужного давления при транспортировке воды и последующей поставке на определенную высоту;
устройства для очистки жидкости, повышающие ее качественные показатели;
водопроводные системы;
резервные и регулирующие резервуары.

Насосные станции подкачки и циркуляционные станции

При необходимости обеспечения повышенного уровня давления воды, как правило, требуемого на промышленных предприятиях и в зданиях большой этажности, используются станции подкачки. Режим работы таких станций неразрывно связан с графиком водопотребления объектов.

Насосные станции циркуляционного типа устанавливаются на промышленных объектах и являются звеном замкнутой системы водоснабжения.

Подобные станции имеют в составе три типа насосов, разделяющихся по назначению:

Перекачивающие отработанный носитель в охладительные емкости;
Подающие воду в очистительные модули;
Обеспечивающие подачу воды к оборудованию либо для техпроцессов.

Циркуляционные насосы функционируют по расписанию, утвержденному на производстве.