Drenážní systémy a zařízení

Projektant je povinen studovat nejen kvalitu vody, která je určena ke spotřebě, ale také vědět, pod jakým tlakem by měla být spotřebitelům dodávána. Přívod tlakové vody je nutný pro tři účely. Především kvůli pohodlí. Tlak na koncovém místě spotřeby musí být přesně definován, aby byl zajištěn rychlý průtok vody. Za druhé, tlak musí být dostatečný k překonání hydraulického odporu, který voda zažívá při průchodu potrubím, vodoměry, topnými zařízeními a dalšími zařízeními.

Třetím faktorem regulujícím tlak vody je výška budovy. Voda má svou váhu a aby ji vynesla až nahoru, musí se v nejnižším bodě potrubí vytvořit dostatečně velký tlak. Pro zvednutí vody do výšky jednoho patra běžného obytného domu je potřeba mít tlak 0,27 kg/cm2. Vezměme si jako příklad 20patrovou budovu.

Pro dobrý provoz sprch a WC v posledním patře by měl být tlak vody dle doporučení výrobců vodovodních armatur 1 kg/cm2. Po naplánování trasy potrubí je nutné určit hydraulické ztráty. Řekněme, že činily 1,4 kg/cm2. Pak je velmi snadné vypočítat celkový tlak, kg/cm2:

Tlak v horní části systému. 1
Ztráta tlaku v důsledku tření. 1,4
Tlak potřebný k výstupu do 10. patra. 5,4

Takový tlak je k dispozici v několika městských vodovodech. Potřebný tlak proto musí být dodatečně vytvořen pomocí posilovací (vodonosné) instalace.

Představme si komunální vodovod, ve kterém vstupní tlak (garantovaný tlak) neklesne pod 3,9 kgf/cm2. Jaký tlak by měla instalace vytvořit?

Požadováno, kgf/cm2. 7,8
Dostupné, kgf/cm2. 3,4
Požadované zvýšení tlaku, kgf/cm2. 4,4

Pro zvýšení tlaku se používají odstředivá čerpadla přímo spojená s elektromotory, i když v ojedinělých případech může být pohonem plynový motor nebo turbína. Typicky se používají tři typy systémů: s vodními nádržemi, se vzduchovými (hydropneumatickými) nádržemi a čerpací.

SYSTÉMY S VODOU. Jedna nebo více nádrží, jejichž kapacita se přibližně rovná denní spotřebě vody v budově, je umístěna dostatečně vysoko na střeše, aby zajistila potřebný tlak do bytů umístěných v nejvyšším patře. Čerpadla s relativně malým průtokem plní tyto nádrže v noci nebo uprostřed dne, kdy je spotřeba vody minimální, a udržují tam danou hladinu. Ocelové nádrže jsou zevnitř potaženy antikorozní vrstvou a kvalita nátěru je pravidelně sledována. Někdy jsou nádrže vyrobeny ze dřeva, což eliminuje korozi, ale vyžaduje opatření proti úniku vody.

Výhodou tohoto systému je malá velikost čerpadla a tím i malá špičková spotřeba elektřiny a také dostatečná zásoba vody v případě opravy čerpadla. Nevýhody – prostorové a konstrukční. Pro vytvoření potřebného tlaku je třeba instalovat velkou nádrž dostatečně vysoko nad horní patro, t.j. pro zajištění tlaku 1 kgf/cm2 v horním patře je nutné tuto nádrž zvednout 10 m nad poslední patro. S přihlédnutím k hmotnosti vodní nádrže a nástavby je dodatečné zatížení, které je nutné přenést na základy domu, pochopitelné.

SYSTÉM S NÁDRŽÍ VZDUCH-VODA (HYDROPNEUMATICKÁ). navržený tak, aby se vyhnul potřebě výše uvedeného doplňku. Přerušovaně pracující čerpadla, jejichž výkon se rovná maximální spotřebě vody, čerpají vodu do nádrže poměrně střední velikosti. Nádrž je z poloviny naplněna vodou a z poloviny stlačeným vzduchem potřebným pro obsluhu budovy. Vzduchový polštář vytlačí část vody z nádrže, než tlak klesne dostatečně nízko na to, aby se čerpadla znovu zapnula. Rozměry vzduchového polštáře a nádrže jsou voleny tak, aby se čerpadla zapínala maximálně 12x za 1 hodinu při špičkovém zatížení a pouze 2x za 6 hodin provozu v noci. Po určité době bude část vzduchu absorbována vodou, takže pro udržení požadovaného tlaku byste měli nainstalovat malý vzduchový kompresor.

SYSTÉM ČERPÁNÍ. Ve snaze dále zmenšit instalační prostor pro hydropneumatickou nádrž vylepšili inženýři konstrukci čerpadel, ventilů a automatizačních zařízení nezbytných k vytvoření čerpacího systému s konstantním tlakem. Jedno malé čerpadlo, nazývané „příkazové“ čerpadlo s výkonem 25 % maximální předpokládané spotřeby, běží nepřetržitě nebo téměř nepřetržitě. Další dvě čerpadla stejného výkonu jsou dimenzována na 55-75% předpokládané spotřeby. Automatizační zařízení zapínají a vypínají čerpadla podle množství spotřebované vody a regulační ventily mění průtok v závislosti na počtu pracujících čerpadel. Pokud je například skutečná spotřeba 10 % vypočítané, může „příkazové“ čerpadlo pracovat samostatně a jeho regulační ventil přiškrtí průtok vody na tlakovém potrubí tak, aby se průtok snížil z 25 na 10 % plnou kapacitu instalace. Během období, kdy se spotřebovává málo vody, například v noci, lze čerpadla vypnout.

Velkou výhodou systému konstantního tlaku, nazývaného také okamžitý systém, je, že vyžaduje podstatně méně místa a je levnější, protože není potřeba nádrž. Úspory mohou být ještě větší, pokud odmítnete instalovat „příkazové“ čerpadlo a ponecháte dvě čerpadla. Použití tohoto zjednodušeného systému, méně citlivého na kolísání spotřeby vody, podporuje delší provoz jednoho z čerpadel se silně škrtícím ventilem, což vede k určité nadměrné spotřebě energie. Nevýhodou okamžitého systému jsou značné náklady na energii v důsledku téměř nepřetržitého provozu čerpadel a vysoké počáteční náklady v důsledku použití poměrně složitých a přesných automatizačních zařízení. Ve velmi vysokých budovách je hlavním problémem systémový tlak. Připomeňme, že při výšce budovy 20 pater byl tlak ve spodní části systému 7,8 kgf/cm2. Tím se blíží maximálnímu zkušebnímu tlaku 8,5 kg/cm2, pro který jsou ventily, potrubí, armatury a další systémové prvky navrženy. Zákony USA ve skutečnosti přijaly 5,5 kgf/cm2 jako maximální zkušební tlak, což problém komplikuje, ale není to nijak zvlášť děsivé, protože těžké trubky, ventily a armatury jsou k dispozici na prodej (za příplatek). Pokud tedy výška domu přesahuje 22 obytných podlaží nad spodním obytným podlažím (často se může jednat o druhé podlaží objektu), je třeba provést opatření na ochranu výztuže spodních podlaží. Pokud budova překračuje maximální výšku pouze o několik pater, mohou tato opatření zahrnovat instalaci přetlakových ventilů na potrubí studené a teplé vody obsluhující nebezpečná spodní podlaží. Pokud je počet podlaží výrazně větší než maximální přípustné množství, bude zapotřebí příliš mnoho redukčních ventilů. V tomto případě jsou preferovány zónové systémy. Například ve 40patrové budově může být horních 20 pater obsluhováno jednou posilovací jednotkou a spodních 20 pater druhou. V případě použití tlakových nádob lze jednu nádobu instalovat do nástavby a obsluhovat všechna podlaží až do 21. a ve 24. podlaží najít místo pro instalaci druhé tlakové nádoby a obsluhovat s ní spodní podlaží. V případě použití hydropneumatických nádrží nebo průtočného systému může být spodní zóna napájena z jedné jednotky umístěné v suterénu a horní zóna z druhé jednotky pracující při vyšším tlaku. Potrubí obsluhující horní zónu prochází spodními podlažími v tranzitu, bez odboček do těchto podlaží. Trubky a tvarovky se vybírají podle tlaku v zónovém systému, což je ekonomičtější než výše uvedený příklad.

Ve vysokých budovách je třeba věnovat zvláštní pozornost udržování tlaku vody ve veřejných prádelnách. Pračky jsou navrženy tak, aby pracovaly při výrazně nižších tlacích než sanitární armatury, a neexistuje žádná jiná konstrukce, než je oddělit do samostatného prostoru s vlastním redukčním ventilem, pokud není prádelna umístěna v horní části budovy nebo oblasti. .

Dalším požadavkem je dodržení ve vysokých budovách s daným tlakem v prvním (přízemním) podlaží. Na zalévání trávníků a mytí aut je potřeba hodně vody; navíc se v přízemí často nacházejí prádelny. Abyste se vyhnuli zbytečným nákladům na zvyšování tlaku vody potřebného k zásobování horních pater (a následné snížení na úroveň přijatelnou pro prádelny), může být vhodné použít vodu z vodovodu, i když to bude vyžadovat instalaci samostatného potrubí.

Spotřeba vody je pro člověka životně důležitá, proto je zásobování vodou spolu se zásobováním elektřinou a teplem jednou ze základních služeb, které jsou základem pro podporu života budovy. Vodárenská služba (WS) je zároveň neoddělitelně spjata s likvidací vody (WS) – službou, která je stejně důležitá v budově pro jakýkoli účel. Nejčastěji je poskytování obou těchto služeb zajišťováno smlouvami se stejnou organizací zásobující zdroje. Odpovídající objem projektové dokumentace budovy také kombinuje obě témata a nazývá se „VK“ – vodovod a kanalizace. Přestože je dešťový odvodňovací systém (SWS) nezávislý, má smysl jej kombinovat s určeným tématem. Údržbu vlastních systémů studené vody, teplé vody, vody a LAN obvykle zajišťuje také jeden tým specialistů – instalatérů.

Dodávka studené vody do vícebytových domů je veřejnou službou, jejíž postup je popsán v pravidlech č. 354. Často však dodavatelé, využívající svého postavení přirozeného monopolu, raději berou jako vycházejí z předpisů obvykle používaných na trhu. Správce bytového domu musí při uzavírání smlouvy s místním dodavatelem (například s PJSC Mosvodokanal) vycházet z bytové legislativy, zejména z Pravidel, která jsou závazná při uzavírání dohod o správě s organizacemi zásobujícími zdroje.

Základní požadavky na kvalitu studené vody:

• nepřetržitá dodávka – možná přerušení by neměla být delší než 4 hodiny v kuse, celkem 8 hodin za měsíc (totéž pro VO);
• chemické a biologické složení vody;
• tlak v místě analýzy.

Letadlový systém ve vícepatrové budově je postaven s ohledem na známé fyzikální principy určené gravitací naší planety.

Díky gravitační síle Země se tlak vody jak ve skle, tak v oceánech zvyšuje úměrně s rostoucí hloubkou. Při prohloubení o 10 metrů se statický tlak vody zvýší o 1 atmosféru. Ve vertikálních potrubích (stoupacích potrubích) funguje fyzika úplně stejně. Tlak vodního sloupce je maximální v suterénu a ve stoupačce klesá s každým dalším podlažím přibližně o 0,3 atmosféry (uvažujeme výšku podlaží 3 m).

Tlak v potrubí se měří v kilogramech síly redukované na jeden čtvereční centimetr povrchu (kgf/cm2), nebo v atmosférách přetlaku (atm) nebo v megapascalech:

1 kgf/cm 2 = 1 ati = 0,1 MPa

Konvenční diagram rozložení tlaku na stoupačkách studené vody a požárního vodovodu.

Používané tlakoměry jsou také kalibrovány v daných měrných jednotkách, ale je třeba pochopit, že skutečně měří přetlak. Měření přetlaku nám umožňuje nebrat v úvahu nám známý atmosférický tlak vzduchu, který je vždy přítomen a neovlivňuje naše téma. Proto je třeba mít na paměti, že pokud technická dokumentace nebo smlouvy hovoří o tlaku vody, pak to znamená pouze přetlak. Uděláme to samé.

Například výška stoupačky v 16patrové budově včetně podkroví a suterénu je přibližně 54 m (18 x 3 m). Potom, aby byl zajištěn tlak vody 1 kgf/cm 2 v horním bodě potrubí, musí být tlak vody v suterénu alespoň 6,4 kgf/cm 2 . Odborník, který navštíví suterén vaší budovy, tak bude schopen odhadnout její výšku (a počet pater) pouhým pohledem na provozní tlakoměr systému zásobování studenou vodou.

Požadavky pravidla č. 354 vyžadují, aby tlak v místě odběru vody (v bytových směšovačích) nebyl nižší než 0,3 a vyšší než 6 ati. Tlak studené vody v městských sítích je přitom často nedostatečný a vodu lze do horních pater budovy přivádět pouze pomocí pomocného čerpadla. To znamená, že ve výškových budovách v nižších podlažích překročí tlak v potrubí standardní maximum – kvůli popsaným fyzikálním principům. V takových případech je nutné instalovat speciální zařízení (kompenzátory) u vchodů do bytu. V budovách s 20 a více podlažími jsou často instalována dvě nezávislá potrubí (2 zóny) navržená pro obsluhu různých podlaží: například od 1. do 10. (zóna 1) a od 11. do 20. (zóna 2) . V mrakodrapech se za stejným účelem instalují pomocná čerpadla každých 15-20 podlaží.

Zákonitosti rozložení tlaku ve vodním sloupci jsou stejné pro stoupačky všech stavebních soustav – zásobování teplou vodou, zásobování teplou vodou, zásobování požární vodou, zásobování teplem bez ohledu na průměr potrubí a odběrové objemy. To vysvětluje podobnou aplikaci základních technických řešení v různých systémech. Ke změně absolutní hodnoty tlaku v potrubí se používá pomocné čerpadlo.