Тепломассообмен

МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЯ

Методическое пособие

Редактор А.В.Стрикунов

Компьютерная верстка О.В.Иванова

________________________________________________________________

Формат 60´90/16. Гарнитура Times New Roman. Усл.. п.л..

Тираж 300 экз. Заказ №.

Адрес издательства:

Россия, 180680, Псков, ул. Л.Толстого 4.

Издательско-полиграфический центр ППИ

Вопросы для самопроверки

1. Какие технологии восстановления (санации) водопроводных и водоотводящих сетей являются альтернативами открытому способу реконструкции трубопроводов?

2. Какие дефекты устраняются при восстановлении структуры трубопроводов?

3. Какие покрытия наносятся на внутреннюю поверхность стенки поврежденного трубопровода?

4. Какие виды повреждений чаще всего вызывают аварии на водопроводных сетях из чугунных труб?

5. Для каких труб не используются цементно-песчаные покрытия?

6. Для устранения каких дефектов трубопровода используется акриловая смола?

7. Проведение каких работ является обязательной составной частью по санации и восстановлению трубопроводов помимо нанесения покрытия на стенки трубопроводов?

8. Перечислите основные показатели надежности участков трубопроводов.

Глава 2. Реконструкция инженерных систем зданий

2.1. Общие положения

Реконструкция систем, т.е. частичная или полная замена ее элементов, их конструктивная модернизация, осуществляется в связи с физическим износом системы, различного рода технологическими изменениями, вызванными назначением и объемом здания или условиями работы системы, ее моральным старением и другими причинами.

Срок службы отдельных элементов систем не одинаков (таб. 2).

Срок службы систем зависит от материала, из которого сделаны ее элементы, от качества изготовления этих элементов, от качества проведения сборочных и монтажных работ.

Решение о частичной или полной замене элементов систем принимают после специального обследования, в ходе которого проводят гидравлическое испытание. Состояние металла в системе оценивают путем исследования образцов, извлеченных путем частичной разборки или вырезки.

Проектируя реконструкцию инженерных систем, стремятся сохранить те ее элементы, которые мало изменили свойства в процессе эксплуатации. Реконструкцию системы часто проводят по причинам, не связанным непосредственно с ее состоянием. Так, полную замену системы осуществляют при капитальном ремонте, связанном с перепланировкой здания. При этом иногда принимают принципиально новое схемное решение системы с заменой устаревших конструкций, использованием нового оборудования, обеспечением автоматизации.

В производственных и коммунальных зданиях конструкция системы может изменяться вследствие изменения технологических процессов, а также назначения здания в целом.

Повышение требований к качеству работы инженерного оборудования со снижением эксплуатационных затрат также вызывает реконструкцию системы. Неспособность системы удовлетворять возросшим требованиям называют ее моральным старением. Качество устаревшей системы повышают путем частичной модернизации отдельных узлов и деталей, оснащения средствами управления и диспетчерского контроля.

Одной из причин реконструкции может быть изменение условий эксплуатации. Новую систему проектируют, предусматривая возможность ее реконструкции или модернизации в будущем,

В зданиях старой постройки реконструкция инженерных систем, как правило, связана с конструктивными изменениями (например, с перекладкой магистральных труб). Учет этих затрат, а также стоимости нового автоматизированного оборудования часто приводит к выводу об экономической нецелесообразности реконструкции морально устаревшей системы. Окончательное решение и выбор варианта реконструкции в этом случае увязывают с экономической целесообразностью реконструкции всего здания в целом.

Таблица 2.

Минимальная продолжительность эффективной эксплуатации элементов зданий и объектов.

Элементы инженерного оборудования	Продолжительность эксплуатации до капитального ремонта (замены), лет
Жилые здания	Остальные здания при нормальных и благоприятных условиях эксплуатации
Водопровод и канализация
Трубопроводы холодной воды из труб:
оцинкованные
газовые черные
Трубопроводы канализационные:
чугунные
керамические
пластмассовые
Водоразборные краны
Туалетные краны
Умывальники:
керамические
пластмассовые
Унитазы:
керамические
пластмассовые
Смывные бачки:
чугунные высокорасположенные
керамические
пластмассовые
Ванны эмалированные чугунные
Стальные
Кухонные мойки и раковины:
чугунные эмалированные
стальные
из нержавеющей стали
Задвижки и вентили из чугуна
Вентили латунные
Душевые поддоны
Водомерные узлы
Горячее водоснабжение
Трубопроводы горячей воды из газовых оцинкованных труб при схемах теплоснабжения:
закрытые	10(10)	15(8)
открытые	30(15)	25(12)
Смесители
Полотенцесушители из черных труб

2.2. Анализ состояния и выявление степени использования существующих инженерных систем при реконструкции здании различного назначения

Эта работа должна быть проделана при техническом обследовании реконструируемых зданий. Целью предпроектных обследовании является выявление комплекса исходных вопросов для разработки проектной документации и осуществления реконструкции. К числу таких вопросов относят: выявление условий выполнения работ; определение технического состояния отдельных видов конструкций инженерных сетей. При этом устанавливают степень их пригодности для использования в ходе реконструкции. При реконструкции возникает необходимость перекладки существующих коммуникаций с их заменой и устройством новых подземных инженерных сетей. Совмещенный способ прокладки трубопроводов в коллекторах (проходных каналах) позволяет в несколько раз сократить сроки производства работ, что при реконструкции действующих предприятий имеет решающее значение.

В группу специалистов, осуществляющих предпроектное обследование, рекомендуется включать: от предприятия–начальника отдела капитального строительства или его заместителя, а по специальным вопросам – заместителя главного инженера, главного механика, главного энергетика, главного технолога; от проектных организаций–главного инженера проекта; от генерального подрядчика–заместителя главного инженера треста; от субподрядных организаций (при необходимости)–главного инженера управления. Эту группу, как правило, возглавляет представитель заказчика.

В процессе предпроектного обследования устанавливают объемы использования материалов и конструкций, получаемых от разборки существующих зданий, сооружений, коммуникаций и сетей, а также возможность использования существующих зданий, конструкций, инженерных систем, местных строительных материалов.

Результаты обследования, испытания и оценки систем заносят в ведомость. К ведомости прилагают пояснительную записку с общим заключением по обследуемому объекту (подлежит полному или частичному демонтажу, требуется замена отдельных конструктивных элементов, перекладка сетей и т.д.) с подробным описанием предварительно принятых обоснований и решений по каждому рассмотренному варианту.

Определение экономической эффективности реконструкции систем должно базироваться на учете народнохозяйственного значения ремонтно-реконструктивных мероприятий. С позиций конечного эффекта безразлично, реконструировать ли существующую систему или демонтировать ее и вместо нее смонтировать новую систему с равнозначным эффектом. Оба эти инженерные решения обеспечивают один и тот же результат, но они сопоставимы с экономической точки зрения.

Такая сопоставимость позволяет сформулировать наиболее простой критерий эффективности затрат на реконструкцию систем. Этот критерий основан на следующем очевидном положении: затраты на реконструкцию не должны быть больше затрат на новое строительство. Таким образом, по всем сравниваемым вариантам предусматривается определение разности между стоимостью новых систем и реальными затратами на реконструкцию существующих систем. Оптимальным, экономически целесообразным является вариант с наибольшей величиной такой разности, т.е. экономии от реконструкции.

2.3. Проектирование реконструкции

2.3.1. Техническая документация

Техническая документация разрабатывается проектными организациями исходя из требований эксплуатации, обеспечивающих надежность, экономичность и ремонтоспособность сооружаемых трубопроводов. Эта документация должна содержать информацию, необходимую для их централизованного изготовления.

Индустриализация трубопроводных работ в значительной степени определяется составом и содержанием проектной документации, степенью унификации применяемых изделий и использованием нормативов, определяющих объемно-планировочные решения.

Капитальный ремонт и реконструкция санитарно-технических систем включает выполнение подготовительных, вспомогательных и основных (т. е. собственно санитарно-технических) работ.

К подготовительным работам относятся: изучение технической документации, разработка монтажного проекта (для типовых зданий) или производство замеров и оформление замерных эскизов, составление заказов на заготовки, приемка объектов под монтаж, к вспомогательным–доставка на объект заготовок, материалов, оборудования и подъем их на этажи; установка средств крепления и др.

Производство замеров заключается в корректировке и привязке рабочих чертежей к выполненным или выполняемым основным строительным конструкциям. После обработки замеров по установленной форме заполняются бланки замерных эскизов и передаются в центральные заготовительные мастерские (ЦЗМ) с заказами на заготовки.

Проектирование реконструкции систем водоснабжения и канализации осуществляется по тем же правилам, что и для новых объектов, согласно СНиП.

Проектные решения принимаются на основе обследования технического состояния трубопроводов; выявления возможности дальнейшего использования имеющихся систем; определения источника водоснабжения (в городских условиях водомерный узел, место врезки ввода в магистральный водопровод), проверки достаточности напора воды в сети на верхнем этаже (при недостаточности напора определяется место расположения насосных блоков, баков); уточнения условий присоединения и характера очистных сооружений системы канализации; необходимости установки новых санитарно-технических приборов.

В жилых домах допускается сохранять находящийся в исправном техническом состоянии внутренний противопожарный водопровод, устройство которого по действующим нормам не требуется.

Не допускается: прокладка водопроводных труб в дымовых и вентиляционных каналах; пересечение водопроводных труб с дымовыми и вентиляционными каналами; устройство водопроводных и канализационных стояков в проезде здания.

Допускается прокладка труб внутриквартальных сетей водоснабжения через подвал или подполье жилых домов, кроме распложенных в сейсмических районах.

При замене системы внутреннего водопровода следует, как правило, сохранять ее прежнюю схему разводки, если она соответствует действующим нормам.

При объединении водоразборных стояков системы горячего водоснабжения в секционные узлы в домах без теплых чердаков или технических этажей кольцующие перемычки допускается прокладывать под потолком верхнего этажа через подсобные помещения квартир и лестничные клетки.

Вводы водопровода, как правило, должны проектироваться из чугунных напорных труб. При диаметре ввода менее 65 мм – из стальных оцинкованных труб с усиленной антикоррозийной изоляцией.

При отсутствии централизованного горячего водоснабжения в жилых домах, независимо от их этажности допускается сохранить газовые проточные водонагреватели при условии соответствия помещении, в которых они размещаются, требованиям СНиП 2.04.08-87 и "Правилам безопасности в газовом хозяйстве".

Поливочные краны, размещенные на цоколе здания, должны быть установлены на высоте от 400 до 800 мм от отметки отростки (тротуара). Подводка к поливочному крану должна быть оборудована устройством, исключающим замерзание водопровода.

В вестибюлях или на первых этажах лестничных клеток для их обслуживания (мытье, уборка) следует предусматривать установку кранов горячей и холодной воды диаметром 25 мм, расположенных в нишах или шкафах с запирающимися металлическими дверцами.

На квартирных вводах холодной и горячей воды следует предусматривать устройство регуляторов расхода воды и счетчики.

В стесненных условиях расстояние в плане от водопровода и канализации до обреза фундаментов здания допускается принимать 1,5 при условия выполнения водопровода из стальных, а канализации – из чугунных напорных труб, прокладываемых в защитном футляре на отметке, превышающей отметку подошвы фундамента на 0,5 м.

Присоединение внутренней канализации к участку дворовой канализации, проходящей через здание, должно выполняться только в колодцах, устанавливаемых вне здания.

Допускается сохранять отступы канализационных стояков, если ниже отсутствует присоединение санитарных приборов и при условии, что величина отступа в осях стояков не превышает 2 м, а уклон наклонного участка составляет не менее 0,2.

Ревизии на канализационных стояках должны размещаться на высоте 1 м от пола до центра ревизии; но не менее 0,15 м над бортом присоединенного прибора.

2.3.2. Схемы систем водоснабжения

В зависимости от величины давления и расхода в наружных водопроводных сетях и режима водопотребления в жилых и общественных зданиях применяются различные схемы водоснабжения.

Простая схема (рис.15, а) применяется в случаях, когда давление в наружной сети достаточно для создания перед водоразборной арматурой напора, необходимого для его нормальной работы.

Схема с регулирующей емкостью (рис. 15, б) применяется, когда давление в наружной сети бывает в течение нескольких часов в сутки меньше требуемого для подачи воды к наиболее удаленной и высокорасположенной водоразборной точке здания. В этом случае в период повышения давления в наружной сети, например ночью, вода накапливается в баке, а в часы уменьшения давления ниже требуемого питание системы осуществляется от бака. Схема с регулирующей емкостью применяется так же для обеспечения запаса воды и равномерных напоров на подводках к смесительной водоразборной арматуре, например в банях, душевых павильонах, прачечных.

Схема с постоянной или периодической подкачкой воды (рис. 15, в) используется при постоянном или длительном недостатке давления в наружной водопроводной сети.

Схема с регулирующей емкостью и повысительными насосами (рис. 15, г) применяется, если давление в наружной сети недостаточно для работы внутреннего водопровода, а постоянная работа повысительных насосов нецелесообразна из-за неравномерности водопотребления. Пуск и остановка насоса производятся автоматически в зависимости от уровня воды в баке.

Схема с разрывом струи, с запасными емкостями и повысительными насосами (рис. 15, д) применяется в случаях, когда требуется получить большой расход воды, который не может обеспечить наружная сеть, и необходимо обеспечить обмен воды в резервуарах.

Схема с повысительными насосами и гидропневматическими установками (рис. 15, е) применяется в противопожарных и объединенных хозяйственно-противопожарных системах многоэтажных зданий для хранения регулирующего и противопожарного запаса воды.

Водоснабжение высотных зданий устраивают по зонной схеме (рис. 16). Зонированная система водоснабжения представляет собой несколько самостоятельных систем, делящих здание по высоте на отдельные зоны (примерно по 12...16 этажей в каждой зоне).

Первая зона, включающая нижние этажи, обычно обеспечивается напором наружной водопроводной сети, а последующие – повысительными насосными установками.

Рис. 15. Схемы внутренних водопроводов жилых и общественных зданий:

а – простая; б – с регулирующей емкостью; в – с постоянной или периодической подкачкой воды; г – с регулирующей емкостью и повысительными насосами;
д – с повысительными насосами и запасными емкостями и с разрывом струи воды; е – с повысительными насосами и гидропневматическими баками; 1 – ввод;
2 – водомерный узел; 3 – хозяйственно-питьевой насос; 4 – обратный клапан;
5 – водонапорный бак; 6 – пожарный насос; 7 – вентиль; 8 – запасной приемный резервуар; 9 – устройство для срыва вакуума; 10 – водяной пневматический бак; 11 – воздушный пневматический бак; 12 – компрессор; 13 – редукционный клапан.

Рис. 16. Схемы зонного водоснабжения многоэтажных зданий подачи воды:

а – последовательной; б – общей; в – параллельной; 1 – ввод; 2 – насос;
3 – водонапорный бак; 4 – регулятор давления; 5 – задвижка или вентиль с ручным управлением; 6 – обратный клапан; 7 – задвижка с электроприводом.

Схемы зонного водоснабжения могут быть с последовательной подачей воды из более низкой зоны в более высокую (рис. 16, а), с подачей воды во все зоны одной группой насосов (рис. 16, б), с параллельной подачей воды во все зоны насосами различных групп (рис. 16, в).

В настоящее время в качестве основной формы застройки городов принята система жилых микрорайонов. Снабжение водой таких микрорайонов обеспечивается через центральные тепловые пункты (ЦТП) по микрорайонной сети. Микрорайонная сеть (см. Рис. 17, д) состоит из ввода, соединяющего наружную водопроводную сеть со зданием ЦТП и квартальной сети, транспортирующей воду от ЦТП к внутренним сетям отдельных зданий. На больших квартальных сетях микрорайонов размещают также пожарные гидранты на расстоянии не более 150 м друг от друга. Микрорайонные сети прокладывают по внутриквартальным проездам параллельно зданиям на расстоянии 5–10 м. Для уменьшения затрат на ремонт и обслуживание инженерных коммуникаций трубы микрорайонной сети прокладывают в проходных или непроходных каналах и туннелях. Такие каналы устраивают от ЦТП к зданиям так, чтобы минимальное расстояние между стенами канала и зданием было не менее 5 м.

Рис. 17. Схемы водопроводных вводов:

а – тупиковый перпендикулярный; б – два ввода в здание от одной магистрали городского водопровода (Г.В); в – два ввода в здание от двух магистралей с двумя водомерными узлами; г – водопроводный на два здания; д – водопроводные в ЦТП микрорайона; е – водопроводный на группу малоэтажных зданий;
1 – водомерные узлы; 2 – обратные клапаны; 3 – запорная арматура;
4 – присоединение ввода к наружному водопроводу; 5 – вводы; 6 – разделительная задвижка.

2.3.3. Устройство вводов

Ввод – трубопровод, соединяющий наружную водопроводную сеть с водомерным узлом, установленным в здании или в центральном тепловом пункте. Здания, имеющие внутренние тупиковые сети и менее 12 пожарных кранов, присоединяют к наружным сетям одним вводом. Внутренние водопроводные сети в жилых зданиях высотой более 16 этажей, в зданиях, оборудованных зонным водопроводом, и в зданиях, в которых установлено более 12 пожарных кранов, присоединяют к наружным сетям не менее, чем двумя вводами. При устройстве двух и более вводов их подключают к различным участкам наружной кольцевой сети водопровода.

На рис. 17 приведены основные схемы устройства вводов в здания. При устройстве двух и более вводов и установке в здании насосов для повышения давления во внутренней водопроводной сети вводы, как правило, объединяют перед насосами. При этом на соединительном трубопроводе устанавливают задвижку для возможности обеспечения водой каждого насоса от любого ввода. Вводы не объединяют, если на вводе имеются самостоятельные насосные установки.

2.4. Основные положения по эксплуатации

2.4.1. Основные задачи

Надежная работа систем водоснабжения зависит от качества выполнения монтажных работ и правильной эксплуатации систем.

Перед приемкой системы водоснабжения ее испытывают на давление, равное рабочему плюс 0,5 МПа (5 кгс/см²) в течение 10 мин. Снижение давления во время испытания допускается не более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см). Испытание систем проводится без водоразборной арматуры. Система хозяйственно-противопожарного водоснабжения испытывается с водоразборной арматурой.

По результатам испытаний составляют акт, который вместе с актом скрытых работ, актом приемки и исполнительной документацией (рабочие чертежи системы, данные о расчетных расходах и давлениях и т.д.) передают эксплуатирующей организации.

Допускается испытание системы пневматическим давлением. При пневматическом испытании внутреннего водопровода сначала для обнаружения на слух дефектов ремонта в системе создают давление 0,15 МПа. После устранения дефектов систему испытывают пневматическим давлением 0,1 МПа, при этом давление не должно снижаться более чем на 0.01 МПа в течение 5 мин.

Основными задачами эксплуатации систем водоснабжения являются:

наблюдение за системами (трубопроводами, арматурой, насосными установками и устранение неполадок, вызывающих перебои в подаче воды потребителям;

контроль за потреблением воды и давлением на вводах и в системах, позволяющих выявить, а затем устранить потери воды;

предотвращение замерзания воды в трубопроводах системы и образование конденсата;

защита трубопроводов от коррозии и зарастания;

борьба с шумом, возникающим при работе систем.

При приемке системы канализации в эксплуатацию ее испытывают, наполняя водой до уровня пола первого этажа, если трубопроводы проложены в земле или подпольном канале, и на высоту этажа для трубопроводов, находящихся в конструкциях междуэтажных перекрытий и в санитарно-технических кабинах. Проверяют также исправность трубопроводов, действие санитарно-технических приборов и смывных устройств проливом воды.

Основными задачами эксплуатации систем канализации являются:

предотвращение засорения и замерзания сети;

устранение повреждений сети и оборудования;

предотвращение проникания газов из канализации в помещение.

2.4.2. Виды потерь воды. Меры сокращения непроизводительных расходов и утечек воды

Потери воды складываются из утечек и непроизводительных расходов. К утечкам относят постоянный проток воды через водоразборную арматуру. Непроизводительные расходы – это то количество воды, которое требуется сверх нормы для процедуры. Эти расходы обусловлены традициями (постоянный проток при пользовании) или техническими причинами (увеличение расхода при повышенных давлениях перед арматурой, потери воды при регулировке температуры и расхода воды через смесительную арматуру, слив охлажденной воды из системы горячего водоснабжения для получения воды необходимой температуры и т.д.).

Основным условием выявления потерь является правильная организация учета воды. Для этого необходимо правильно эксплуатировать водосчетчики, периодически их проверять. Показания водосчетчиков обычно снимаются ежемесячно и сравниваются с установленными нормами. Если фактическое водопотребление превышает норму, то выявляют причину потерь воды путем контрольного замера режима водопотребления: замеряют ночной расход, давление в системе до и после насосов, температуру воды в наиболее удаленных точках системы горячего водоснабжения и у водонагревателя.

Разность между общим перерасходом и количеством утечки характеризует непроизводительные расходы.

В зависимости от соотношения количества утечки и непроизводительных расходов намечают мероприятия по снижению потерь воды.

При больших утечках необходимо в первую очередь проводить текущий ремонт арматуры и систем, который может быть в зависимости от количества перерасхода следующий, %: до 10–профилактический частичный, от 10 до 25–профилактический общий, более 25–внеочередной.

Утечка воды через водоразборную арматуру выявляется при ее осмотре и ликвидируется заменой уплотнительных прокладок или сломанных и изношенных деталей арматуры. Наиболее часто нарушается герметичность поплавковых клапанов и спускной арматуры смывных бачков. Утечка через поплавковый клапан происходит по следующим причинам: изношена резиновая прокладка на поршне поплавкового клапана; негерметичность поплавка, в результате чего он через неплотности заполняется водой, масса его увеличивается, а подъемная сила, закрывающая клапан, уменьшается. Неправильная регулировка клапана, когда уровень воды при закрытии клапана поднимается выше перелива и происходит постоянная утечка через перелив. В связи с тем, что уровень воды, при котором закрывается клапан зависит от давления в сети, иногда наблюдаются повышение уровня воды в бачке выше перелива и утечки в ночное время, когда давление в сети увеличивается. Поэтому уровень воды в бачке следует регулировать вечером или ночью путем передвижения поплавка по вертикальной части рычага: при опускании поплавка уровень в бачке понижается и наоборот. Регулировать уровень воды изгибанием рычага не рекомендуется. Причиной утечки может быть и спускная арматура бачков.

Место утечек на трубопроводах выявляют осмотром, гидравлическим или пневматическим способом.

Для выявления места утечки гидравлическим способом в трубопроводах, лежащих ниже водомерного узла (магистрали при нижней разводке воды), закрывают задвижку на вводе и вентили на стояках и открывают контрольно-спускной кран, излишек воды спускают и наблюдают за уровнем воды в патрубке. Быстрое понижение воды свидетельствует об утечке на отключенных магистралях.

Утечку на стояках и других трубопроводах, расположенных выше водомерного узла, выявляют путем присоединения к патрубку контрольно-спускного крана резинового шланга со стеклянной трубкой, которую поднимают выше уровня испытуемого трубопровода. При закрытой водоразборной арматуре и задвижке на вводе наблюдают за уровнем воды в трубке. Понижение уровня свидетельствует об утечке.

При пневматическом способе в трубопровод подается сжатый воздух от баллона или компрессора. Место утечки обнаруживается по выходу пузырьков воды с воздухом.

Большие непроизводительные расходы воды требуют снижения избыточного давления и обеспечения расчетной температуры (50 °С) у всех потребителей. Избыточное давление в системе уменьшают установкой регуляторов давления на вводе или поэтажных стабилизаторов. Эффективна установка диафрагм на подводах к водоразборной арматуре.

2.4.3. Мероприятия по борьбе с шумом

Шум отрицательно действует на здоровье и является причиной таких заболеваний, как гипертония, нервные расстройства, переутомления и некоторые другие, поэтому санитарные нормы ограничивают уровень шума в различных помещениях, жилых и общественных зданиях до 25–40 дБа (децибел).

Увеличение машин и механизмов, используемых в производстве и быту, как правило, приводит к увеличению уровня шума. Одним из источников шума в здании является инженерное оборудование, и в частности система водоснабжения.

При движении воды по трубам в арматуре возникают вихреобразования, турбулентность, кавитация, сопровождающиеся шумоизлучением на средних и высоких частотах. Вращающиеся части насосных агрегатов, колебания подвижных элементов (клапанов, прокладок и т.д.), возникающие при обтекании их потоком, создают сильный широкополосный шум с преобладанием колебаний на низкой частоте.

Наиболее опасным является постоянный шум насосных агрегатов, который даже при малых уровнях неблагоприятно действует на человека. Дебаланс вращающихся деталей, шум в подшипниках, кавитация создают уровень шума 60–90 дБа.

Шум водоразборной арматуры непродолжителен (только во время пользования) и при исправной арматуре составляет 30–50 дБа. Он резко увеличивается до 70–80 дБа при плохом креплении клапана, износе прокладки, которые начинают вибрировать. Уровень шума также возрастает на 5–10 дБа при больших давлениях перед арматурой. Регулирующая арматура излучает шум в основном при малом открытии, когда в дросселирующем сечении возникает кавитация.

Шумы, образующиеся при движении воды по трубам, появляются при скоростях 3–4 м/с, т.е. значительно больших, чем принимаемые в системах водоснабжения. Шум от насосов, арматуры по трубам, фундаментам, креплениям передается строительным конструкциям и распространяется по всему зданию.

Для уменьшения шума систем водоснабжения можно использовать активные и пассивные методы.

Активные методы ликвидируют возможность образования шума в самом источнике путем применения малошумного оборудования, обеспечения работы системы и оборудования в режимах с минимальным шумообразованием; устранения причин шумообразования в оборудовании (закрепление клапанов, подкладок в арматуре, балансировка насосов, двигателей и т.д.).

Пассивные методы ограничивают распространение шума путем звукоизоляции и виброизоляции трубопроводов, насосных агрегатов арматуры, устранения путей передачи звука и вибраций от оборудования к строительным конструкциям (звуковиброизоляция фундаментов насосных агрегатов, трубопроводов); улучшения звукоизоляции ограждающих конструкций; размещения оборудования с минимальным уровнем шума в жилых помещениях (отдельно стоящие насосные установки).

Максимальное уменьшение шума может быть достигнуто комплексным использованием активных и пассивных методов. Устройства для борьбы с шумом показаны на рис. 18. Насосные агрегаты (рис. 18, г) устанавли­вают на массивные фундаменты, которые опираются на пол через пружинные амортизаторы. Для эффективной изоляции амортизаторы (рис. 18, а) состоят из пружин, которые через шайбу опираются на перфорированные резиновые прокладки. Применение песчаной прокладки между фундаментом насоса и строительными конструкциями также способствует снижению уровня шума. Для уменьшения вибраций, передаваемых от насосного агрегата к трубам, используют гибкие вставки (рис. 18, б) из армированного резинового шланга длиной 1 м, закрепляемого на патрубках хомутами.

Колебания трубопровода на резонансной частоте (или близкой к ней), вызывающие сильный шум, могут быть снижены применением массивного груза 18, жестко закрепленного на трубе, который изменяет резонансную частоту трубопровода.

Крепление труб к строительным конструкциям необходимо осуществлять через изолированные прокладки из дерева (рис 18, в), резины; при пересечении стены (рис. 18, г), перекрытия (рис.,18,з) зазор следует заполнять прокладками из войлока, минеральной ваты и т. д. Крепление трубопровода к стене (рис. 18, ж) желательно производить через звукоизолирующие вставки. Между трубой и креплением устанавливают прокладку из листовой резины.

Рис.18. Устройства по борьбе с шумом.

1 – перфорированная резиновая прокладка; 2 – пружина; 3 – фундамент насоса;
4 – патрубок; 5 – хомут; 6 – резиновый армированный шланг; 7 – деревянный башмак; 8 – резиновые призматические прокладки; 9 – кронштейн; 10 – гибкая вставка; 11 – прокладка из войлока, минеральной ваты, 12 – резиновая шайба;
13 – звукопоглощающий материал; 14 – звукопоглощающая вставка;
15 – крепление; 16 – прокладка; 17, 18 – груз.

Водоразборную арматуру изолируют от стены (рис 18, е) резиновой шайбой, и пространство между трубой и стеной заполняют звукоизолирующим материалом (пенопластом, опилками, торфом и т.д.).

Эффективно снижает шум (на 8–10 дБа) монтажная вставка (рис. 18, д), размещаемая между арматурой и водопроводной сетью. Резиновая манжета не позволяет распространяться шуму, возникающему при работе арматуры.

Вопросы для самопроверки

1. От чего зависит срок службы инженерных систем?

2. В связи с чем осуществляется реконструкция инженерных систем здания?

3. Кто входит в группу специалистов, осуществляющих предпроектное обследование?

4. Кем разрабатывается техническая документация по реконструкции инженерных систем?

5. Какие проектные решения не допускаются при реконструкции систем водоснабжения жилых зданий?

6. Где прокладывают микрорайонные сети для уменьшения затрат на ремонт и обслуживание?

7. Как называется регулирующая емкость, входящая в состав схем водоснабжения зданий?

8. Какие задачи являются основными при эксплуатации систем канализации зданий?

Глава 3. Контрольное задание

3.1. Общие указания

В объем контрольной работы входят: письменные ответы на четыре контрольных вопроса (по два из каждой главы) и два реферата; на остальные вопросы дать ответы устно. Номера вопросов принимаются по последней цифре шифра студента (см. таб. 3). Темы рефератов должны содержать сведения по реконструкции внутренних и наружных систем водоснабжения и водоотведения с примерами достижений отечественной и зарубежной практики. Темы рефератов согласовываются с преподавателем.

3.2. Задание на контрольную работу

Контрольные вопросы к главе 1

1. В каких случаях возникнет необходимость в реконструкции инженерных сетей и сооружений?

2. Какие повреждения классифицируют состояние сетей?

3. Какие обстоятельства приводят к преждевременному выходу из строя водопроводных и водоотводящих трубопроводов и необходимости их восстановления и замены?

4. К чему приводит старение подземных трубопроводных коммуникаций?

5. Какими критериями руководствуются при выборе бестраншейной технологии восстановления трубопроводов?

6. Что понимают под бестраншейными технологиями восстановления и прокладки трубопроводов?

7. Какие типы внутренних защитных покрытий распространены при санации трубопроводных и водоотводящих сетей?

8. Достоинство метода восстановления трубопровода путем нанесения набрызговых покрытий.

9. Условие применения и преимущества метода нанесения на поверхность поврежденных труб сплошных покрытий в виде гибких полимерных рукавов или труб из различных материалов?

10. Какие технологии позволяют восстанавливать сети без уменьшения сечения трубопровода?

11. Трубопроводы каких систем восстанавливают путем нанесения гибкого защитного листового материала с зубчатой скрепляющей структурой? В чем заключается этот метод?

12. Какими обстоятельствами вызываются одиночные (точечные) сквозные трещины? Виды защитных покрытий.

13. Какой бестраншейный метод замены трубопроводы применяют в случае невозможности реабилитации трубопроводов путем нанесения внутренних покрытий? Его преимущества?

14. Какие виды контроля производят и целью диагностики состояния трубопроводов? Сущность телеконтроля.

15. Какие технические возможности имеют современные робототехнические комплексы, оснащенные телеустановками?

16. Какие методы прочистки используют перед санацией трубопроводов?

17. какие причины влияют на нарушение нормального уровня водообеспечения потребителей?

18. Что рассматривается под надежностью участка водопроводной сети?

19. Перечислите основные показатели надежности участков трубопроводов.

20. На основании каких оценок принимаются решения о необходимости восстановления (санации) или обновления (перекладки) конкретного участка трубопровода? Какие критерии оцениваются путем запросов по компьютерной базе данных (БД)?

21. Перечислите основные косвенные факторы, влияющие на уровень надежности трубопроводов водоснабжения.

22. Что рассматривается под надежностью участка водоотводящего трубопровода?

23. Какие косвенные факторы влияют на риск возникновения отказа водоотводящих сетей?

24. Какие мероприятия позволяют повысить надежность функционирования водоотводящих сетей?

25. В чем заключается современный подход к разработке стратегии восстановления городских водопроводных сетей?

Контрольные вопросы к главе 2

1. Причины проведения реконструкции инженерных систем здании?

2. На основании чего принимается решение о полной или частичной замене инженерной системы здания?

3. Каков порядок технического обследования реконструируемой системы?

4. Сформулируйте критерий эффективности затрат на реконструкцию инженерных систем?

5. На основе каких данных принимаются проектные решения по реконструкции систем водоснабжения и канализации здания?

6. Какие проектные решения допускаются при реконструкции систем водоснабжения и канализации жилых домов?

7. Какие факторы влияют на выбор той или иной системы водоснабжения здания? Когда применяется система с повысительными насосами без водонапорного бака?

8. В каких случаях применяется система водоснабжения с водонапорным баком без насосной установки?

9. Что представляет собой зонированная система водоснабжения? Каков принцип работы схемы с последовательной подачей воды?

10. Как устраивается система зонного водоснабжения с параллельной подачей воды?

11. Вводы в здание. Правила подключения к наружным водопроводным сетям?

12. Как испытывают перед приемкой внутренние системы водоснабжения и канализации?

13. Каковы основные задачи эксплуатации систем водоснабжения?

14. Виды потерь воды. Каковы мероприятия по их устранению?

15. Способы выявления мест утечек воды?

16. Почему инженерное оборудование может быть источником шума в здании? Назовите причины.

17. Мероприятия по борьбе с шумом. Какие устройства и мероприятия применяются?

Варианты контрольных вопросов

Таблица 3.

Номер контрольных вопросов	Последняя цифра шифра
Глава 1
Глава 2

Приложение

Словарь терминов

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования.

Примечание.

1. Применительно к городским водопроводным сетям в числе заданных функций рассматривается бесперебойное снабжение потребителей водой требуемого количества и качества под требуемым напором, а так же недопущение ситуаций, опасных для людей и окружающей среды.

2. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условии эксплуатации может включать ряд свойств, основными из которых являются: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, устойчивоспособность, живучесть и безопасность.

3. В качестве объекта в данной книге рассматривается участок трубопровода городской водопроводной или водоотводящей (канализационной) сети.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения, а также транспортирования.

Исправное состояние, исправность – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором он способен выполнять все или часть заданных функций в полном или частичном объеме.

Полностью работоспособное состояние – работоспособное состояние объекта, при котором он способен выполнять все заданные функции в полном объеме.

Частично работоспособное состояние – работоспособное состояние объекта, при котором он способен выполнять часть заданных функций в полном или частичном объеме или все заданные функции, но при этом хотя бы одну из них в частичном объеме.

Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором он не способен выполнять все заданные функции.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности, или неустранимого отклонения заданных параметров от установленных пределов, или неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой, или необходимости проведения среднего или капитального ремонта.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправности объекта или его составных частей вследствие влияния внешних воздействий, превышающих уровни, установленные в нормативно-технической документации на объекте.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Примечание.

Применительно к участку трубопровода водопроводной или водоотводящей сети событие, заключающееся в нарушении работоспособности участка, для восстановления которой необходим ремонт (с раскопкой котлована) и отключение участка трубопровода называется отказом.

Восстанавливаемый объект – объект, работоспособность которого в случае возникновения отказа подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Невосстанавливаемый объект – объект, работоспособность которого в случае возникновения отказа не подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Единичный показатель надежности – показатель надежности, относящийся к одному из свойств, составляющих надежность объекта.

Комплексный показатель – показатель надежности, относящийся к нескольким свойствам, составляющим надежность объекта.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта.

Технический ресурс – наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после среднего или капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после среднего или капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Авария – событие, заключающееся в переходе объекта с одного уровня работоспособности на другой, существенно более низкий, с крупным нарушением режима работы объекта.

Примечание.

Авария может привести к частичному или полному разрушению объекта, массовому нарушению питания потребителей, созданию опасных условий для человека и окружающей среды.

Показатель надежности – количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.

Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Средняя наработка до отказа – математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник.

Слиплайнинг – технология ремонта путем введения новой трубы методом протягивания или залкивания в существующий трубопровод с заполнением кольцевого зазора между ними. Новая труба может быть непрерывной или состыкованной из отдельных секций.

Модифицированный слиплайнинг – технология ремонта, при котором диаметр вводимой трубы уменьшается перед протягиванием иди заталкиванием в существующую. Впоследствии диаметр вводимой трубы восстанавливается до первоначального, обеспечивая плотную пригонку к ремонтируемой трубе. Методы уменьшения диаметра: обжатие (предварительное протягивание трубы через горячие или холодные пресс-формы), придание U-образной формы и вытяжки.

Восстановление формы трубопровода – подготовительный процесс, включающий введение расширяющего устройства в деформированный трубопровод для восстановления первоначальной формы его поперечного сечения.

Взламывание трубы – технология взламывания с приложением усилий изнутри и задавливанием обломков в окружающий грунт для последующего протягивания в освободившееся пространство новой трубы.

Поглощение трубы – технология, при которой материал поврежденной трубы разрабатывается вместе с окружающим грунтом как в случае прокладки новых коммуникаций.

Раскалывание трубы – технология разрушения существующего трубопровода методом продольного раскалывания.

Бестраншейные технологии – технологии прокладки, замены, ремонта, инспекции и обнаружения дефектов в подземных коммуникациях различного назначения с минимальным вскрытием земной поверхности.

Восстановление – ремонт поврежденного трубопровода с целью улучшения его эксплуатационных качеств и продления срока службы. Восстановление может выполняться по причине снижения пропускной способности трубопроводов или ухудшения гидравлических характеристик трубопровода.

Санация трубопроводов – полное восстановление работоспособности трубопровода путем устранения всех видов дефектов по длине труб и в местах их стыковки путем нанесения защитных покрытий (облицовок) при соблюдении (поддержании) исходных гидравлических характеристик течения потока транспортируемой воды.

Локальный ремонт – ремонтные работы в трубопроводе при длине участка ремонта меньше расстояния между двумя точками доступа (например смотровыми колодцами).

Инъекция смолы – локальный ремонт трубопроводов путем инъекции в трещины и пустоты смолы с последующей вулканизацией.

Заполнительная цементация – технология ремонта путем заполнения кольцевого пространства между существующей и помещенной в нее новой трубой.

Химическое закрепление – технология ремонта, предусматривающая введение специальных растворов (химических составов) в материал стенок трубопровода (для заделки трещин и пустот) и при необходимости в окружающий грунт.

Литература

Основная

1. Вольфсон В.А. Реконструкция и капитальный ремонт жилых и общественных зданий / - М.: Стройиздат 1996

2. Пальгунов П.П., Исаев В.Н. Санитарно технические устройства и газоснабжение зданий / - М.: Стройиздат, 1991 – 416 с

3. Травин В.И. Капитальный ремонт и реконструкция жилых и общественных зданий / - Ростов-на-Дону Издательство «Феникс», 2004 – 256 с

4. Храменков С.В., Примин Г.О., Орлов В.А. Бестраншейные методы восстановления водопроводных и водоотводящих систем / - М.: «ТИМР», 2000 – 179 с

5. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных
вод / - М.:АСВ, 2002 – 704 с

Дополнительная литература

1. ВСН 58-88(р) Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания зданий, объектов коммунального и социально-культурного назначения / - М.: 1990

2. ВСН 61-89(р) Реконструкция и капитальный ремонт жилых домов. Нормы проектирования. / - М.:1989

Содержание

Введение
Глава 1. Особенности реконструкции наружных водопроводных и водоотводящих сетей
1.1.	Срок службы трубопроводов. Виды повреждений
1.2.	Основные бестраншейные методы восстановления трубопроводов водопроводных и водоотводящих сетей путем нанесения внутренних оболочек
1.3.	Протаскивание трубопроводов на места старых с их предварительным разрушением
1.4.	Технологические операции, предшествующие и завершающие процессы восстановления трубопроводов
1.5.	Состояние и перспективы решения вопросов восстановления наружных трубопроводов
	1.5.1.	Общие подходы к разработке стратегии восстановления городских водопроводных сетей и выбора приоритетного объекта восстановления
	1.5.2.	Обеспечение надёжной работы самотечной водоотводящей сети
Глава 2. Реконструкция инженерных систем зданий
2.1.	Общие положения
2.2.	Анализ состояния и выявление степени использования существующих инженерных систем при реконструкции здании различного назначения
2.3.	Проектирование реконструкции
	2.3.1.	Техническая документация
	2.3.2.	Схемы систем водоснабжения
	2.3.3.	Устройство вводов
2.4.	Основные положения по эксплуатации
	2.4.1.	Основные задачи
	2.4.2.	Виды потерь воды. Меры сокращения непроизводительных расходов и утечек воды
	2.4.3.	Мероприятия по борьбе с шумом
Глава 3. Контрольное задание
3.1.	Общие указания
3.2.	Задание на контрольную работу
Приложение. Словарь терминов
Литература

Тепломассообмен

Тепломассообмен (ТМО) – наука о самопроизвольных необратимых процессах распространения теплоты и массы в пространстве в переменном поле температур и переменном поле концентраций.

Согласно второму закону термодинамики самопроизвольный процесс передачи теплоты и массы направлен в сторону уменьшения температуры и концентрации данного компонента смеси.

В отличие от термодинамики ТМО рассматривает развитие процессов в пространстве и времени. В результате расчета процессов тепломассообмена находят распределения температур, концентраций компонентов смеси, а также потоков теплоты и массы как функции координат и времени.

В нашем кратком курсе будем рассматривать только процессы теплообмена в данном теле или системе тел, поэтому наша задача научиться рассчитывать температурные поля и тепловые потоки и их развитие в пространстве и времени.

РАЗДЕЛ 1. Основные понятия теплообмена