Расчет водопотребления: пример. Норматив потребления воды
Чистая питьевая вода - основа жизни и здоровья. Как правильно рассчитать потребление воды в быту и на производстве? Узнайте в нашей статье.
Нормы расхода воды по СНиП
Основой для расчета водопотребления служит Свод правил СП 30.13330.2012, в котором приведены нормы расхода воды на различные нужды. Например, суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека составляет:
- для жилых зданий с водопроводом и канализацией без ванн - 125 л/сут;
- с водопроводом, канализацией и ванными с водонагревателями - 160 л/сут;
- то же, с централизованным горячим водоснабжением - 220 л/сут.
Для душевых промышленных предприятий норма расхода воды - 30-50 л/сут на одного пользующегося. А для технологических процессов нормы зависят от отрасли производства.
Расчет водопотребления в жилом доме
При расчете водопотребления в жилом доме учитывается количество проживающих, наличие водопровода и канализации, сантехнические приборы. Расход воды Q (м3/сут) вычисляется по формуле:
Q = Σ(qn × N)
где qn - норма водопотребления на одного человека (л/сут), N - число жителей.
Например, в квартире проживает семья из 4 человек, имеется центральное горячее водоснабжение. Тогда суточный расход:
Q = 220 × 4 = 880 л/сут или 0,88 м3/сут
В многоквартирных домах также учитывают расход воды на общедомовые нужды: уборку лестничных клеток, полив газонов и т.п.
Водоснабжение общественных зданий
Для общественных зданий нормы водопотребления зависят от их назначения. Например, в офисном здании расход воды определяется из расчета на одного сотрудника.
Согласно СП 30.13330.2012 норма расхода в офисах с числом сотрудников до 20 человек составляет 15 л/сут на человека.
Для офиса на 12 человек суточное водопотребление будет равно 12 × 15 = 180 л/сут.
Чтобы сократить потребление воды в офисе, можно установить системы рециркуляции для кондиционеров и смесители с ограничителями расхода.
Промышленное водоснабжение
Особенности промышленного водоснабжения связаны с наличием технологических потребностей в воде на производстве. Нормы зависят от отрасли. Например, на машиностроительном заводе расходуют воду станки, на мойку деталей и пр.
Кроме того, для промышленных предприятий нужно рассчитать хозяйственно-питьевые нужды для персонала из расчета 25-50 л/сут на человека.
Также важно определить объемы водоотведения - какие объемы производственных и хоз-бытовых стоков образуются, чтобы спроектировать систему канализации.
Водоснабжение сельхозобъектов
Особые нормы действуют для сельскохозяйственных объектов. В животноводстве на поение одной головы скота в сутки нужно:
- корова - 50-100 л;
- лошадь - 40-60 л;
- свинья - 5-15 л.
При выращивании культур также требуется значительное количество воды на полив. Например, для полива 1 га овощных культур требуется 300-500 м3/га в сутки.
Таким образом, для крупного фермерского хозяйства нужен тщательный расчет систем водоснабжения и водоотведения с учетом всех потребностей.
Нормы качества питьевой воды
Важным аспектом является контроль качества питьевой воды. Существуют четкие требования к ее органолептическим и микробиологическим показателям.
Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 питьевая вода не должна иметь запаха, привкуса, ее цветность не должна превышать 20 градусов, мутность - 1,5 мг/л. Также нормируются показатели жесткости, содержания вредных веществ.
Для обеспечения нормативных показателей применяют разные методы очистки и обеззараживания, например хлорирование, ультрафиолетовое облучение, озонирование.
Учет расхода воды
Для контроля потребления воды на объектах используют приборы учета - водосчетчики. Их подбирают исходя из расчета водопотребления и диаметра трубы.
Существуют крыльчатые, турбинные, ультразвуковые водосчетчики. Они должны регулярно проходить поверку.
Водоснабжение частных домов
Для водоснабжения частного дома могут быть применены разные системы - от централизованного водопровода до автономной скважины.
В любом случае нужно точно рассчитать диаметры труб для подачи воды к сантехприборам исходя из их estimated потребления. Также подбирают емкость водонагревателя с запасом.
Может понадобиться система очистки воды - отстойники, фильтры, ультрафиолетовые установки в зависимости от источника.
Экономия воды
Наряду с точным расчетом водопотребления важно рационально и экономно расходовать воду.
Этому способствует установка водосберегающей сантехники и насадок-аэраторов. Нужно следить за утечками, своевременно ремонтировать краны.
Также можно применять дождевую воду для полива, использовать серую воду в туалетах. Экономное использование воды особенно важно в регионах с ее дефицитом.
Водоотведение
Наряду с системой водоснабжения любой объект нуждается в водоотведении - удалении сточных вод.
Хоз-бытовые и производственные стоки отводятся по трубам в городскую канализацию или локальные очистные сооружения, где проходят очистку перед сбросом в водоемы.
Очистные сооружения
Для очистки стоков применяют разные технологии в зависимости от типа загрязнений. Для механической очистки используют отстойники, фильтры.
Для биологической очистки применяют аэротенки, в которых с помощью активного ила происходит разложение органических веществ. Эффективность очистки зависит от технологии и оборудования.
Оплата водоснабжения
Стоимость водоснабжения для населения и организаций определяется на основании установленных тарифов на подачу холодной и горячей воды, а также тарифа за водоотведение.
Если установлен прибор учета, оплата производится по показаниям счетчика. В противном случае - по нормативам потребления , исходя из количества проживающих.
Проектирование системы
Проектирование системы водоснабжения объекта включает гидравлический расчет, подбор оборудования, разработку схем, спецификаций.
На основании расчета водопотребления выбирают диаметр труб, мощность насосов, емкость баков. Проект согласовывают и утверждают.
Автономное водоснабжение
Автономные системы водоснабжения применяются там, где нет централизованных сетей. Это могут быть локальные скважины, колодцы.
При проектировании таких систем также важен точный расчет потребления воды , чтобы определить производительность, мощность оборудования.
Автономные системы требуют регулярного контроля качества и обслуживания, но дают гарантию водоснабжения.
Нормирование сбросов
Сброс сточных вод регламентируется нормативами допустимых сбросов по загрязняющим веществам. Эти требования нужно учитывать при расчете водоотведения .
Превышение нормативов влечет плату за сверхлимитное загрязнение водных объектов. Поэтому очистка должна обеспечить достижение нормативов.
Расчет нагрузок и потерь
Важный этап проектирования системы водоснабжения - расчет нагрузок по часам суток и определение потерь в сети.
По нормам водопотребления строят график часовых нагрузок, учитывая несовпадение максимумов от разных групп потребления.
Также рассчитывают потери воды на утечки, испарение, несанкционированный разбор. Это влияет на выбор диаметров труб и производительности насосов.
Материалы трубопроводов
При выборе материала труб для водоснабжения анализируют рабочее давление, агрессивность среды, грунтовые условия, срок службы.
Чаще всего применяют стальные, чугунные, полимерные, медные трубы. Каждый материал имеет свои преимущества и недостатки по разным критериям.
Резервуары и емкости
В системах водоснабжения используются резервуары чистой воды для выравнивания суточного графика и создания запаса.
Они могут быть наземными или подземными, железобетонными или металлическими. Емкость рассчитывают исходя из графика водопотребления.
Надежность системы
Важный критерий - обеспечение надежности и бесперебойности водоснабжения. Для этого система должна иметь резервные линии, насосы, источники электропитания.
Резервуары позволяют создать запас воды. Кольцевание сети повышает надежность. Прокладка линий из разных районов дает резерв подачи.
Безопасность системы
Важно обеспечить безопасность системы водоснабжения для окружающей среды и здоровья людей.
Для этого предусматривают контроль качества воды, санитарно-защитные зоны сооружений, предотвращение подтопления территории, защиту от аварийных сбросов.
Автоматизация системы
Для управления современными системами водоснабжения применяют средства автоматизации и телеметрии.
Они позволяют дистанционно контролировать расход и давление в сети, управлять насосами, получать информацию с датчиков качества воды.
Автоматика обеспечивает оптимальный режим работы системы, снижает энергопотребление, повышает надежность.
Эксплуатация системы
Для обеспечения бесперебойной работы системы водоснабжения необходимо ее регулярное обслуживание и ремонт.
Проводят осмотры и профилактику оборудования, ликвидируют утечки, чистят емкости, контролируют параметры воды.
От качества эксплуатации зависит надежность и ресурс всей системы водоснабжения.
Реконструкция системы
Со временем может возникнуть необходимость реконструкции или модернизации системы водоснабжения в связи с изменением нагрузки, требований.
Реконструкция может включать замену участков трубопроводов, насосов, установку дополнительных мощностей, новых очистных сооружений.
Это позволяет продлить срок службы системы и обеспечить необходимое качество и объемы водоснабжения.
Охрана окружающей среды
Важная задача при эксплуатации систем водоснабжения - минимизация воздействия на окружающую среду.
Для этого очищают все сбрасываемые стоки, контролируют качество воды в источнике, предотвращают утечки, проводят мониторинг.
Бережное отношение к водным ресурсам - залог сохранения природной экосистемы.
Экономическая эффективность
При проектировании и эксплуатации водоснабжения анализируют экономические показатели - стоимость реализации и эксплуатации, окупаемость.
Это позволяет оптимизировать капитальные и эксплуатационные затраты, найти наиболее выгодные решения. А значит повысить экономическую эффективность системы.