Capitolul Iii Sanitare August 2017 Final [309183]
[anonimizat]. [anonimizat] 5
III.1. Noțiuni generale privind instalațiile de alimentare cu apă 5
III.1.1. Soluții și scheme generale de alimentare cu apă 6
III.1.2. Semne convenționale 8
III.2. Instalații interioare de alimentare cu apă rece și apă caldă pentru consum menajer 11
III.2.1. Criterii de alegere și exigențe funcționale ale instalațiilor de distribuție a apei în clădiri 11
III.2.2. Exigențe funcționale privind instalațiile de distribuție a apei în clădiri 11
III.2.3. Structura instalațiilor de alimentare cu apă a unei clădiri 11
III.2.4. [anonimizat] a instalațiilor de distribuție a apei în clădiri 13
III.2.5. Instalații de distribuție a apei în clădiri 13
III.2.6. Criterii generale de clasificare și condiții de realizare a instalațiilor de alimentare cu apă în ansambluri de clădiri 14
III.2.7. Soluții constructive și scheme ale instalațiilor interioare de alimentare cu apă rece și caldă pentru consum menajer 21
III.3. Materiale și echipamente specifice instalațiilor interioare de alimentare cu apă rece și apă caldă de consum 25
III.3.1. Țevi și fitinguri metalice 25
III.3.2. Țevi și fitinguri din mase plastice 27
III.3.3. Armături de închidere și reglare pentru instalații sanitare interioare. 32
III.4. [anonimizat] 35
III.4.1. Prescripții privind alegerea și amplasarea obiectelor sanitare 35
III.4.2. Stabilirea tipurilor și numărului obiectelor sanitare 51
III.4.3. Amplasarea obiectelor sanitare în planurile de arhitectură și în scheme 52
III.5. Instalații centrale pentru prepararea apei calde de consum 54
III.5.1. Criterii de alegere a instalațiilor de preparare a apei calde menajere 54
III.5.2. Exigențe funcționale privind prepararea și furnizarea apei calde 54
III.5.3. Soluții constructive și scheme de instalații 55
III.6. Instalații de distribuție a apei pentru combaterea incendiilor 65
III.6.1. Agenți utilizați pentru stingerea incendiilor 65
III.6.2. Instalații pentru stingerea cu apă 67
III.6.3. Instalații cu hidranți interiori de incendiu 67
III.6.4. Instalații cu sprinklere 69
III.6.5. Instalații cu drencere 72
III.6.6. Instalații de stingere incendii cu gaz INERGEN 75
III.6.7. Instalații de stingere cu CO2 78
III.6.8. Instalații de stingere cu pulbere 80
III.7. Instalații de canalizare 84
III.7.1. Noțiuni generale privind instalațiile de canalizare 84
III.7.2. Metode de bază pentru epurarea apelor uzate 84
III.7.3. Scheme ale rețelelor exterioare de canalizare 86
III.7.4. Caracteristicile apelor uzate 87
III.7.5. Instalații interioare de canalizare a apelor uzate menajere 88
III.7.6. Soluții constructive pentru rețelele interioare de canalizare a apelor uzate menajere 95
III.7.7. Racordarea instalațiilor interioare de canalizare a apelor uzate la rețeaua exterioară 101
III.7.8. Materiale și echipamente specifice instalațiilor interioare de canalizare a apelor uzate menajere 102
III.7.9. Instalații interioare de canalizare a apelor meteorice 109
III.8. Instalații de alimentare cu gaze naturale combustibile 114
III.8.1. Noțiuni generale privind sistemele de alimentare cu gaze 114
III.8.2. Sistemul de distribuție și utilizare a gazelor naturale combustibile în clădiri 117
III.8.3. Condiții funcționale impuse incintelor echipate cu instalații de gaze naturale combustibile 124
III.9. Elemente de calcul ale instalațiilor tehnico-sanitare și de gaz 125
III.9.1. Calculul hidraulic al conductelor de distribuție a apei reci și calde pentru consum menajer 125
III.9.2. Debite specifice, echivalenți de debite, presiuni normale de utilizare pentru armăturile obiectelor sanitare 125
III.9.3. Debite de calcul pentru dimensionarea conductelor 127
III.9.4. Dimensionarea conductelor și calcului pierderilor totale de sarcină 136
III. INSTALAȚII TEHNICO-SANITARE ȘI DE GAZ
III.1. Noțiuni generale privind instalațiile de alimentare cu apă
Apa reprezintă elementul vital, intervenind în toate procesele care condiționează desfășurarea și calitatea vieții.
Sistemele de alimentare cu apă au fost folosite din cele mai vechi civilizații. In India, orașul Mohenjorado avea bazine pentru alimentarea cu apă încă din anul 4000 î.e.n, iar primele puțuri de apă au fost construite în China și Egipt. În anul 2000 î.e.n, orașul Assiria era alimentat cu apă folosind canale din piatră, iar în China se foloseau tuburile din bambus, pe când în Africa de Nord și Grecia se utilizau tuburile din lut ars. Ierusalimul antic a fost alimentat cu apă din rezervoare și lacuri artificiale, iar Roma dispunea în anul 300 î.e.n de 12 apeducte care însumau 150 milioane de litri de apă potabilă, inclusiv cel mai lung apeduct, Aqua Martia, cu o lungime de 80 km, care aducea apa până la parterul caselor romanilor bogați.
Evul Mediu a fost caracterizat prin neglijarea condițiilor de igienă, iar lipsa apei și a calității acesteia, în multe zone ale lumii, a contribuit la raspândirea epidemiilor. În secolul XVII s-au construit primele rețele de alimentare cu apă din fontă la Versailles, iar după 1882 au apărut primele instalații interioare de alimentare cu apă rece, capabile să furnizeze apa la etajele superioare. Apar primele locuințe dotate cu vas de closet, iar la sfârșitul secolului XIX apar primele tehnici de filtrare și de tratare a apei.
Pentru ca o sursă de apă naturală să fie considerată optimă (viabilă), aceasta trebuie să asigure alimentarea cu apă la consumatori, indiferent de natura lor (casnici sau industriali), atât din punct de vedere cantitativ, dar și calitativ. Sistemul de alimentare cu apă este alcătuit din totalitatea construcțiilor, instalațiilor și utilajelor, prin intermediul cărora, apa este condusă de la sursă către consumator, în condiții optime, în vederea asigurării necesarului de apă pentru satisfacerea necesităților menajere, industriale și de combatere a incendiilor.
Schema generală a unui sistem de alimentare cu apă – Fig.III.1.1, cuprinde reprezentarea în plan vertical sau orizontal a principalelor elemente care servesc la captarea, tratarea, transportul, înmagazinarea, pomparea și distribuția apei prin rețelele exterioare, până la racordurile instalațiilor interioare ale consumatorilor.
Fig.III.1.1. Schema generală a unui sistem de alimentare cu apă
1 – sistemul de captare, tratare, pompare a apei; 2 – agenți economici și instituții; 3 – consumatori 1-2 nivele; 4 – agenți economici și instituții; 5 – consumatori; 6 – stații de hidrofor; 7 – stații de pompare ape uzate; 8 – stația de epurare; 9 – rețea principală de distribuție; 10 – rețea de canalizare; 11 – rețea secundară; 12 – râu.
III.1.1. Soluții și scheme generale de alimentare cu apă
Fig.III.1.2. Schema generală de alimentare cu apă pentru un centru industrial
Captarea – Fig.III.1.2, cuprinde construcțiile și instalațiile necesare colectării apei din sursele naturale și deci nu poate lipsi din niciun sistem de alimentare cu apă.
Apele preluate din surse naturale sunt tratate în instalații speciale de corectare a caracteristicilor calitative ale apei, pentru a corespunde scopurilor în care sunt utilizate.
Între captare și instalațiile de tratare, apa este transportată prin aducțiuni sau apeducte, care sunt constituite din conducte și canale.
Consumul de apă din clădiri este variabil în timp, iar pentru compensarea zilnică a debitelor de consum cu cele de alimentare, se prevăd rezervoare în care se înmagazinează o anumită cantitate de apă.
Rezervoarele pot fi comune, pentru stocarea rezervelor de apă necesare consumului menajer, tehnologic și pentru combaterea incendiilor, sau, uneori, numai pentru unele dintre acestea. Dacă relieful permite, rezervoarele de înmagazinare se pot amplasa la înălțime (castele de apă), pentru a asigura astfel și presiunea în rețeaua de distribuție. Rezervoarele sunt obligatorii în orice schemă de alimentare cu apă.
În sistemul de alimentare cu apă, stațiile de pompare se prevăd ori de câte ori este necesar; de exemplu: între captare și stația de tratare a apei, dacă aceasta din urmă este amplasată la o cotă mai ridicată decât captarea; în rețeaua de distribuție etc. Stațiile de pompare pot fi cuplate cu rezervoarele de acumulare a apei.
În centrele populate sau industriale, alimentarea cu apă este realizată printr-o rețea compusă din conducte magistrale (artere) și conducte de serviciu (conducte publice), la care sunt racordate branșamentele consumatorilor.
Regimul de presiune al apei din conductele magistrale (stabilit în funcție de înățimile clădirilor, de lungimea rețelei, de debitele și presiunile necesare la consumatori) este asigurat de stațiile de pompare orășenești, care funcționează interconectate în sistem.
Pentru alimentarea cu apă a consumatorilor din clădirile de locuit, social-culturale și unele unități industriale, se prevăd stații de repompare a apei (stații de hidrofor, grupuri de pompe cu turație variabilă, pompe cuplate cu rezervoare de înălțime etc.), racordate la conductele publice, prin conducte de branșament.
Schemele caracteristice pentru alimentarea cu apă a centrelor populate și a industriilor prezintă anumite particularități, ce depind de natura sursei de apă, relieful terenului, debitele, presiunile și calitățile apei necesare la consumatori, regimul de funcționare al consumatorilor etc.
În Fig.III.1.3. se prezintă o schemă generală de alimentare cu apă a unui centru populat, iar în Fig.III.1.2, a unităților industriale, în care, o parte din debitul total de apă este recirculat în sistem, după o tratare prealabilă.
Schemele generale de alimentare cu apă pot cuprinde toate elementele arătate sau numai o parte din acestea, în funcție de condițiile specifice locale sau rezultând din calcule tehnico-economice.
În cadrul unei scheme de alimentare cu apă trebuie realizată gruparea diferitelor elemente componente (captarea cu stația de tratare a apei; rezervoarele de înmagazinare a apei cu stația de pompare; stația de hidrofor cu punctul termic pentru prepararea apei calde de consum etc.), ceea ce conduce la economii de investiții și simplificarea exploatării instalațiilor.
Fig.III.1.3. Schemă generală de alimentare cu apă a unui centru populat
1 – râu; 2 – captare; 3 – aducțiune; 4 – stație de tratare a apei; 5 – stație de pompare apei; 6 – conductă magistrală (arteră); 7 – conductă de serviciu (conductă publică); 8 – rezervoare de acumulare a apei; 9 – stație de pompare a apei; 10 – rețea exterioară de distribuție a apei din ansamblu de clădiri; 11 – stație de reclorinare; 12 – conductă de branșament; 13 – consumatori casnici; 14 – consumator industrial.
III.1.2. Semne convenționale
Reprezentarea planurilor și schemelor de instalații sanitare se face utilizând semnele convenționale, conform STAS 185/1,6-89.
Principiile de elaborare a semnelor convenționale sunt următoarele:
simplitate, pentru memorarea ușoară;
reprezentarea cât mai reală a părții de instalație, prin semnul convențional;
corelarea cu diferite instalații, ținând seama de posibilitățile de reprezentare limitate.
În Fig.III.1.4. sunt prezentate principalele semne convenționale, utilizate pentru elaborarea planurilor și schemelor instalațiilor sanitare.
Fig.III.1.4. Principalele semne convenționale utilizate la reprezentatea instalațiilor sanitare
Fig.III.1.4. Principalele semne convenționale utilizate la reprezentatea instalațiilor sanitare (continuare)
III.2. Instalații interioare de alimentare cu apă rece și apă caldă pentru consum menajer
Instalațiile interioare de alimentare cu apă, atât rece cât și caldă, pentru consumul menajer, au rolul de a asigura alimentarea cu apă la debitul și presiunea necesară la consumator.
III.2.1. Criterii de alegere și exigențe funcționale ale instalațiilor de distribuție a apei în clădiri
Principalele criterii de clasificare luate în considerare la alegerea tipului de instalație interioară de alimentare cu apă sunt următoarele:
caracteristicile funcționale ale conductei publice: calitatea apei, debitul, presiunea și modul de furnizare a apei;
tipul consumatorilor: natura (construcții civile sau industriale), mărimea și variația consumului; regimul de furnizare cu apă, calitatea;
destinația și caracteristicile constructive ale clădirii: clădiri de locuit, social-culturale, spitale, săli de sport etc.
III.2.2. Exigențe funcționale privind instalațiile de distribuție a apei în clădiri
Multitudinea consumatorilor raportată la particularitățile locale ale fiecărui consumator în parte, duce la o varietate de soluții posibile privind realizarea instalațiilor de alimentare cu apă rece și apă caldă de consum, respectând în același timp principiile funcționale și exigențele de confort:
furnizarea apei la debitele necesare consumatorilor;
asigurarea continuității în funcționare continuă;
furnizarea apei la temperatura necesară pentru apa caldă;
evitarea deteriorării instalațiilor la coroziune și limitarea riscului de avarii funcționale;
diminuarea investiției și costurilor de exploatare, prin dimensionarea corectă a întregului ansamblu de instalații.
III.2.3. Structura instalațiilor de alimentare cu apă a unei clădiri
Schema de principiu a unei instalații de distribuție a apei pentru o clădire este prezentată în Fig.III.2.1.
Fig.III.2.1. Instalațiile de alimentare cu apă, direct sau funcționând sub presiunea apei din conducta publică
1 – conductă publică de alimentare cu apă; 2 – vană de concesie; 3 – căminul vanei de concesie; 4 – branșament; 5 – apometru; 6 – robinet de închidere; 7 – robinet de închidere cu descărcare; 8 – conductă distribuție apă rece; 9 – coloană apă rece; 10 – legătură apă rece la obiectul sanitar; 11 – robinet pe 10; 12 – robinet colțar pentru vas closet; 13, 14 – compensator de dilatare; 15 – conductă de alimentare cu apă rece a sursei de producere a apei calde.
Elementele componente ale instalației:
conducta principală de distribuție, care poate fi alimentată direct prin conducta de branșament (pentru consumatorii pentru care presiunea din rețea este suficientă), sau indirect prin intermediul unei instalații de ridicare a presiunii apei (pentru consumatorii pentru care presiunea din rețea nu este suficientă);
coloanele sau conductele verticale, alimentate cu apă din conducta principală de distribuție;
conductele de legatură, către racordurile obiectelor sanitare, alimentate din coloane la punctele de consum ale apei (robinetele de apă rece sau bateriile amestecătoare);
punctele de consum (lavoare, spălătoare de vase, căzi, etc.)
Pentru evitarea pericolului de îngheț, conductele de distribuție a apei reci se izolează.
În general, pentru a se evita consecințele neplăcute apărute în caz de avarii, în vederea izolării pe tronsoane a instalației, se montează:
vane de închidere pe fiecare ramificație principală a rețelei de distribuție;
la baza fiecărei coloane se montează robinete de închidere cu golire;
pe racordurile de la coloane la obiecte sanitare se prevăd robinete de închidere.
În timpul exploatării instalației, temperatura apei reci variază între anumite limite, fapt pentru care, în cazul conductelor din mase plastice (care au un coeficient de dilatare mai mare decât cel al oțelului), sunt prevăzute compensatoare (lire) de dilatație pentru preluarea dilatărilor
III.2.4. Criterii generale de clasificare, alcătuire și realizare a instalațiilor de distribuție a apei în clădiri
Instalațiile de alimentare cu apă a clădirilor cuprind ansamblul de conducte, armături, aparate și utilaje, destinate să asigure transportul și distribuția apei de la punctul de racord (branșament) la conducta publică sau la sursa proprie, până la ultimul consumator.
De regulă, pentru clădirile de locuit se adoptă rețele cu distribuție inferioară, unde conductele sunt amplasate în subsoluri sau în canale tehnice circulabile.
Contorizarea consumului de apă caldă și de apă rece se poate face în sistem colectiv pentru întreaga clădire, bloc, scară de bloc sau individual la fiecare apartament, la fiecare obiect sanitar sau grupuri de obiecte sanitare.
În cazul sistemului cu contorizare colectivă, apare o diferență față de sistemul paușal datorată pierderilor de apă rezultate din uzura morală a instalației pe tronsoanele comune, compensată de către asociația de locatari.
Numai contorizarea individuală poate conduce la diminuarea apreciabilă a consumului de apă, prin reducerea pierderilor și a risipei de apă.
III.2.5. Instalații de distribuție a apei în clădiri
Conducta de racord a instalațiilor interioare la conducta publică sau la sursele proprii este denumită conducta de branșament.
Pe conducta de branșament se montează instalația de contorizare în vederea înregistrării consumului de apă, compusă din apometru și armături anexe.
Branșamentul se amplasează în zona ce prezintă un consum maxim, în vederea obținerii unei soluții cât mai economice pentru rețeaua de distribuție a apei. Acesta se execută perpendicular pe frontul clădirilor, pentru a avea o lungime cât mai mică, iar străpungerea fundațiilor să se facă cât mai ușor.
După punctul de racord, pe această conductă, se montează o vană de concesie de la care se poate închide alimentarea cu apă a instalației interioare, în caz de necesitate – Fig.III.2.2.
Fig.III.2.2. Branșamentul unei instalații interioare la rețeaua externă de alimentare cu apă
1 – conductă de serviciu; 2 – branșament; 3 – vană de concesie; 4 – căminul vanei de de concesie; 5 – apometru; 6 – robinet de închidere; 7 – robinet de închidere și descărcare; 8 – conductă de ocolire; 9 – cămin pentru apometru; 10 – conductă principală de ditribuție; 11 – coloană pentru alimentare cu apă a punctelor de consum; 12 – canal tehnic; 13 – canal nevizitabil; 14 – clădire; 15 – limită de proprietate.
Fig.III.2.3. Cămin de apometru prefabricat din polietilenă de joasă densitate
Apometrul se montează pe o porțiune dreaptă de conductă de cel puțin 1 m în amonte și de 0,8 m în aval, deoarece imediat după o curbă, curentul de apă turbionar influențează funcționarea apometrului.
III.2.6. Criterii generale de clasificare și condiții de realizare a instalațiilor de alimentare cu apă în ansambluri de clădiri
Instalațiile de alimentare cu apă pentru consumatorii casnici sunt alcătuite din ansamblul de rețele exterioare, conducte de branșament și instalațiile interioare de distribuție a apei la consumator.
Acestea se pot clasifica după următoarele criterii:
După parametrii apei din conducta publică la punctul de racord
Instalațiile de distribuție a apei din clădiri pot fi racordate la conducte publice:
direct, când consumatorul funcționează sub presiunea apei din conducta publică, (Fig.III.2.1);
indirect, prin intermediul instalației de ridicare a presiunii apei (Fig.III.2.4), sau prin intermediul instalației de pompare cu rezervor de înălțime (Fig.III.2.5).
Fig.III.2.4. Instalațiile de alimentare cu apă funcționând prin intermediul unei instalații de hidrofor
1 – rezervor-tampon; 2 – pompă; 3 – recipient de hidrofor; 4 – compresor; 5 – apometru; 6 – ventil de reținere; 7 – ventil cu plutitor; 8 – ventil de siguranță; 9 – rețea publică; 10 – conductă de ocolire; 11 – conductă de aer comprimat.
Fig.III.2.5. Instalațiile de alimentare cu apă funcționând prin intermediul instalației de pompare cu rezervor de înălțime
1 – conductă publică; 2 – branșament; 3 – rezervor tampon deschis; 4 – distribuitor; 5 – robinet cu plutitor; 6 – conductă de aerisire; 7 – pompă; 8 – ventile de reținere; 9 – conductă de ocolire; 10 – coloană; 11 – conductă de legătură; 12 – consumator; 13 – conductă de alimentare; 14 – rezervor de înălțime; 15 – nivostat; 16 – circuit de comandă.
Rețelele cu distribuție directă la presiunea existentă în punctul de branșare se utilizează atunci când presiunea disponibilă în rețeaua publică asigură permanent funcționarea normală a tuturor punctelor de consum. Se realizează prin legarea directă la rețeaua publică, reprezentând soluția cea mai simplă și mai economică.
Rețelele prevăzute cu rezervor de înălțime se utilizează în cazul în care presiunea de serviciu (sarcina disponibilă) din rețeaua publică în punctul de racord este insuficientă pentru funcționarea normală a punctelor de consum.
Rezervoarele de înălțime sunt utilizate mai ales în cazul clădirilor industriale, sunt montate în partea cea mai înaltă a acestora și au rolul de a compensa valorile periodice de presiune și de debit.
Rețelele alimentate prin intermediul acumulatoarelor hidropneumatice (hidrofor) este soluția care a înlocuit complet alte scheme pentru asigurarea presiunii, mai ales în cazul ansamblurilor de clădiri. Se aplică atunci când sarcina hidrodinamică (presiunea de serviciu) din rețeaua publică este insuficientă (permanent sau perioade îndelungate), consumul de apă are variații foarte mari între consumul minim și cel maxim, iar construcția nu permite montarea unui rezervor la partea superioară.
Stația de hidrofor este amplasată în punctul termic, în cazul ansamblurilor de locuințe, dar se poate monta un hidrofor și în subsolul clădirilor individuale, care sunt racordate la o rețea publică care nu poate să asigure presiunea necesară.
Elementele componente ale hidroforului sunt următoarele:
un rezervor tampon, care are rolul de a împiedica aspirația apei direct din rețea, pentru a se evita crearea de depresiuni în rețeaua publică și transmiterea șocurilor provocate de pompă;
pompele, care aspiră apa din rezervorul tampon și o refulează în recipientul de hidrofor (care este un rezervor metalic, cilindric închis); apa intră în rezervor sub presiunea pompei, închizând la partea superioară o pernă de aer, care se comprimă până la atingerea presiunii maxime necesare utilizatorilor. Atunci când s-a atins această presiune, pompa se oprește. Prin consumarea apei la obiectele sanitare, perna de aer se deschide până la o presiune minimă, care determină intrarea în funcțiune a pompei și ciclul se repetă. Pornirea și oprirea pompelor este automatizată.
După scopul întrebuințării apei, instalațiile interioare pot fi pentru:
consum menajer;
industrial;
stingerea incendiilor: instalații cu hidrant, cu sprinklere, drencere.
După numărul de rețele de distribuție
o singură rețea pentru satisfacerea tuturor nevoilor de consum al apei (menajer, industrial, incendiu);
rețele comune doar pentru anumite consumuri (rețea comună pentru consumul menajer și pentru incendiu, rețea comună pentru consumul tehnologic și pentru incendiu);
rețele separate pentru fiecare tip de instalație.
După forma rețelei de distribuție, instalațiile interioare sunt:
ramificate;
inelare;
mixte.
La rețele ramificate, Fig.III.2.6.a, coloanele sunt alimentate din conducta principală de distribuție prin intermediul ramificațiilor. Acestea prezintă avantajul unei investiții reduse, dar și dezavantajul neîntreruperii funcționării tuturor coloanelor situate dincolo de porțiunea avariată a conductei de distribuție în cazul apariției unui defect.
La rețelele inelare, Fig.III.2.6.b, coloanele sunt alimentate prin intermediul unei conducte principale de distribuție, realizată în inel închis. Sunt utilizate atunci când nu se admite întreruperea alimentării cu apă a consumatorilor, în toate situațiile în care normele de protecție contra incendiilor impun acestă condiție, precum și în cazul utilizării în comun a rețelelor de distribuție pentru incendiu și alte necesități.
Rețelele mixte sunt cele mai economice și mai sigure soluții de alimentare cu apă rece a instalațiilor interioare
a) b)
Fig.III.2.6. Forme ale rețelei de alimentare cu apă: a) ramificate; b) inelare
1 – rezervoare de înmagazinare a apei; 2 – arteră; 3 – conductă publică sau de serviciu; 4 – ramuri; 5 – robinet de ramură.
După poziția de montare în clădire a conductelor principale de distribuție, acestea pot fi cu distribuție:
inferioară;
superioară, având conductele montate sub planșee, pe grinzi, stâlpi etc.;
mixtă, parțial inferioară, parțial superioară.
Rețelele de distribuție inferioară, Fig.III.2.7, asigură alimentarea coloanelor prin partea de jos, conductele de distribuție fiind montate la partea inferioară a clădirii (în subsol, în canale tehnice sau sub pardoseală).
Aceasta este distribuția cea mai des întâlnită, în special în cazul clădirilor cu acoperiș terasă, deoarece se caracterizează prin execuție ușoară, este ferită de îngheț și necesită un grad redus de izolare termică; în caz de avarie nu inundă clădirea, este estetică și necesită un consum redus de materiale.
Fig.III.2.7. Schema instalației de alimentare cu apă rece cu distribuție inferioară și stație proprie de ridicare a presiunii
1 – rețea exterioară de alimentare cu apă rece a ansamblului de clădiri; 2 – conductă de racord; 3 – contor; 4 – robinet cu contor; 5 – rezervor tampon; 6 – conductă de aspirație a pompelor; 7 – pompă; 8 – conductă de refulare a pompelor; 9 – conductă de ocolire; 10 – recipient pneumatic; 11 – conductă de legătură între recipiente hidropneumatice și conducta de distribuție; 12 – conductă de distribuție inferioară; 13 – coloană; 14 – conductă de legătură la coloană; 15 – armătura de închidere pe conducta de legătură; 16 – robinet de golire pe coloană.
Rețelele cu distribuție superioară, Fig.III.2.8, asigură alimentarea coloanelor prin conductele de distribuție montate la partea superioară a clădirilor.
Fig.III.2.8. Schema unei instalații interioare de alimentare cu apă rece, cu distribuție superioară
1 – rețea exterioră de alimentare a ansamblului de clădiri; 2 – conductă de racord; 3 – contor; 4 – robinet cu plutitor; 5 – rezervor tampon; 6 – conductă de aspirație a pompelor; 7 – conductă de refulare a pompelor; 8 – conductă de ocolire; 9 – pompă; 10 – coloană; 11 – conductă de legătură; 12 – robinet de închidere pe conducta de legatură; 13 – robinet cu plutitor; 14 – conductă de alimentare de rezervorul de înălțime; 15 – rezervor de înălțime.
Se utilizează la clădirile fără subsol sau fără posibilități de a executa canale tehnice și prezintă dezavantajul unei exploatări mai dificile: instalația se golește mai greu, prezintă pericolul de inundare a încăperilor și pericol de îngheț.
Rețelele cu distribuție mixtă se realizează prin montarea conductei principale la unul din etajele intermediare (etaje tehnice), în cazul clădirilor cu terasă și fără subsol.
După regimul de presiune a apei, instalațiile interioare pot fi cu:
o zonă de presiune (limitată la 6 bar);
două sau mai multe zone de presiune;
Rețelele cu o zonă de presiune – la care alimentarea tuturor punctelor de consum se realizează printr-o rețea unică, funcționând în limitele presiunii nominale ale armăturilor obiectelor sanitare (6 bar). Se adoptă atunci când presiunea disponibilă în rețeaua exterioară de apă potabilă asigură debitul și presiunea de utilizare la toți consumatorii.
Rețelele cu două sau mai multe zone de presiune (Fig.III.2.9) – impusă de condiția de a nu depăși presiunea maximă (6 bar) în fiecare zonă de presiune.
Fig.III.2.9. Schema de distribuție a apei pe mai multe zone de presiune
1 – zona 1 de presiune; 2 – zona 2 de presiune; 3 – zona 3 de presiune; 4 – consumatori alimentați din zona 1; 5 – consumatori alimentați din zona 2; 6 – consumatori alimentați din zona 3; 7 – grupuri de pompare; 8 – conductă apă rețea publică.
Soluția se aplică în cazul clădirilor înalte, precum și în situațiile în care presiunea rețelei publice nu poate asigura funcționarea normală decât pentru punctele de consum situate la nivelurile inferioare.
În cazul clădirilor înalte (hoteluri sau blocuri de locuințe etc.), la care înălțimea depășește înălțimea maximă corespunzătoare unei zone de presiune de 60 m col. H2O, se prevăd instalații de distribuție a apei pe două sau mai multe zone de presiune, folosind rezervoare de înălțime sau instalații de hidrofor.
Schemele de distribuție a apei pe mai multe zone de presiune cu rezervoare de înălțime se pot realiza în una din variantele prevăzute Fig.III.2.8.
Oricare din aceste scheme subliniază necesitatea prevederii unor etaje tehnice intermediare pentru montarea rezervoarelor și stațiilor de pompare, ceea ce implică cheltuieli de investiție și lucrări de construcție suplimentare, precum și o exploatare greoaie.
Distribuția apei pe mai multe zone de presiune folosind instalații de hidrofor, Fig.III.2.10, se recomandă a fi utilizată atunci când, la etajele inferioare sunt instalați marii consumatori de apă (spălătorii, dușuri etc.), iar presiunea de serviciu în conducta publică, în punctul de racord, poate asigura funcționarea normală a acestor consumatori.
Fig.III.2.10. Schema de distribuție a apei pe mai multe zone de presiune, folosind instalații de hidrofor
1 – conductă publică; 2 – branșament; 3 – apometru; 4 – conductă de ocolire; 5 – conductă principală de distribuție; 6 – coloană; 7 – robinet la punctul de consum; 8 – hidrant interior de incendiu; 9 – rezervor tampon deschis; 10 – conductă de aerisire; 11 – pompă; 12 – clapetă (ventil) de reținere; 13 – recipient de hidrofor; 14 – compresor de aer; 15 – motor electric; 16 – conductă de ocolire a stației de pompare cu hidrofor; 17 – coloană alimentare Zona 1; 18 – coloana alimentare Zona 2; R1 si R2 – robinete de sectorizare.
Pentru consumatorii de la etajele superioare, apa este distribuită prin intermediul stației de hidrofor.
Alimentarea cu apă a zonelor superioare se poate face, după caz, printr-una din coloanele hidranților interiori de incendiu.
Dacă presiunea în conducta publică scade, în anumite perioade, se pot alimenta toate etajele clădirii de la hidrofor, prin deschiderea robinetelor R1 și R2.
După temperatura apei, instalațiile interioare sunt pentru:
apă rece;
apă caldă de consum.
III.2.7. Soluții constructive și scheme ale instalațiilor interioare de alimentare cu apă rece și caldă pentru consum menajer
Utilizarea comună a semnelor convenționale pentru diferite tipuri de instalații elimină confuzii, ce pot surveni atât pe planuri cât și în scheme.
III.2.7.1. Rețele interioare de alimentare cu apă rece și cu apă caldă de consum, în sistem cu contorizare colectivă
Elementele componente ale sistemului de distribuție a apei reci și calde de consum sunt următoarele, conform schemei din Fig.III.2.11:
conducte de distribuție – în funcție de condițiile constructive ale clădirii, distribuție inferioară/superioară.
Pentru clădirile de locuit, contorizarea consumurilor de apă rece și caldă, se poate realiza pentru întreaga clădire. Această soluție este rareori utilizată deoarece se urmărește individualizarea consumurilor.
Fig.III.2.11. Schema unei instalații interioare de alimentare cu apă rece și caldă în sistem de contorizare colectivă
1 – rețea exterioră de alimentare cu apă rece; 2 – rețea exterioră de alimentare cu apă caldă, 3 – conductă de racord pentru apă rece; 4 – conductă de racord pentru apă caldă; 5 – cămin de racord; 6 – contor distribuție pentru apă rece; 7 – contor distribuție pentru apă caldă; 8 – conductă de distribuție pentru apă rece; 9 – conductă de distribuție pentru apă caldă; 10 – coloană de apă rece; 11 – coloană de apă caldă; 12 – baterie de spălător; 13 – robinet colțar de closet; 14 – baterie de baie; 15 – baterie de lavoar.
coloane – conductele verticale ce distribuie apa de la conductele de distribuție către conductele de legătură;
conducte de legătură la punctele de consum (robinetele de apă rece și caldă sau bateriile amestecătoare ).
Conductele instalației interioare de distribuție a apei reci pentru consum menajer se execută cu țevi din oțel zincate sau cu țevi din materiale plastice (polietilenă de înaltă densitate, polipropilenă), care sunt rezistente la presiunea de regim de 6 bar și la temperaturile uzuale ale apei reci (10…15 °C).
Conductele rețelei de alimentare cu apă caldă de consum se execută cu țevi din oțel zincate sau polietilenă și polipropilenă, de asemenea rezistente la presiunea de regim de 6 bar și la temperaturile uzuale ale apei calde de consum (55…60 °C).
III.2.7.2. Rețele interioare de alimentare cu apă rece și apă caldă de consum, în sistem cu contorizare individuală (pe apartament)
Contorizarea individuală se utilizează pentru alimentarea cu apă rece și cu apă caldă de consum a apartamentelor fiecărui nivel și se realizează prin coloane principale (Fig.III.2.12), amplasate în zona casei scării. La fiecare nivel se prevăd nișe special amenajate sau casete prefabricate, în care se amplasează contoarele de apă rece, respectiv de apă caldă de consum, aferente fiecărui apartament. În detaliul din Fig.III.2.12 se observă contoarele de apartament pentru apă rece și caldă -11 și 12.
Fig.III.2.12. Schema unei instalații interioare de alimentare cu apă rece și caldă în sistem cu contorizare individuală (pe apartament)
1 – rețea exterioară de alimentare cu apă rece; 2 – rețea exterioră de alimentare cu apă caldă, 3 – conductă de racord pentru apă rece; 4 – conductă de racord pentru apă caldă; 5 – cămin de racord; 6 – contor distribuție pentru apă caldă; 7 – contor distribuție pentru apă rece; 8 – conductă de distribuție apă caldă; 9 – coloană de apă rece; 10 – coloană de apă caldă; 11 – contor de apartament pentru apă rece; 12 – contor de apartament pentru apă caldă; 13 – conductă orizontală de legătură pe apartament la armăturile obiectelor sanitare pentru apă rece; 14 – conductă orizontală de legătură pe apartament la armăturile obiectelor sanitare pentru apă caldă; 15 – baterie de spălător; 16 – robinet colțar pentru rezervor de closet; 17 – baterie de baie; 18 – baterie de lavoar; 19 – robinet bideu; 20 – conductă de distribuție apă rece.
III.2.7.3. Reabilitarea și modernizarea instalațiilor interioare de alimentare cu apă rece și caldă de consum
Reabilitarea și modernizarea instalațiilor interioare de alimentare cu apă rece și caldă de consum reprezintă măsurile tehnice și organizatorice care au următorul scop:
Reabilitarea: readucerea instalațiilor la parametrii de funcționare inițiali de proiectare;
Modernizarea: adoptarea unor soluții noi de rețele de distribuție, cu contorizare individuală a consumurilor de apă rece și caldă și cu folosirea unor materiale și echipamente cu performanțe tehnice ridicate.
Prin auditul energetic al clădirilor se dispun soluții pentru creșterea eficienței energetice a instalațiilor, ceea ce presupune modernizarea instalațiilor de alimentare cu apă caldă de consum sau reabilitarea termică a acestor instalații. Odată cu modernizarea va creșterea fiabilitatea instalațiilor, dar și reducerea pierderilor și a risipei de apă și creșterea gradului de confort igienico-sanitar în folosirea apei reci și calde pentru consum menajer.
Principalele măsuri pentru creșterea eficienței energetice a instalațiilor de alimentare cu apă caldă de consum sunt: utilizarea armăturilor eficiente, creșterea protecției termice a conductelor de transport și distribuție, contorizarea consumului de apă, asigurarea recirculării apei calde, creșterea randamentului de producere a apei calde și educarea consumatorului pentru reducerea pierderilor de apă. Toate acestea sunt reglementări care se dispun prin întocmirea auditului energetic și certificatului energetic al clădirilor și al instalațiilor aferente, respectiv al instalațiilor de alimentare cu apă caldă de consum, MC 001/1,2-2006.
Sunt realizate apoi studii de prefezabilitate și fezabilitate care evidențieză costurile, susținerea financiară și rentabilitatea, apoi se întocmesc proiecte tehnice și detalii de execuție aferente acestor lucrări.
III.2.7.4. Implicațiile schimbării destinației clădirii asupra instalațiilor interioare de alimentare cu apă rece și apă caldă de consum
Modificarea funcționalității unei clădiri sau doar a unei părți din aceasta, conduce la modificarea parțială sau chiar totală a configurației geometrice, a parametrilor funcționali, precum și ai instalațiilor.
În acest caz, se impune redimensionarea întregii instalații și determinarea debitelor și presiunilor necesare în vederea asigurării funcționării optime în deplină siguranță pe durata exploatării, pentru noua destinație a clădirii.
Expertiza tehnică este cea care permite modificările instalațiilor în vederea modernizării lor și se realizează în conformitate cu Legea nr. 10/1995 privind calitatea construcțiilor de experți tehnici atestați, conform legislației în vigoare. Etapele premergătoare modificării funcționalității unei clădiri sunt obținerea avizelor, acordurilor și autorizației de construire.
III.3. Materiale și echipamente specifice instalațiilor interioare de alimentare cu apă rece și apă caldă de consum
III.3.1. Țevi și fitinguri metalice
Țevi și fitinguri din oțel zincat
Se folosesc țevi din oțel zincat, pentru instalații sudate longitudinal, (STAS 7656-90, Tab.III.3.1.), filetate sau nefiletate (netede). Se execută în seria grea (G), medie (M) și ușoară (U).
Tab.III.3.1. Țevile din seria M și U, utilizate curent în instalațiile sanitare (STAS 7656-90)
Tab.III.3.2. Țevile din seria G sudate longitudinal, utilizate în instalațiile sanitare (STAS 7656-90)
Țevile din seria grea G și M se produc cu diametrul nominal de la 10 la 150 mm, iar cele din seria U de la 10 la 100 mm.
În Tab.III.3.1. sunt prezentate țevile din seria M și U, utilizate curent în instalațiile sanitare. În cazul în care sunt necesare țevi cu diametrul mai mare de 150 mm, se pot utiliza țevi din oțel din seria G, pentru construcții, sudate longitudinal, prezentate în Tab.III.3.2.
Fitinguri zincate, din fontă maleabilă, pentru îmbinarea țevilor din oțel zincate
Fig.III.3.1. Fitinguri zincate (https://www.prestcom-instal.ro)
Aceste fitinguri (Fig.III.3.1) sunt standardizate din punct de vedere tipo- dimensional (STAS 472…486-84) și se folosesc pentru racordarea (îmbinarea) tronsoanelor de conducte cu același diametru sau de diametre diferite, a coloanelor la conductele rețelei principale de distribuție, a derivațiilor la coloane, precum și a robinetelor și bateriilor amestecătoare la derivații și la obiectele sanitare.
Țevi și fitinguri din inox
Fig.III.3.2. Țevi din inox
Tab.III.3.3. Gama de dimensiuni – țevi inox
Fig.III.3.3. Fitinguri din inox
Se folosesc fitinguri din inox cu îmbinare prin presare la rece în jurul unei garnituri din EPDM, utilizând o mașină de presare electro-hidraulică – Fig.III.3.3.
Țevi și fitinguri din cupru
Fig.III.3.4. Țevi și fitinguri din cupru
Țevile și fitingurile din cupru, Fig.III.3.4, sunt descrise pe larg in Capitolul II – Instalații de încălzire.
III.3.2. Țevi și fitinguri din mase plastice
Țevi și fitinguri din polietilenă înaltă densitate – PE-HD
Polietilena (PE) este o poliolefină din grupul termoplastelor obținută prin polimerizarea etilenei, deci se poate îmbina cu ușurință prin sudare. Este simbolizată prin PE-HD (polietilenă de înaltă densitate- Fig.III.3.5.) și PE-MD (polietilenă de medie densitate). Se clasifică în raport cu densitatea materialului, care depășește 0,93 g/cm3. Datorită slabei rezistențe la căldură, polietilena nu poate fi utilizată la instalații de apă caldă. În prezent instalațiile în care polietilena este utilizată cu precădere sunt rețelele urbane de alimentare cu apă, gaz și rețelele de evacuare a apelor uzate menajere. Metoda adecvată de asamblare, impusă prin însăși structura materialului, este sudura. Printre procedeele uzuale de îmbinare se menționează electrofuziunea și termofuziunea sau sudura cap la cap.
Se fabrică cu diametre exterioare cuprinse între 20 și 630 mm, pentru presiuni de 4, 6, 10 sau 16 bar; în Tab.III.3.4 și Tab.III.3.5 se prezintă extrase pentru țevi cu diametre între 20 și 125 mm, rezistente la presiunea de 6 și 10 bar. Se fabrică, de asemenea, întreaga gamă de fitinguri. Țevile și fitingurile se îmbină între ele prin mai multe procedee: sudură (termofuziune), cu flanșe, cu fitinguri de etanșare prin compresiune.
Fig.III.3.5. Țevi și fitinguri din polietilenă înaltă densitate (http://www.metalbac.ro/)
Tab.III.3.4.Țevi din polietilenă PE 80, PN 6 bar (DIN 8074)
Tabelul III.3.5. Țevi din polietilenă PE 80, PN 10 bar (DIN 8074)
Țevi și fitinguri din policlorură de vinil neplastifiată (PVC)
Policlorura de vinil (PVC) este un material sintetic din grupul termoplastelor amorfe, obținut prin polimerizarea clorurii de vinil. Este cel mai vechi material plastic și cel mai răspândit, fiind utilizat în numeroase domenii industriale pentru produse de uz curent. Este ușor de lipit, sudabil și poate fi modelat la cald în mod repetat. Policlorura de vinil neplastifiată (PVC-U) este utilizată, în special, pentru realizarea sistemelor de conducte pentru instalații de alimentare cu apă potabilă și pentru canalizarea apelor reziduale.
Policlorura de vinil clorurat (PVC-C) este un material termoplastic cu structură amorfă, pornind de la clorura de vinil. Datorită adaosului de stabilizatori, poate acoperi un larg domeniu de utilizare (instalații de apă rece și caldă, încălzire, industriale, solare). Tuburile realizate din acest material nu se îmbină prin sudare, ci prin lipire și nu sunt flexibile.
Țevile din policlorură de vinil clorurat au cel mai mic coeficient de dilatare termică și oferă posibilitatea realizării de instalații sanitare, încălzire și industriale. Gama de dimensiuni este cuprinsă între 16 și 110 mm, temperatura maximă de serviciu 90 °C și clasa de presiune PN25.
Deoarece rugozitatea peretelui interior are o valoare mică, se înregistrează pierderi de sarcină specifice foarte reduse.
Îmbinarea se realizează prin lipire la rece cu adeziv fără a utiliza scule și dispozitive speciale.
Tuburile de legătură se compun dintr-un tub interior din PER, dintr-o țeavă de aluminiu și o cămașă groasă din PE-HD. Sunt ușor de îndoit și permit racordarea la o instalație existentă din oțel sau cupru.
Fig.III.3.6. Țevi și fitinguri din policlorură de vinil (www.ro.all.biz; http://www.abwplastics.co.uk)
În Fig.III.3.6. sunt prezentate principalele fitinguri din PVC care se execută ca și conductele cu care se îmbină.
Tabelul III.3.6. Țevi din policlorură de vinil neplastifiat PVC 60, PN 6 bar (DIN 6675)
Tabelul III.3.7. Țevi din policlorură de vinil neplastifiat PVC 60, PN 10 bar (DIN 6675)
Se execută (conform STAS 8675/2) pentru presiunea de regim de 6 și 10 bar, în două variante constructive: simple și cele ale conductelor cu care se îmbină. În Tab.III.3.6 și Tab.III.3.7, se prezintă un extras pentru țevi cu diametre 20 și 125 mm, rezistente la presiunea de 6 și 10 bar.
Țevile și fitingurile din polietilenă reticulată
Din această categorie fac parte țevile din (PER/VPE/PEX) și din polietilenă reticulată peroxidic (PEX-a) și fitingurile aferente acestora.
Țevile din PEX-a, Fig.III.3.7, sunt cele mai flexibile dintre toate tipurile de țevi. Sunt utilizate de peste 50 de ani, timp în care nu au fost semnalate probleme majore, fiind un bun indicator de fiabilitate. Totuși, există două dezavantaje pentru acest material: nivelul ridicat de chimicale emise și prețul ridicat (de 2…3 ori mai mare) țevilor din PEX-b sau PEX-c.
Fig.III.3.7. Țevi din PEX și PEX-a
Țevile și fitingurile PPR
Țevile și fitingurile din PPR (polypropylene random copolymer), Fig.III.3.8, sunt utilizate în instalațiile sanitare interioare de apă rece, apă caldă și încălzire centrală. Sunt caracterizate printr-o bună rezistență și o temperatură maximă de operare de 95 °C.
Fig.III.3.8. Țevi și fitinguri din PPR
Țevile din polietilenă reticulată și aluminiu (PEX-AL)
Țevile și fitingurile din PEX-AL, Fig.III.3.9, sunt descrise în Capitolul II.5.2.6, Țevi și fitinguri din mase plastice.
Fig. III.3.9. Țevi și fitinguri din PEX-AL
III.3.3. Armături de închidere și reglare pentru instalații sanitare interioare.
Robinete
Robinete cu ventil sferic;
Robinete cu ventil înclinat;
Robinete cu ventil drept;
Robinete cu sertar pană;
Robinete de reținere.
sunt descrise pe larg in Capitolul II.5.2.6.2, Armături de închidere și reglare pentru instalații de încălzire interioare.
Robinete de colț (Fig.III.3.10), specifice instalațiilor sanitare cu presiunea nominală Pn = 10 bar, se montează pe conducta de legătură de la coloană la rezervorul de apă pentru spălarea closetului.
Fig.III.3.10. Robinet de colț
Robinete cu ventil sferic și racord olandez (Fig.III.3.11), cu secțiune de trecere totală, pot fi: cu fluture de manevră; cu rozetă de manevră. Se execută din bronz (pentru montare pe țevi din oțel zincat, polietilenă sau PVC) sau din cupru (pentru montare pe țevi din cupru).
Fig.III.3.11. Robinet cu ventil sferic și racord olandez
Reductoarele de presiune pentru apă (Fig.III.3.12): au rolul de a reduce presiunea, prin efectul de laminare, la trecerea apei. Poziția clapetei este determinată de echilibrul dinamic dintre forța de presiune a apei și forța elastică a unui resort (arc), exercitate asupra unei membrane elastice. Pentru reglarea presiunii din aval se acționează un șurub de reglare care modifică forța elastică a resortului.
Fig.III.3.12. Reductor de presiune (www.romstal.ro; www.bizoo.ro)
Contoare de apă (apometre)
Pentru cunoașterea consumului de apă, a nivelului de temperatură și a regimului de presiune, se utilizează aparate pentru măsurarea și/sau înregistrarea valorilor parametrilor respectivi.
Se clasifică, după principiul de funcționare, în apometre:
de viteză, care înregistrează consumul de apă, fie prin acționarea unei roți cu palete sau elice (apometre cu turbină), care transmit mișcarea unui mecanism integrator de înregistrare a debitului, fie prin măsurarea diferenței de presiune la trecerea apei printr-o diafragmă (apometru diferențial);
volumetrice, care înregistrează cantitatea de apă prin umplerea și golirea succesivă a unor compartimente cu volum determinat.
După modul de admisie a apei, apometrele cu turbină pot fi:
cu admisie tangențială, direcția de curgere a apei fiind perpendiculară pe axul turbinei;
cu admisie axială, direcția de curgere a apei fiind paralelă cu axul turbinei;
combinate, având montate, în serie sau paralel, ambele turbine menționate; aceste apometre se folosesc în instalații cu diferențe mari între consumul maxim și cel minim de apă.
După modul de montare al cadranului, pentru citirea consumului se disting apometre cu cadranul:
uscat, montat într-o casetă separată de corpul apometrului;
înecat, cadranul fiind în contact cu apa și protejat de un geam care rezistă la presiunea apei.
Corpul apometrelor se execută din fontă, bronz sau oțel turnat, iar turbina din materiale plastice pentru apă rece (cu temperaturi până la +30 °C).
Fig.III.3.13. Apometre (www.instalatori.ro; www.calorserv.ro)
Principalele caracteristici ale apometrelor (Fig.III.3.13), de care trebuie ținut seamă, la alegerea și montarea lor în instalație, sunt următoarele:
diametrul nominal Dn [mm];
debitul nominal Vn [m3/h], căruia îi corespunde o pierdere de sarcină nominală [bar] sau [mm H2O];
debitele maxime Vmax, tranzitorii Vt și minime Vmin [m3/h];
debitul minim, numit și sensibilitatea apometrului, fiind debitul orar minim pe care apometrul îl înregistrează la presiunea maximă de lucru (de regulă, 16 bar);
pierderea de sarcină la trecerea apei prin apometru [bar] sau [mm H2O];
eroarea maximă admisă între Vmin și Vt, respectiv între Vt și Vmax; puritatea și temperatura apei ce trece prin apometru.
Contoarele de apă rece sau caldă se execută cu următoarele diametre nominale: Dn 20, 50, 65, 80, 100, 125, 150 și 200 mm.
Materiale termoizolante
Materialele folosite la instalațiile sanitare interioare sunt aceleași ca și în cazul instalațiilor de încălzire – izolarea sub formă de saltele și izolare sub formă de cochilii, segmenți, plăci semirigide. Prezentarea pe larg a materialelor termoizolante se regăsește în Capitolul II – Materiale termoizolante.
III.4. Obiecte sanitare, armături și accesorii
Fig.III.4.1. Obiecte sanitare amplasate într-o baie modernă (http://www.home-designing.com)
Obiectele sanitare: lavoare, căzi de baie, dușuri, closete, pisoare, bideuri, spălătoare pentru vase, chiuvete etc. sunt concepute pentru utilizarea apei în condiții practice și igienice (Fig.III.4.1).
Obiectele sanitare au devenit din ce în ce mai diversificate, diferite ca formă și culoare, executate din porțelan sanitar, sticlă, gresie, materiale plastice, poliester armat, polimetacrilat, tablă din oțel inoxidabil, fontă etc.
III.4.1. Prescripții privind alegerea și amplasarea obiectelor sanitare
La alegerea obiectelor sanitare trebuie să avem în vedere ca acestea să fie adaptate ca mărime și formă exploatării, să reziste la variația temperaturii din timpul funcționării, să fie fiabile, să reziste la acțiunile factorilor mecanico-chimici, să fie estetice, să permită o curățire ușoară și completă și să prezinte siguranță în exploatare (să nu se spargă, să nu prezinte pericol de tăiere sau rănire în folosință etc.).
În funcție de destinația lor, obiectele sanitare pot fi din punct de vedere constructiv:
clasice (cu dimensiuni standardizate) pentru echiparea clădirilor de locuit și a grupurilor sanitare din unele clădiri social-culturale și industriale;
speciale, pentru echiparea sălilor de operații din spitale, a creșelor, grădinițelor etc. sau pentru folosirea lor de către persoane cu handicap fizic.
Lavoare
Lavoarele (Fig.III.4.2 și Fig.III.4.3) se execută din porțelan sanitar, semiporțelan sanitar, sticlă, materiale compozite, cu sau fără spătar, respectând atât condițiile estetice, cât și cele igienico-sanitare, montate pe console, structuri metalice, integrate în mobilier, cu mascarea sau fără mascarea legăturilor, având dimensiuni conform Tab.III.4.1 (STAS 1540-89).
Fig.III.4.2. Lavoar din material compozit (www.menatwork.ro)
a) b)
Fig.III.4.3. Lavoar din porțelan: a) simplu; b) dublu (http://www.shutu.ro)
Tab.III.4.1. Lavoare din porțelan sau semiporțelan (STAS 1540-89)
Se execută și lavoare duble pentru hoteluri și chiar pentru locuințele cu confort ridicat, lavoarele pot fi încadrate în mobilier complet, care au atât rolul de mascare a sifonului și a robinetelor de închidere, cât și rolul de a cuprinde oglinda, dulapuri laterale, precum și elemente de fixare și mascare a corpurilor de iluminat.
Pentru creșterea gradului de igienă la grupurile sanitare din hoteluri cu 4 și 5 stele, se utilizează baterii cu senzori de deschidere prin apropierea mâinilor de baterie.
Căzi de baie
Căzile de baie se execută din fontă și tablă emailată, materiale plastice sau din sticlă cu dimensiunile adaptate conform Tab.III.4.2. Există o varietate de forme și dimensiuni (Fig.III.4.4), prevăzute cu rezemători pentru brațe (Fig.III.4.5.a), sau tetiere (Fig III.4.5.b) încorporate.
Fig.III.4.4. Cadă de baie (www.casasibiroul.ro)
Tab.III.4.2. Căzi de baie din fontă, emailate, pentru adulți (STAS 2757-86)
a) b)
Fig.III.4.5. Căzi de baie prevăzute cu: rezemători pentru brațe (a), tetiere (b)
Dimensiunile și chiar formele căzilor de baie sunt foarte diversificate, astfel încât este greu să se realizeze o standardizare.
În Fig.III.4.6, se prezintă o cadă de baie cu hidroterapie, prevăzută cu duze alimentate cu aer comprimat și circuit de recirculare a apei cu pompă. Se poate vorbi de un sistem care dispune de diverse facilități, precum încălzirea aerului ozonat, reglarea debitului de aer și de apă, variația intensității și orientarea jeturilor, iluminat și chiar sistem audio.
Fig.III.4.6. Căzi de baie cu hidromasaj (www.femei-moderne.com)
Căzile sunt echipate cu conducte de apă și de aer comprimat, realizate cu țevi din cupru sau PVC, montate cu pante corespunzătoare pentru asigurarea golirii complete a apei, după utilizare. De asemenea, prin poziția de montare se asigură golirea gravitațională a apei din corpul pompei de circulație.
Aceste căzi de baie se pot monta în clădiri de locuințe, hoteluri etc., iar în funcție de tipul și dimensiunile acestora, se montează pe suporți reglabili, pe elemente de construcții sau înglobate în acestea și dotate cu dispozitive de comandă și reglare.
Căzi și cabine de duș
Căzile de duș
Căzile de duș sunt realizate sub formă de cuve pătrate, de colț sau dreptunghiulare, având adâncimea redusă, de tip pătrat, conform Fig.III.4.7 și Tab.III.4.3. Căzile de duș pot fi cu cuvă de adâncime redusă, de formă pătrată, de colț, cu cuvă adâncită și cu scaun încorporat, cu fundul antiderapant și prevăzute cu orificiu de golire, realizate din tablă, porțelan sanitar, mase plastice și materiale de tip compozit.
Fig.III.4.7. Cadă de duș (www.stelianadesign.ro)
Tab.III.4.3. Căzi de duș
Cuvele de duș pot fi montate direct sau încastrate în pardoseală. Racordarea la instalațiile de canalizare se face prin intermediul unui sifon în formă de S sau a unui sifon de pardoseală de tip combinat.
Vase de closet și rezervoare de apă pentru spălarea vaselor de closet.
Vasele de closet se fabrică din porțelan sau semiporțelan sanitar, cu scaun, suspendate sau montate direct pe pardoseală, diferite ca formă, dimensiuni, sisteme de prindere, alimentare cu apă și racordare la rețeaua de canalizare, (Fig.III.4.9.), cu dimensiunile conform Tab.III.4.4.
Fig.III.4.9. Vas de closet și bideu montate pe perete. (http://www.jollycluj.ro)
Tab.III.4.4.Vase de closet din porțelan pentru adulți
Vasul de closet se poate prevedea cu capac care conține duș mobil perineal, generator de aer cald și sistem de încălzire a apei, precum și telecomandă, Fig.III.4.10. Funcționarea, reglarea temperaturii apei și a aerului, intensitatea și direcția jetului de apă, iar dispozitivul de spălare cu duș este reglabil. Acest capac poate fi adaptat la cea mai mare parte a vaselor de closet obișnuite.
Fig.III.4.10. Capac AQUACLEAN 5000 Geberit
Fig.III.4.11. Vas de closet cu mânere și înălțime variabilă (www.preturidelista.ro)
Fig.III.4.12. Rezervor de apă pentru vas de closet (www.arabesque.ro)
Rezervoarele de apă se fabrică din porțelan sau din mase plastice (Fig.III.4.12). Rezervoarele amplasate la înălțime sau la semiînălțime se racordează la vasele de closet printr-o conductă de spălare cu diametrul de 1 1/4" din material plastic, oțel inoxidabil, racordată la vas prin intermediul unei manșete din cauciuc, în formă de pâlnie.
Fig.III.4.13. Tehnologia de montare a unui rezervor la semiînălțime
Rezervorul fixat pe cadru metalic și cu montaj mascat (Fig.III.4.14) reprezintă o soluție utilizată frecvent care oferă estetică și funcționalitate. Vasul de closet este montat pe același cadru metalic, formând un sistem unitar împreună cu rezervorul de apă al acestuia.
Fig.III.4.14. Rezervor pentru vasul de closet îngropat – Geberit
Bideuri
Fig.III.4.15. Bideuri (http://www.jollycluj.ro/)
Bideurile (Fig.III.4.15, Fig.III.4.16) sunt fabricate din porțelan sanitar, având forme, dimensiuni, culori diverse.
Se produc două tipuri (STAS 2422): obișnuit, fără duș sau cu orificiu pentru duș ascendent direct pe pardoseală și bideuri suspendate, care se fixează pe pereții portanți sau pe suporți metalici încastrați.
Sunt utilizate pentru igiena intimă și sunt amplasate în camerele de baie din clădiri de locuit sau hoteluri. În foarte multe situații, bideul este înlocuit cu capacul vasului de closet, care conține duș mobil perineal, generator de aer cald și sistem de încălzire a apei, precum și telecomandă.
Fig.III.4.16. Bideuri din ceramică fără duș – dimensiuni
Pisoare
Fig.III.4.17. Tipuri de pisoare (http://www.prowest.ro)
Pisoarele (Fig.III.4.17) se execută din porțelan sanitar sau fontă emailată, într-o gamă largă de tipuri, forme și culori, suspendate sau direct pe pardoseală, dimensiunile sunt prezentate în Fig.III.4.18, utilizate în grupurile sanitare din clădiri social-culturale, administrative și industriale și în closetele publice.
Fig.III.4.18. Dimensiunile uzuale ale pisoarelor (www.neakaisa.ro)
Spălarea pisoarelor se realizează continuu sau intermitent prin intermediul unor robinete speciale de reglare sau acționare, pentru pisoare, respectiv prin intermediul unor sisteme electronice integrate, cu comandă automată prin fotocelule. Evacuarea la instalația de canalizare se realizează prin partea inferioară, gravitațional sau prin efect aspirant, prin sifonare.
Spălătoare de bucătărie
Fig.III.4.19. Spălător de bucătărie (http://www.homedit.com)
Se execută din fontă sau tablă emailată, tablă din oțel inoxidabil, porțelan sanitar sau materiale compozite, având diferite forme și dimensiuni (Fig.III.4.19). Pot fi sub formă de cuve adânci, cu unul sau cu mai multe compartimente, cu suport pentru uscarea vaselor (Fig.III.4.20).
Fig III.4.20. Spălător de bucătărie din inox
Se utilizează baterii amestecătoare, amplasate pe spălător sau amplasate direct pe elementele de construcție, așa cum este cazul spălătoarelor cu suport. Chiar dacă formele și dimensiunile spălătoarelor sunt diferite, se păstrează același diametru de 52 mm pentru racordul la sifonul de scurgere, respectiv aceeași distanță de 160 mm între axele găurilor pentru montarea robinetelor sau a bateriilor, ca și la lavoare.
Fig.III.4.21. Sifon simplu (a) și dublu (b) (ro.liv.si)
În funcție de numărul de cuve se folosesc sifoane simple sau duble (Fig.III.4.21) pentru evacuarea apei printr-un ventil de scurgere
Chiuvete
Sunt obiecte sanitare (Fig.III.4.22), utilizate în spații tehnice: garaje, ateliere, spălătorii, sau chiar în exteriorul clădirilor, iar pentru utilizarea în laboratoare se produc chiuvete din gresie ceramică antiacidă glazurate în interiorul cuvei.
Fig.III.4.22. Obiect sanitar tip chiuveta (www.renovat.ro)
Se execută din fontă emailată sau gresie ceramică, de diferite forme constructive: dreptunghiulară, semirotundă, de perete sau de colț, cu dimensiuni variabile, în funcție de destinație.
Armături pentru alimentarea cu apă a obiectelor sanitare
Robinete
Acestea sunt denumite și armături de serviciu pentru alimentarea cu apă a punctelor de consum, fiind executate din alamă (Fig.III.4.23).
Fig.III.4.23. Tipuri de robinete – Acționare cu mâner tip fluture: a) cu bilă și filet interior; b) cu bilă și filet interior-exterior; c) cu bilă și racord olandez; d) cu bilă și filet exterior e) golire cu sferă; f) colțar; Acționare cu rozetă: g) de trecere cu ventil; Acționare cu manetă: h) cu bilă și filet interior; i) dublu serviciu cu racord pentru furtun.
Tipurile uzuale de robinete de serviciu:
robinetul de serviciu simplu, cu montare la perete, cu curgere fixă cu jet liber sau pentru montare pe obiectele sanitare, cu curgere fixă, cu jet perlat (Fig.III.4.24);
Fig.III.4.24. Exemple de robinete simplu serviciu, cu temporizare hidraulică
robinetul de serviciu dublu, executat în două variante, pentru montare la perete, cu curgere fixă și cu racord pentru furtun de cauciuc (Fig.III.4.25) sau cu tub flexibil;
Fig.III.4.25. Robinet dublu serviciu – detalii
Fig.III.4.26. Exemple de robinete dublu serviciu
robinetul cu ventil, acționat cu plutitor (Fig.III.4.27) pentru rezervoarele de spălare a vaselor de closet.
Fig III.4.27. Robinet cu ventil, acționat cu plutitor pentru vasele de closet
1 – scaun de etanșare; 2 – supapă; 3 – ventil de spălare; 4 – preaplin; 5 – țeavă admisie apă în rezervor; A – admisie apă; B – ajustare înălțime; C – țeavă de umplere; E – element plutitor.
Plutitorul acționează robinetul, pe măsură ce nivelul de apă din rezervor se golește, și închide robinetul când apa atinge nivelul maxim pentru care s-a făcut reglarea.
Fig.III.4.28. Robinete cu temporizare cu fotocelule: a) robinet lavoar; b) robinet pisoar; c) robinet rezervor vas de closet
Variantele moderne de robinete sunt realizate cu temporizare hidraulică sau electronică. Temporizarea hidraulică este prestabilită în funcție de destinația armăturii, stabilindu-se timpul de curgere.
Variantele cu temporizare electronică sunt prevăzute cu armături cu ventile electromagnetice, acționate de la distanță de celule fotoelectrice de detecție cu raze infraroșii, integrate în corpul armăturii sau amplasate în zona de utilizare a obiectului sanitar respectiv. Se reglează timpul de curgere, realizându-se economii importante. În Fig.III.4.28 sunt ilustrate: robinet lavoar cu fotocelulă, robinet pisoar cu fotocelulă și robinet pentru rezervorul vasului de closet cu fotocelulă.
Baterii amestecătoare
Sunt armături care permit utilizarea apei cu o anumită temperatură, amestecarea apei reci cu apa caldă realizându-se la nivelul bateriei, executate din alamă nichelată sau cromată ori din fontă emailată, pot fi cu acționare manuală sau mecanizată, Fig.III.4.29.
Fig.III.4.29. Baterii amestecătoare (http://www.parkerul.info)
Tipurile principale de baterii produse:
baterii amestecătoare, cu ventil cu garnituri din cauciuc (STAS 8732), pot fi: – stative, pentru lavoare, spălătoare de vase, presiunea nominală Pn = 6 bar și diametrul nominal Dn = 15 mm.
baterii amestecătoare prevăzute cu discuri ceramice, permit închiderea/deschiderea progresivă a unor orificii calibrate, practicate în discuri (pastile) din materiale ceramice, suprapuse și acționate în planuri paralele prin rotire. Debitul armăturii variază între 0,17 și 0,87 l/s la deschideri între 30 și 85°.
Bateriile stative pentru lavoare sau spălătoare pot deține pentru montare, un singur orificiu pe obiectul sanitar, precum și un dispozitiv de închidere a ventilului de scurgere.
Bateriile amestecătoare cu monocomandă, permit reglarea debitului și a temperaturii printr-un organ unic de comandă cu posibilități de acționare pe două direcții (orizontală și verticală).
Bateriile pentru dușuri, permit obținerea instantanee a jetului, de asemenea și reglarea formei și intensității jetului, prin rotirea difuzorului în diferite poziții, având termostate integrate și selectoare de jet.
Accesorii pentru obiecte sanitare
Accesoriile obiectelor sanitare contribuie la dotarea spațiilor din încăperile de baie, cu rolul de a crește gradul de confort.
Cele mai uzuale accesorii sunt: console, etajere, săpuniere, port-prosoape, port-pahare, oglinzi, cuiere etc, diversificarea fiind dată de natura obiectului sanitar, model, materiale și dimensiuni, crescând atât estetica încăperii de baie, dar și utilitatea obiectului sanitar.
Materialele utilizate la realizarea accesoriilor sanitare sunt diverse: cristal, sticlă, porțelan sanitar, inox, lemn, materiale plastice sau compozite.
Fig.III.4.30. Tipuri de accesorii pentru obiecte sanitare – oglinzi, suporturi pentru prosoape și elemente de igienaă (www.decoratiuni-casa.com; www.visaria.ro)
Tot din categoria accesoriilor pentru baie, fac parte și uscătoarele port-prosop, utilizate și la încălzirea încăperii de baie.
În funcție de destinație, caracteristicile și gradul de confort al clădirilor, precum și de cerințele investitorilor, se realizează dotarea tehnică a incintelor, cu obiecte sanitare, armături și accesorii.
În Fig.III.4.30 sunt prezentate câteva tipuri de accesorii.
III.4.2. Stabilirea tipurilor și numărului obiectelor sanitare
Fig.III.4.31. Dotarea cu obiecte sanitare a unei băi (www.stylereport.ro)
Dotarea minimă cu obiecte sanitare (Fig.III.4.31) are următoarea componență pentru camere de baie și bucătării:
pentru camere de baie: lavoar, closet, cadă de baie sau duș și sifon de pardoseală;
bucătării: spălător de vase cu o cuvă sau mai multe.
Legea nr. 114/1996 – Legea Locuinței prevede dotarea minimă cu obiecte sanitare, precum și numărul minim de grupuri sanitare pentru apartamente, în funcție de numărul de camere și de suprafața locuibilă:
apartamente cu 1 cameră, cu suprafața minimă de 37 m2 și pentru apartamentele cu 2 camere, cu suprafața minimă de 52 m2, se prevede 1 cameră de baie;
apartamente cu 3 camere, cu suprafața locuibilă utilă de 66 m2, se prevede 1 cameră de baie și 1 grup sanitar suplimentar, dotat cu closet și lavoar;
apartamentele cu 4 camere, cu suprafața locuibilă minimă de 74 m2, se prevede 1 cameră de baie și 1 grup sanitar suplimentar, dotat cu duș, lavoar, closet și cu sifon de pardoseală;
la apartamentele cu 5 camere, cu suprafața de 87 m2, se prevăd 2 camere de baie;
în bucătăriile pentru apartamente, indiferent de numărul de camere, se prevede dotarea cu 1 spălător.
Se recomandă prevederea în camera de baie racorduri de apă rece și canalizare pentru mașina de spălat rufe, iar în bucătărie pentru mașina de spălat vase.
III.4.2.1. Condiții de amplasare a obiectelor sanitare
Amplasarea grupurilor sanitare și a punctelor de consum al apei se face astfel încât să fie asigurate accesul și folosirea lor ușoară, distanța maximă de parcurs fiind de 50 m, fără a depăși 3 m pe verticală. De regulă, grupurile sanitare se amplasează la fiecare nivel al clădirii.
Informații detaliate referitoare la amplasarea grupurilor sanitare și a obiectelor sanitare sunt prezentate pe larg în Manualul de instalații – Instalații sanitare și în Normativ I 9/2015.
III.4.3. Amplasarea obiectelor sanitare în planurile de arhitectură și în scheme
Obiectele sanitare sunt amplasate în planurile clădirii, respectând indicațiile normativului STAS 1504-85 –“Distanțe de amplasare a obiectelor sanitare, armăturilor și accesoriilor lor”, respectând distanțele minime pe orizontală între obiectele sanitare și elementele de construcții.
Obiectele sanitare se reprezintă în planuri și în scheme prin semne convenționale.
În Fig.III.4.32. sunt reprezentate modalități de amplasare a obiectelor sanitare în camerele de baie ale clădirilor de locuit.
Fig.III.4.32. Amplasarea obiectelor sanitare în clădirile de locuit
a) Cameră de baie cu nodul de conductă în spatele lavoarului; b) Cameră de baie cu nodul de conducte în afara camerei de baie; c) și d) Camere de baie cuplate; e) Cameră de baie cuplată cu camera de WC; f) Cuplarea a două camere de W.C.; g) Cuplarea a două camere de baie și a două camere de W.C.; h) Cuplarea unei camere de baie cu o bucătărie; i) Cuplarea a două bucătarii și a două camere de WC.
III.5. Instalații centrale pentru prepararea apei calde de consum
Instalațiile pentru prepararea apei calde de consum sunt constituite din elemente cu funcțiuni bine definite, fiecare contribuind la satisfacerea exigențelor consumatorilor.
Dintre acestea, funcțiunea principală o reprezintă prepararea, care implică sursa de energie – care se alege în funcție de combustibil: lichid, gaz, combustibil solid, energie electrică sau energie neconvențională, dispozitivul sau schimbătorul de căldură, care funcționează direct sau prin intermediul unui fluid intermediar pentru transferul căldurii, integrat în aparatul de preparare a apei calde și sistemul pentru acumularea apei calde produse (care poate fi cuplat cu aparatul de preparare sau independent de acesta).
III.5.1. Criterii de alegere a instalațiilor de preparare a apei calde menajere
În fața diversității de soluții posibile – cu avantajele și dezavantajele lor – pentru fundamentarea unei opțiuni, este necesară elucidarea preliminară a următoarelor aspecte determinante:
forma de energie utilizată – stabilirea soluțiilor pentru prepararea apei de consum trebuie să se facă în corelare cu soluția de încălzire care determină opțiunea energetică;
caracterul instalației – individual sau colectiv, local, local-centralizat sau centralizat; (caracterul instalației este determinat de natura folosinței și de particularitățile clădirilor deservite);
modul de preparare a apei calde – instantaneu, semi-instantaneu, cu semi-acumulare sau cu acumulare.
Consumul de apă caldă prezintă, în majoritatea cazurilor, variații importante în timp, solicitând, în perioadele de vârf, debite mari.
Un sistem instantaneu de preparare trebuie să aibă capacitatea de a încălzi apa în momentul utilizării, corespunzător debitului maxim de scurtă durată.
În consecință, sistemul necesită puteri instalate importante, care nu sunt utilizate integral decât în perioade foarte scurte de timp. Prin opoziție, un sistem cu acumulare realizează încălzirea continuă a apei care este păstrată la dispoziția utilizatorului, în unități de stocare, în scopul acoperirii volumului de apă necesar pe durata unui ciclu de funcționare.
Acumulatoarele de apă caldă constituie un tampon permanent, capabil să compenseze vârfurile de consum și să atenueze, în consecință, necesarul de putere instalată.
III.5.2. Exigențe funcționale privind prepararea și furnizarea apei calde
Temperatura de utilizare a apei calde se situează, de regulă, între 45 – 60 șC.
Prepararea și distribuția apei calde la 60ș C este justificată din acest punct de vedere, deoarece se asigură totdeauna, astfel, apa la temperatura necesară.
Furnizarea apei la o temperatură mai mare decât cea de utilizare favorizează, atât pierderi de apă, cât și de energie, în timpul reglajului temperaturii la bateriile amestecătoare.
Pierderile pot fi reduse prin furnizarea apei la o temperatură mai scăzută, prin folosirea unor armături cu reglaj fin și printr-o mai atentă manevrare a robineților de reglaj.
Prepararea apei la o temperatură mai scăzută – de circa 45 șC – prezintă avantajul reducerii pierderilor de căldură în instalațiile de apă caldă de consum (în cazul supraîncălzirii locale a apei calde cu agent termic furnizat de instalația de încălzire, aceste pierderi sunt transferate parțial instalației de încălzire).
III.5.3. Soluții constructive și scheme de instalații
Pentru dimensionarea optimă a instalației centrale pentru prepararea apei calde de consum se are în vedere următoarele elemente:
necesarul specific de apă caldă de consum;
debit;
durata efectivă a consumului [h];
destinația clădirii;
temperaturile minime și maxime admise;
sursa de căldură pentru prepararea agentului termic primar: apă caldă, apă fierbinte, apă încălzită într-un circuit solar, apă geotermală, agenți termici (apă caldă, abur sau condensat);
variația debitului furnizat de sursă (agent termic primar);
tipurile aparatelor pentru prepararea apei calde de consum.
Temperatura minimă necesară de utilizare a apei calde de consum este cuprinsă între 38 și 45 °C, iar temperatura maximă de 55….60 °C.
Se pot utiliza soluții diverse pentru prepararea apei calde menajere, respectiv prepararea locală, utilizând încălzitoare electrice, încălzitoare cu gaz sau prepararea centralizată cu acumulare sau fără acumulare.
III.5.3.1. Prepararea locală a apei calde de consum
Instalațiile locale pentru prepararea apei calde se utilizează în cazul clădirilor care nu dispun de instalații de încălzire centralizată, cum sunt: clădirile de locuit din mediul urban cu un număr mic de apartamente, clădirile din localitățile rurale, atelierele cu un număr mic de muncitori etc.
III.5.3.1.1. Încălzitoare electrice
Încălzitoarele electrice asigură încălzirea apei prin intermediul unor rezistențe electrice capsulate, încorporate într-un rezervor de acumulare sau în flux direct.
Puterea nominală este determinată de modul și capacitatea de preparare, fiind de ordinul a 100 – 120 W/l pentru încălzitoarele de tip instantaneu și respectiv de 10-12 W/l pentru cele de acumulare.
Încălzitoarele de tip instantaneu necesită puteri electrice mai mari, comparativ cu cele cu acumulare, ceea ce constituie un element restrictiv în utilizare.
Funcționarea aparatelor poate fi continuă sau intermitentă, controlată prin intermediul unui termostat.
Încălzitoarele electrice au o largă aplicabilitate și flexibilitate funcțională, deoarece energia electrică este disponibilă, indiferent de natura combustibilului folosit pentru încălzire.
a)b)
Fig.III.5.1. Încălzitoare electrice
1 – indicator de temperatură; 2 – buton de reglare a temperaturii; 3 – indicator luminos ON/OFF; 4 – conectare electrică; 5 – strat izolator; 6 – rezervor interior; 7 – carcasă exterioară; 8 – rezistență electrică; 9 – anod de magneziu; 10 – termostat; 11 – intrare apă rece; 12 – ieșire apă caldă.
În Fig.III.5.1 este prezentată schema unui boiler electric care se compune din rezervorul metalic izolat termic la exterior, rezistența electrică, anodul de magneziu, termostatul și racordul electric, inclusiv racordurile hidraulice de apă rece și apă caldă. Capacitățile de acumulare variază de la 4 litri la câteva sute de litri.
Fig.III.5.2. Traseul de apă caldă/rece către punctele de consum
1 – alimentare apă rece; 2 – preparator electric instant de apă caldă; 3 – lavoar; 4 – baterie amestecătoare; 5 – cadă de baie; 6 – baterie amestecătoare; 7 – apă rece; 8 – apă caldă; 9 – alimentare energie electrică.
Un încălzitor electric instantaneu modern este prezentat în Fig.III.5.2. Este un aparat care se produce într-o gamă de puteri nominale, diferențiate cu posibilitatea selectării treptelor de putere. La sarcina parțială se asigură un debit de 4-6 l/min, iar la sarcina totală se poate asigura un debit de 6-8 l/min. Aceste încălzitoare au dimensiuni reduse, sunt ușoare și pot fi instalate în orice încăpere de baie sau bucătărie. Racordarea electrică este facilă și funcționează automatizat, prin intermediul unui termostat care controlează temperatura apei.
III.5.3.1.2. Încălzitoare cu gaze
Încălzitoarele cu gaze, Fig.III.5.3, asigură încălzirea instantanee a debitului utilizat sau încălzirea unui volum de apă stocată, prin intermediul unor schimbătoare de căldură de suprafață, care realizează transferul energiei termice a produselor de combustie. În general, aparatele sunt concepute pentru a fi racordate la coș.
În funcție de puterea nominală a echipamentelor se disting:
încălzitoare instantanee pentru bucătării (cu putere utilă de 8-10 kW);
încălzitoare instantanee pentru băi (cu putere utilă de 15-30 kW);
-generatoare instantanee de capacitate mare (cu puteri cuprinse între 30–70 kW).
*Aparatele cu acumulare sunt concepute pentru a realiza încălzirea și menținerea temperaturii unor cantități de apă cuprinse între 75-200 litri, stocate în acumulatoare protejate termic.
*Raportul între volumul de stocare și puterea utilă determină tipul de încălzire a rezervei de apă.
*În funcție de timpul necesar pentru aducerea temperaturii la valoarea nominală, se deosebesc aparate cu încălzire normală, rapidă și ultrarapidă.
Fig.III.5.3. Încălzitoare cu gaz (http://www.eudis.ro, http://redchinchilla.org)
1 – alimentare apă rece; 2 – preparator instant de apă caldă pe gaz; 3 – lavoar; 4 – baterie amestecătoare; 5 – cadă de baie; 6 – baterie amestecătoare; 7 – apă rece; 8 – apă caldă; 9 – alimentare gaz.
Aparatele pentru încălzirea apei de consum folosind gazele naturale au la bază un schimbător de căldură gaze de ardere – apă , gazele de ardere provenind direct prin arderea gazelor naturale într-un arzător cu flacără liberă, prevăzut cu un ventil special care deschide automat admisia gazului la deschiderea robinetului de admisie a apei reci.
Ca și în cazul încălzitoarelor electrice se disting două categorii – încălzitoare instantanee și încălzitoare cu acumulare.
Un încălzitor instantaneu de apă, care utilizează atât gaze naturale, cât și gaze lichefiate, este reprezentat în Fig.III.5.3.
Acestea au debit variabil pentru gazele naturale, care se reglează în funcție de debitul de apă ce se consumă pentru a se putea asigura temperatura constantă a apei la utilizator.
Fig.III.5.4. Preparator apă caldă cu acumulare (www.calorserv.ro)
1 – intrare apă rece; 2 – ieșire apă caldă; 3 – intrare gaz; 4 – evacuare fum.
Încălzitoarele instantanee cu gaze pot alimenta mai multe puncte de consum, care nu au o simultaneitate mare de debite; în caz contrar, se recomandă folosirea unor aparate de preparare a apei calde, cu acumulare.
În Fig.III.5.4 este prezentat un încălzitor de apă caldă cu acumulare, folosind gaze naturale.
Evacuarea gazelor de ardere se face în următoarele moduri:
-la coșul existent al clădirii deservite;
-direct în exterior, aparatul fiind montat pe un perete exterior;
-în exterior, cu ajutorul unui ventilator silențios încorporat în aparat, care evacuează gazele de ardere, aparatul fiind montat lângă un perete exterior; aerul necesar arderii este aspirat din exterior.
III.5.3.2. Prepararea centralizată a apei calde de consum
Prepararea centralizată a apei calde se realizează în spații grupate în centrale termice sau puncte termice. Aceste aspecte sunt tratate pe larg în Capitolul II – Instalații de încălzire. Prepararea apei calde se realizează cu ajutorul schimbătoarelor de căldură, care pot fi:
cu acumulare de apă caldă;
fără acumulare de apă caldă, la care schimbul de căldură se face instantaneu.
Agentul termic cel mai utilizat este apa caldă de 95 – 75 șC, dar se mai utilizează și apa supraîncălzită cu t < 150 șC sau aburul de joasă presiune.
Fig.III.5.5. Prepararea apei calde menajere: a) cu acumulare; b) fără acumulare.
În cazul preparării apei calde menajere cu acumulare se utilizează boilere (Fig.III.5.5.a), iar în cazul preparării fără acumulare se folosesc schimbătoarele de căldură cu plăci și garnituri (Fig.III.5.5.b).
Principalele elemente ale instalației de apă caldă menajeră preparată central sunt prezentate în Fig.III.5.6.
Fig III.5.6. Elementele instalației de apă caldă menajeră preparată central
1 – conducta principală de distribuție; 2 – coloană; 3 – conductă de legatură; 4 – lavoar; 5 – cadă de baie; 6 – spălator simplu de bucătărie; 7 – baterie amestecătoare; 8 – robinet de închidere; 9 – robinet de închidere cu golire.
Instalația de apă caldă menajeră preparată centralizat folosește scheme de distribuție similare cu cele arătate la apă rece, traseul fiind, în general, comun (Fig.III.5.7).
Fig.III.5.7. Schema generală a instalației de apă caldă menajeră preparată centralizat
1 – boiler; 2 – centrală termică murală; 3 – spălător; 4 – pisoar; 5 – cadă de baie; 6 – baterie amestecătoare; 7 – lavoar; 8 – vas de closet; 9 – conductă apă caldă de consum; 10 – conductă apă rece; 11 – conductă recirculare apă caldă.
III.5.3.3. Instalații centrale de preparare a apei calde de consum, în sisteme cu acumulare
Prepararea apei calde menajere în regim cu acumulare se realizează atunci când consumul este neuniform în timp, dar nu numai în acestă situație. Echipamentul utilizat este boilerul – un rezervor cilindric orizontal sau vertical, prevăzut cu o serpentină prin care circulă agentul termic primar și care cedează căldura apei calde de consum care urmează a fi preparată. Boilerele se utilizează în cadrul clădirilor mici, al ansamblurilor de locuințe mici sau în cazul instalației cu regim de funcționare variat cu vârfuri de sarcină și este necesară asigurarea unei rezerve de apă caldă menajeră.
Agentul termic primar, apa caldă, este utilizat în centralele termice ale ansamblurilor de clădiri de locuit, iar în clădiri industriale se poate utiliza atât apă caldă, dar și apă fierbinte sau abur.
În cazul ansamblurilor de clădiri de locuit, boilerele se montează în centrala termică în apropierea cazanelor de încălzire centrală, pentru racordarea serpentinei acestora la circuitul agentului termic primar al cazanelor. Circulația agentului termic se realizează forțat cu pompe de circulație a agentului termic, care se numesc pompe pentru circutul de preparare a.c.m. Boilerele sunt în general verticale, dar se pot utiliza și boilere orizontale.
Mai multe amănunte referitoare la boilere, dar și la schimbătoarele de căldură pentru prepararea apei calde menajere se regăsesc în Capitolul II.5.2.5 – Schimbătoare de căldură, din secțiunea Instalații de încălzire.
În Fig.III.5.8 este prezentată schema unei centrale termice cu un cazan de încălzire central cu apă caldă și boiler pentru prepararea apei calde menajere. Se observă racordarea circuitului primar al boilerului la agentul termic apă caldă 90/70 °C, prin intermediul pompei de circulație a agentului termic, denumită și pompă de a.c.m , respectiv circuitul de recirculare a apei calde menajere prevăzut cu pompă de recirculare.
Fig.III.5.8. Schema funcțională cu un cazan, boiler pentru prepararea apei calde menajere și a agentului termic de încălzire (http://www.viessmann.ro/)
1 – cazan; 2 – boiler; 3 – serpentina boilerului; 3 – vas de expansiune închis; 5 – pompă de recirculare pe cazan; 6 – clapetă de sens; 7 – pompă de circulație agent termic pentru circuitul primar al boilerului; 8 –apă rece; 9 – apă caldă; 10 – obiecte sanitare consumatoare de acm; 11 – circuit recirculare acm; 12 – pompă de recirculare a apei calde menajere; 14 – tablou de automatizare; 13 – sonde de temperatură; 15 – circuit de încălzire; 16 – tur agent termic; 17 – retur agent termic.
Din punct de vedere funcțional, cazanul prepară apă caldă menajeră de la parametrii maximi 90/70 °C, pentru a se putea realiza concomitent și apă caldă menajeră, realizându-se o reglare calitativă pe circuitele de încălzire prin intermediul vanelor de amestec cu trei căi, care realizează un amestec dintre apa din turul cazanului și apa care se întoarce din corpurile de încălzire, proporția de amestec fiind dictată de sonda exterioară.
În perioada de vară, atunci când centrala termică asigură numai apă caldă menajeră, cazanul furnizează agent termic numai pentru boiler, la o putere mult mai mică decât puterea lui termică. Este recomandat să se utilizeze soluția cu două cazane cu puteri termice egale sau unul din cazane să aibă puterea termică egală cu cea necesară preparării apei calde menajere.
Sistemul de expansiune este alcătuit din vas de expansiune închis în membrană, care prezintă avantajul că nu necesită refacerea periodică a pernei de aer, iar spațiul ocupat este redus. Sistemul de siguranță este alcătuit din supape de siguranță cu arc performante și coeficient de scurgere ridicat.
Pentru un consumator cu sarcina termică mare (> 70 kW) încălzire și preparare apă caldă menajeră, se poate adopta varianta centralei termice cu două cazane, având schema din Fig.III.5.9.
Fig.III.5.9. Schema funcțională cu două cazane, boiler pentru prepararea apei calde menajere și a agentului termic de încălzire (http://www.viessmann.ro/)
1 – cazan; 2 – boiler; 3 – serpentina boilerului; 4 – vas de expansiune închis; 5 – pompă de recirculare pe cazan; 6 – clapetă de sens; 7 – pompă de circulație agent termic pentru circuitul primar al boilerului; 8 –apă rece; 9 – apă caldă; 10 – obiecte sanitare consumatoare de acm; 11 – circuit recirculare acm; 12 – pompă de recirculare a apei calde menajere; 13 – sonde de temperatură; 14 – tablou de automatizare pentru cazane; 15 – circuit de încălzire; 16 – tur agent termic; 17 – retur agent termic; 18 – vană cu servomotor; 19 – tablou de automatizare general.
Fig.III.5.10. Instalație pentru prepararea apei calde de consum cu schimbător de căldură și rezervor pentru acumularea apei calde (http://www.viessmann.ro/)
1 – schimbător de căldură în contracurent; 2 – rezervor de acumulare a apei calde de consum (fără serpentină); 3 – conductă de alimentare cu apă rece; 4 – apometru; 5 – robinet; 6 – conductă de distribuție a apei calde de consum; 7 – pompă de circulație a apei calde; 8 – clapetă de reținere; 9 – conductă de circulație a apei calde; 10 – conductă de ducere a apei calde pentru încălzire; 11 – conductă de întoarcere a apei calde pentru încălzire; 12 – termostat; 13 – releu electronic intermediar; 14 – ventil cu 3 căi, acționat de motor electric; 15 – termometru; 16 – supapă de siguranță; 17 – pompă de circulație a apei calde.
O altă soluție des utilizată pentru preparea apei calde menajre la consumatori mari este utilizarea schemei cu schimbător de căldură cu plăci și rezervor de acumulare care este prezentată în Fig.III.5.10.
III.5.3.4. Instalații centrale de preparare a apei calde de consum, în sisteme fără acumulare
Instalațiile centrale de preparare a apei calde de consum, fară acumulare, utilizează de regulă schimbătoare de căldură cu plăci și garnituri.
Fig.III.5.11. Instalație de preparare a apei calde de consum într-o treaptă, fără acumulare
1 – schimbător de căldură în contracurent; 2 – conductă de alimentare cu apă rece; 3 – conductă de distribuție a apei calde de consum ; 4 – conductă de ducere a apei fierbinți din conducta de termoficare; 5 – conductă de întoarcere a apei fierbinți din conducta de termoficare; 6 – ventil cu 3 căi, acționat de motor electric; 7 – releu electronic intermediar; 8 – termostat; 9 – ventil de siguranță ;10 – termometru; 11 – conductă de circulație a apei calde; 12 – pompă de circulație a apei calde; 13 – clapetă de reținere.
Cea mai utilizată schemă pentru preparea apei calde de consum în regim fără acumulare este prezentată în Fig.III.5.11.
În Fig.III.5.12. este prezentată schema funcțională pentru o centrală termică cu prepararea apei calde menajere cu schimbător de căldură cu plăci și rezervor de acumulare.
La schimbătoarele de căldură cu plăci, debitul de agent termic trebuie să aibă o valoare constantă, iar reglarea temperaturii apei calde menajere preparate se obține printr-un reglaj calitativ pe circuitul primar, cu ajutorul unei vane de amestec cu trei căi.
Un vas de acumulare (vas tampon) va fi utilizat pentru un volum mare de acumulare a apei calde menajere cu timpi de încărcare și de consum decalați – de exemplu consum de apă la ore de vârf sau sarcini de vârf pe timp scurt.
Regulatorul este de tip proporțional integrator adaptat pentru variații rapide, pentru selectarea programului de funcționare a apei calde menajere, a funcționării pompei de recirculare a apei calde menajere, a reglării temperaturii în rezervorul de acumulare.
Fig.III.5.12. Schema funcțională pentru o centrală termică cu prepararea apei calde menajere cu schimbător de căldură cu plăci și rezervor de acumulare (http://www.viessmann.ro/)
1 – cazan; 2 – schimbător de căldură cu plăci; 3 – rezervor de acumulare; 4 – pompă de circulație agent termic circuit primar schimbător de căldură; 5 – vană cu trei căi cu servomotor; 6 – pompă de circulație circuit secundar; 7 – circuit recirculare acm; 8 – tablou de automatizare; 9 – vas de expansiune; 10 – apă caldă menajeră; 11 – obiecte sanitare; 12 – pompă de recirculație a apei calde menajere; 13 – circuit de încălzire; 14 – tur agent termic; 15 – retur agent termic; 16 – sonde de temperatură.
III.5.3.5. Utilizarea energiilor neconvenționale pentru prepararea apei calde de consum
Ca și în cazul sistemelor de încălzire pentru prepararea apei calde de consum se utilizează aceleași tipuri de energii regenerative descrise în Capitolul II.3.1, respectiv
energia solară;
energia eoliană;
energia geotermală;
biomasa;
energia nucleară.
Cea mai utilizată este energia solară . În Capitolul II.3.4.1.2, Sisteme de încălzire cu panouri de captare, cu agent termic lichid, sunt descrise pe larg echipamentele utilizate respectiv II.3.4.1.2.1, Colectori solari plani și II.3.4.1.2.2, Colectori solari cu tuburi termice.
Schema de principiu a unei instalații de preparare a apei calde de consum cu panouri de captare a energiei solare (Fig.III.5.13) este în aceeași analogie cu schema instalației de încălzire cu panouri de captare a energiei solare – Fig.II.3.19 din Capitolul II – Instalații de încălzire.
Fig.III.5.13. Schema de principiu a unei instalații de preparare a apei calde cu panouri solare
1 – radiație solară; 2 – panouri de captare a energiei solare; 3 – conductă ducere (apă rece); 4 – conductă întoarcere (apă caldă); 5 – pompă de circulație; 6 – elemente de reglare; 7 – acumulator de căldură (boiler); 8 – schimbător de căldură (serpentină); 9 – racordul de apă rece, 10 – racordul de apă caldă.
Cea mai utilizată schemă este cea prezentată în Fig.II.3.20. Utilizarea combinată a cazanului clasic și a energiei solare pentru prepararea apei calde menajere.
Prepararea apei calde menajere utilizând pompele de căldură este prezentată pe larg în Capitolul II.3.6, Instalații de încălzire cu surse regenerabile. Încălzirea cu pompe de căldură. Sunt utilizate pompele de căldură apă-apă, sol-apă și aer-apă.
III.6. Instalații de distribuție a apei pentru combaterea incendiilor
Pentru asigurarea vieților omenești și bunurilor materiale împotriva pericolului focului, se iau o serie de măsuri de prevenire, limitare și combaterea a incendiilor.
Ansamblul de măsuri este reglementat prin “Norme generale de protecție împotriva incendiilor la proiectarea și realizarea construcțiilor și instalațiilor”.
Măsurile de prevenire și limitare se referă la modul în care trebuie proiectate clădirile pentru evitarea unui incendiu, iar în cazul în care acesta totuși, se produce, pagubele trebuie să fie cât mai mici.
Combaterea incendiilor este reglementată prin “Normativul privind securitatea la incendiu a construcțiilor, Partea a II-a – Instalații de stingere”, indicativ P118/2 – 2013.
Măsurile de pază contra incendiului se prevăd diferențiat, în funcție de comportarea la foc a materialelor din care sunt realizate principalele părți ale clădirii, de destinația acesteia și de procesul tehnologic care se desfășoară în incintă.
După felul armăturilor de serviciu cu care sunt echipate instalațiile de distribuție a apei pentru combaterea incendiilor, acestea pot fi: cu hidranți inferiori, cu sprinklere sau cu drencere.
Pentru determinarea tipurilor și numărului dispozitivelor de alimentare cu apă pentru combaterea incendiilor ce urmează a fi montate în clădiri, este necesar să se precizeze:
o condiție pentru încadrarea construcțiilor în grade de rezistență la foc;
categoria de pericol de incendiu;
Conform normativului pentru proiectarea și executarea construcțiilor, din punctul de vedere al prevenirii incendiilor, se menționează că:
gradul de rezistență la foc al unei construcții reprezintă capacitatea ei de a rezista la solicitările termice și mecanice produse în timpul și din cauza incendiului;
categoria de pericol de incendiu este criteriul după care se clasifică procesele tehnologice, încăperile, secțiile, clădirile sau instalațiile industriale.
Efectul de stingere a incendiilor se realizează prin acțiunea mecanică, fizică și chimică a diferiților agenți utilizați, concretizată în izolarea suprafeței incendiate, de oxigenul din aer și răcirea materialului care arde.
III.6.1. Agenți utilizați pentru stingerea incendiilor
Normativul P118/2 – 2013 prezintă principiile de proiectare și executare a instalațiilor de stingere a incendiilor la construcțiile civile și industriale. Principalii agenți utilizați la stingerea incendiilor sunt:
– apa – folosită în stare naturală sau imbunătățită chimic, prin adaos de detergenți sub formă de jet compact, jet dispersat sau jet pulverizat;
– gazele (CO2, gaze inerte, FK-5-1-12, HCFC, HFC, IG-01, IG-100, IG-55, IG-541);
– aerosolii;
– spuma;
– pulberile;
– aburul.
Utilizarea apei pentru combatera incendiilor se justifică prin aceea că sub formă de jet sau pulverizată în picături fine, în contact cu focul, aceasta absoarbe o mare cantitate de căldură prin evaporare, răcește corpurile care ard. Efectul de stingere este cu atât mai puternic, cu cât cantitatea de apă evaporată este mai mare.
Apa se utilizează sub formă de:
jet compact, pentru substanțe combustibile solide;
ploaie, pentru substanțe combustibile sub formă de fibre sau pulbere;
masă pulverizată (ceață), pentru substanțe combustibile lichide; vapori pentru substanțe combustibile grase.
Spuma chimică și spuma mecanică – obținută prin amestecul unor substanțe chimice, generatoare de apă și spumă, cu apă respectiv cu apă și aer în dispozitive speciale.
Spuma reprezintă principalul agent de stingere a incendiilor combustibile mai ușoare decât apa, fiind indicată pentru protecția rezervoarelor de lichide combustibile, a instalațiilor tehnologice etc.
Pentru spuma chimică se folosește praful unic, realizat dintr-un amestec de sulfat de aluminiu, bicarbonat de sodiu și stabilizatori, iar pentru spuma mecanică – spumogenul lichid sau praf – o substanță vâscoasă, de culoare roz – brună.
Spumele sunt constituite din bule de dimensiuni reduse, fiecare integrată unei membrane lichide care conține bioxid de carbon.
Ca agent de stingere acționează asupra arderii prin efectele de răcire și izolare.
*Bioxidul de carbon – sub formă de gaz sau zăpadă carbonică, obținută prin detenta gazului comprimat. Concentrația medie de dioxid de carbon care poate fi utilizat la stingerea incendiilor, la majoritatea substanțelor, este de 30-35%.
Efectul de stingere se realizează prin înăbușirea și răcirea focarului.
Bioxidul de carbon poate fi utilizat la stingerea oricărui incendiu, cu excepția incendiilor provocate de substanțe care ard în mediu inert.
Datorită faptului că nu deteriorează obiectele și materialele asupra cărora acționează, se recomandă folosirea lui pentru protecția instalațiilor sau utilajelor de mare valoare, a clădirilor care adăpostesc documente de importanță deosebită etc.
Aburul – sub formă de abur saturat sau supraîncălzit. Concentratia minimă a aburului, pentru asigurarea eficienței de stingere, este de 35% din volum.
Efectul de stingere se bazează pe reducerea volumului de aer din spațiul în care are loc arderea și, în consecință, micșorarea concentrației de oxigen sub limita necesară pentru întreținerea arderii.
Se folosește, în special, în înterprinderile industriale care dispun de instalații pentru producerea aburului tehnologic, precum și în scopul stingerii prin inundare a anumitor incendii produse de substanțe gazoase, lichide sau solide.
*Pulberile stingătoare – preparate în mod obișnuit pe bază de bicarbonat de sodiu, de potasiu și sulfat de amoniu.
Efectul de stingere se bazează pe reducerea concentrației de oxigen prin prezența bioxidului de carbon și a vaporilor de apă, prin absorția căldurii și acoperirea pe cale mecanică a materialului aprins, cu un strat de pulbere topită. Pulberile stingătoare se pot utiliza pentru stingerea incendiilor de suprafață sau în încăperi închise pentru materiale solide, lichide sau gazoase.
Hidrocarburi halogenate (halonii) – folosite sub formă de jet compact, jet pulverizat sau aerosoli. Efectul de stingere se realizează prin vaporizarea agentului și interacțiunea fizico-chimică a vaporilor de haloni cu vaporii materialului combustibil.
Hidrocarburile pot fi utilizate pentru stingerea incendiilor locale sau din spațiile închise, fiind indicate pentru protecția volumelor construite până la 3000 m3, precum și pentru stingerea incendiilor declanșate de produse petroliere și diferite substanțe chimice.
III.6.2. Instalații pentru stingerea cu apă
În raport cu tipul jetului format, instalațiile folosite pentru stingerea cu apă a incendiilor se împart în:
Instalații cu jet compact:
-instalații fixe cu hidranți exteriori și inferiori, cu capete de debitare mobile;
-utilaje mobile, monopompe, tunuri de apă;
Instalații cu jet dispersat:
-instalații fixe cu sprinklere sau drencere;
Instalații de pulverizare:
-capete de debitare mobile, adaptate, racordate la instalațiile pentru jet compact.
III.6.3. Instalații cu hidranți interiori de incendiu
Fig.III.6.1. Robinet pentru hidrant interior pentru clădiri (http://swatimetal.comhttp://www.nybsafety.com)
1 – corp hidrant; 2 – cap hidrant; 3 – tijă; 4 – ventil; 5 – roată de manevră; 6 – racord fix.
Hidrantul interior este echipament de luptă contra incediilor, alcătuit din:
robinet cu ventil tip colțar, Fig.III.6.1, având corpul din alamă sau fontă, cu diametrul de 2";
echipament de serviciu compus din:
furtunul de cânepă înfășurat pe un tambur;
țeava de refulare (care servește la formarea , dirijarea și împrăștierea jetului de apă);
racorduri mobile.
Hidrantul interior împreună cu echipamentul auxiliar se montează într-o nișă în zid sau, atunci când grosimea peretelui nu permite executarea nișei, într-o cutie metalică pozată aparent, prevazută cu un geam mat (pe care se notează numărul hidrantului, pentru a putea fi urmărit în exploatare). Nișa se execută la înălțimea de 1,4 – 1,5 m de la pardoseală și se recomandă a fi amplasată lângă intrări, în casa scării, holuri, coridoare – Fig.III.6.2.
Fig.III.6.2. Ansamblu hidranți interiori amplasați în nișă
Echiparea tehnică cu hidranți de incendiu interiori este reglementată în P118/2 – 2013, Capitolul 4. Principalele categorii de construcții ce trebuie dotate cu hidranți interiori sunt:
– clădiri închise de importanță excepțională și deosebită;
– clădiri înalte și foarte înalte;
– clădiri cu aglomerație mai mare de 200 persoane;
– parcaje subterane;
– clădiri cu aria construită sau desfășurată mai mare de 600 m2;
– clădiri de cazare, sănătate sau îngijire cu o capacitate mai mare de 100 de paturi;
– clădiri închise de sport, care au o capacitate simultană mai mare de 300 de utilizatori.
Conform P118/2 – 2013, timpul teoretic de funcționare pentru instalația de hidranți interiori este:
– 120 minute – clădiri foarte înalte;
– 60 minute – clădiri de importanță excepțională sau deosebită, înalte sau cu săli aglomerate;
– 30 minute – parcări subterane din categoria P1 și P2;
– 10 minute – celelalte construcții.
Alimentarea cu apă a hidranților interiori de incendiu se realizează, de regulă, prin rețele inelare sau ramificate, comune cu cele de alimentare cu apă potabilă sau industrială. În această situație este necesar să se asigure circulația apei în coloanele de incendiu prin racordarea, la capătul acestora, a unor obiecte de folosință curentă.
Se prevăd rețele de distribuție independente în următoarele situații:
în cazul clădirilor industriale la care alimentarea consumatorilor tehnologici se face cu apă nepotabilă;
la clădirile echipate cu instalații pentru stingerea incendiilor cu sprinklere sau drencere;
la clădirile echipate cu hidranți interiori de incendiu, atunci când pentru distribuția curentă se folosesc țevi din material plastic;
în spitale, pentru alimentarea cu apă a sălilor cu destinații specifice (săli de operații, sterilizare etc.) care necesită rezervă intangibilă pentru funcționare timp de 24 ore, în caz de avarii a sistemului de alimentare cu apă.
*Toate rețelele de alimentare cu apă pentru incendiu se execută din conducte metalice.
Fig.III.6.3. Schema pentru dimensionarea razei de acțiune a unui hidrant
1 – hidrant interior în funcțiune; 2 – raza de acțiune.
Pentru determinarea numărului de hidranți interiori de incendiu se ține seama de numărul de jeturi care trebuie să atingă fiecare punct, de raza de acțiune a hidranților, de mărimea, forma, destinația și organizarea spațiului interior al clădirii, precum și de mobilierul, utilajele, agregatele, mașinile-unelte etc., existente în încăperi Fig.III.6.3. Hidranții se amplasează astfel încât fiecare punct al clădirii să fie deservit cu unul sau două jeturi de apă.
III.6.4. Instalații cu sprinklere
Instalațiile cu splinklere au rolul de a detecta, semnaliza, localiza și stinge incendiului, folosind apa ca agent de stingere.
Conform P118/2 – 2013, echiparea tehnică a clădirilor cu instalații automate de stingere a incendiilor, tip sprinkler, se asigură la:
– clădiri închise de importanță excepțională și deosebită, cu densitatea sarcinii termice mai mare de 420 MJ/m2;
– clădiri înalte (mai puțin cele de locuit) și foarte înalte;
– platouri de filmare cu suprafața mai mare de 150 m2;
– parcaje subterane tip P1, P2, P3 și P4;
– încăperi din clădiri civile subterane cu densitatea sarcinii termice mai mare de 840 MJ/m2;
– depozite cu stive;
– clădiri de producție/depozitare cu risc mare și foarte mare de incendiu cu aria desfășurată mai mare de 600 m2.
Sprinklerul – Fig.III.6.4. este o armătură care se deschide automat la o anumită temperatură produsă de incendiu, dispersând apă peste locul incendiat. Temperatura de topire se alege în fucție de temperatura de aprindere a materialului protejat și trebuie să fie cu cel puțin 20 șC mai mare decât temperatura încăperii.
Capul sprinklerului are dublă funcție:
detector de incendiu;
duza de stingere cu apă, normal închisă.
În general, orice cap de sprinkler se compune din următoarele elemente principale:
corpul srinklerului – prevăzut cu filet exterior pentru montarea la rețeaua de conducte și un ajutaj interior pentru debitarea apei, prevăzut cu un scaun de etanșare.
deflectorul – alcătuit dintr-o piesă de formă specială (rozetă sau paletă), care are rolul de a dispersa în picături jetul de apă care iese din ajutaj și de a-l distribui, astfel încât suprafața protejată de srinkler să fie cât mai uniform udată;
dispozitivul de închidere – compus dintr-un ventil ținut presat pe scaunul de etanșare a orificiului de refulare de către un element de declanșare.
Fig.III.6.4. Sprinklere (http://securitate-clădiri.ro/)
a) b)
Fig.III.6.5. Tipuri de sprinklere: a) cu element fuzibil; b) cu bulb
1 – corpul sprinklerului; 2 – inel din bronz; 3 – cadru de susținere; 4 – diafragmă; 5 – ventil; 6 – închizător; 7, 8, 9 – plăcuțe din aliaj ușor fuzibil; 10 – rozetă (deflector); 11 – fiolă din sticlă (bulb).
Sprinklerele uzuale pot fi deschise prin unul din următoarele moduri:
prin topirea unui aliaj ușor fuzibil cu care sunt solidarizate pârghiile sistemului de închidere – Fig.III.6.5.a;
prin spargerea unui ventil (fiolă, bulb de sticlă) umplut cu un lichid și puțin aer, care se dilată la o temperatură anumită – Fig.III.6.5.b.
prin topirea unei compoziții chimice ușor fuzibile, care susține dispozitivul de fixare a ventilului;
Principial, instalațiile de sprinklere au în componență urmatoarele elemente – Fig.III.6.6:
capete de sprinklere;
rețele de conducte ramificate sau inelare;
aparate de control și semnalizare;
conducte principale de alimentare cu apă;
racorduri pentru cuplarea pompelor mobile de incendiu.
Modul în care funcționează o asemenea instalație este următorul: sursele de alimentare cu apă țin permanent sub presiune rețelele de conducte pe care sunt montate capetele de sprinkler, de regulă, la partea de sus a încăperilor – Fig.III.6.6. Gazele calde produse de incendiu se acumulează sub plafon, formând în jurul sprinklerelor un strat de aer cu temperatură ridicată. Preluând căldura prin convecție și radiație, dispozitivele de închidere ale capetelor de sprinkler situate deasupra zonei de ardere se încălzesc treptat, deschizându-se, în scurt timp, la atingerea temperaturii nominale.
Odată eliberat orificiul de curgere, apa este proiectată sub formă de jet dispersat în picături asupra focului, în cantități raționale. Concomitent, aparatul de control și semnalizare declanșează semnalul de incendiu. Montarea sprinklerelor se face perpendicular pe suprafața protejată (Fig.III.6.7).
Fig.III.6.6. Elementele unei instalații de stingerea incendiilor cu sprinklere
1 – coloană; 2 – conductă de distribuție principală; 3 – conductă de distribuție principală; 4 – capete de sprinkler.
Elementele unei instalații de stingerea incendiilor cu sprinklere sunt:
conductă principală de alimentare cu apă, pe care se montează robinetul principal aflat în poziția normal deschis;
aparat de control și semnalizare, montat pe conducta principală de alimentare cu apă, care are rolul de a controla starea de funcționare a instalației și de a semnaliza automat intrarea în funcțiune a întregii instalații sau numai a unui sector al ei;
conducta de distribuție a apei la sectoarele de sprinklere, prin conductele de ramificație;
conductele cu diametru constant, pe care se montează sprinklerele;
instalația de semnalizare acustică a intrării în funcțiune a instalației,
Instalația de sprinklere se împarte în sectoare, fiecare sector poate avea între 600 și 1200 de capete de sprinkler, pe care se montează câte un aparat de control și semnalizare.
Conductele de distribuție pot fi inelare sau ramificate, ultimele prevăzându-se pentru maximum 6 capete de sprinkler.
În încăperile cu pericol obișnuit de incendiu, repartiția sprinklerelor se realizează astfel încât un sprinkler să asigure stropirea unei suprafețe a pardoselii de maximum 12 m2. Consumul de apă al instalației cu sprinklere se calculează pentru a asigura funcționarea acesteia timp de o oră.
Instalația cu sprinklere, conform P118/2 – 2013, trebuie să se afle permanent sub presiune și se poate realiza în următoarele sisteme: apă-apă, apă-aer, mixt, cu preacționare și în derivație.
Instalații de sprinkler în sistem apă-apă – reprezintă sistemul uzual al acestor instalații și se aplică pentru protecția încăperilor unde temperatura nu poate să scadă sub 4 șC (date fiind considerentele de protecție împotriva înghețului) și nu poate depăși 95 șC. Rețeaua de conducte este în permanență plină cu apă.
Fig.III.6.7. Poziții de montare ale sprinklerelor
1 – racord conductă; 2 – cap de sprinkler; 3 – deflector; 4 – jet de apă.
Instalații de sprinkler în sistem apă-aer – reprezintă un sistem special destinat în exclusivitate protejării spațiilor unde se atinge temperatura de îngheț sau temperatura mediului ambiant depășește 70 șC. Acestea sunt încărcate în mod normal cu aer sau gaz inert.
Instalații de sprinkler în sistem mixt – reprezintă o combinație a sistemelor anterioare, rețeaua de conducte fiind umplută cu apă, în perioada caldă a anului și cu aer, în perioada rece.
III.6.5. Instalații cu drencere
Drencerul (Fig.III.6.8) este asemănăror unui sprinkler, însă nu are diafragmă, asfel încât, orificiul său este deschis în permanență, iar conducta de alimentare cu apă este uscată – fără apă.
Fig.III.6.8. Drencer (http://www.novenco-ff.com)
Instalațiile cu drencere pot fi cu acționare manuală sau automată (prin comandă la distanță), acționând asupra unor robinete montate pe coloana de alimentare a drencerelor.
Instalațiile de drencere se prevăd în încăperi cu pericol mare de incendiu, de exemplu: platouri de filmare, scene de teatru etc., unde propagarea rapidă a focului nu poate fi impiedicată ușor cu alte mijloace.
Drencerele se mai prevăd pentru protecția golurilor, a ușilor și a ferestrelor la clădirile industriale, la care procesul tehnologic impune realizarea unor deschideri între diversele încăperi expuse pericolului de incendiu.
Instalațiile de drencere se calculează astfel încât, la drencerul amplasat cel mai avantajos din punct de vedere hidraulic (în punctul cel mai înalt și mai îndepărtat de punctul de alimentare cu apă a instalației), să se asigure un debit de 0,84 l/s și o presiune minimă de 5 m col. H2 O, astfel că variațiile de presiune la fiecare drencer să nu conducă la creșterea inutilă a debitelor.
În cazul drencerelor utilizate pentru protecția elementelor de construcții, distanța de amplasare este de 2,5 m între drencere și de 1,2 m între drencere și elementul de construcție protejat.
Timpul de funcționare a instalației cu drencere care servește la stingerea incendiilor și pentru crearea perdelelor de apă, pentru protecția golurilor din pereții interiori de compartimentare, se ia egal cu o oră.
Pentru instalațiile care au rolul de a proteja golurile din pereții antifonic, timpul de funcționare este variabil, fiind dependent de durata operațiilor de stingere (între o oră și trei ore).
Instalația, Fig.III.6.9, este prevăzută cu racordul fix 13, pentru pompele mobile de alimentare cu apă în caz de incendiu, racordat la conducta 14, pe care se montează o clapetă de reținere 15.
Robinetele de acționare 2 și 4, manometrul 9 și conducta de racord la pompele mobile de incendiu se amplasează cât mai aproape posibil de spațiul protejat de drencer, în locuri încălzite, ușor accesibile, ferite de acțiunea focului și retrase față de căile de evacuare a publicului. De obicei, ele se amplasează în casele scărilor, culoare sau încăperi vecine cu cele protejate de drencere.
Fig.III.6.9. Schema de funcționare a instalației cu drencere, cu acționare manuală
1 – conductă principală de alimentare cu apă; 2 – robinet principal; 3 – conductă de ocolire; 4 – robinet; 5 – perete despărțitor; 6, 7 – conducte de distribuție a apei; 8 – drencer; 9 – manometru; 10 – racord de golire; 11 – robinet de golire; 12 – pâlnie; 13 – racord pentru pompe mobile de alimentare cu apă; 14 – conductă de racord; 15 – clapetă de reținere.
Instalații de stingere cu apă pulverizată
Acestea se utilizează atunci când este necesară refularea unei anumite cantități de apă în același timp pe întreaga suprafață protejată.
Instalațiile cu apă pulverizată funcționează pe principiul instalațiilor de drencere, deosebindu-se de aceasta, prin faptul că realizează dispersarea mai fină a jetului de apă.
Elementele specifice – capete pulverizatoare – funcționează pe principiul izbirii jetului compact de un deflector sau de alte jeturi, fie prin dirijarea curentului pe traiectorii elicoidale.
Instalații de stingere cu spumă
Instalațiile de stingere cu spumă (Fig.III.6.10) sunt reglementate de normativul STAS 11976 – Instalații de stingere cu spumă.
Instalațiile fixe de stingere cu spumă se utilizează pentru protejarea spațiilor cu aplicații speciale – spații de depozitare pentru lichide inflamabile, depozite de substanțe chimice, hangare pentru avioane, incineratoarele de deșeuri, etc.
Fig.III.6.10. Instalație de stingere a incendiilor cu spumă (http://www.cruman.ro/stingerea-incendiilor?page=3)
Clasificarea instalațiilor de stingere cu spumă se poate face în funcție de:
a. Alcătuire: instalații fixe, semifixe și/sau mobile;
b. Natura spumei folosite: instalații cu spumă chimică sau instalații cu spumă aeromecanică;
c. Modul de aplicare al spumei: instalații cu deversarea spumei pe suprafața produsului incendiat, instalații cu injecție la baza rezervorului sau instalații cu semi-injecție la baza rezervorului.
Spuma este definită ca un sistem dispers gaz-lichid, respectiv lichid dispersat laminar într-un gaz, cele două faze fiind în echilibru. Faza dispersă este un gaz (sau aerul), iar mediul de dispersie este apa, în care s-a dizolvat substanța spumantă. In funcție de modul de generare, spumele se clasifică astfel:
Spuma chimică, la care faza dispersă este dioxidul de carbon, generat de reacția chimică dintre o substanță bazică (bicarbonatul de sodiu) și una acidă (sulfat de aluminiu), iar mediul de dispersie – apă;
Spuma mecanică , la care faza dispersă este aerul, iar mediul de dispersie este apa, în care s-a dizolvat, în anumite concentrații (3 % sau 6 %), spumant.
Spumanții pot fi:
Spumanți proteinici – simbolizați cu "P";
Spumanți fluoroproteinici – simbolizați cu "FP";
Spumanți fluoroproteinici cu formare de peliculă apoasă, simbolizați cu "AFFF";
Spumanți cu formare de peliculă persistentă, simbolizați cu "FFFP";
Spumanți cu formare de peliculă, rezistenți la alcooli, simbolizați "AFFF (AR)" sau "FFFP (AR)";
Spumanți sintetici, simbolizați "AR" (pentru medie și înaltă înfoiere);
Instalațiile de stingere fixe cu spumă chimică cuprind:
Alimentarea cu apă la (4.7) bar din rețeaua de apă sau motopompa;
Bidoane metalice – 20 kg – cu praf spumogen;
Generatoare de spumă (amestecătoare de praf în apă);
Colectoare și claviaturi pentru apă și pentru spumă;
Conducte de transport a spumei la rezervoare și Deversoare de spumă cu blinda din folie de plumb, montate la partea superioară a rezervorului (deasupra nivelului maxim).
În Fig.III.6.11 este prezentată schema instalației fixe de stingere cu spumă chimică.
Fig.III.6.11. Schema instalației fixe de stingere cu spumă chimică
1 – apă; 2 – apă; 3 – spumă; 4 – spumă spre R1 și R2; R1, R2 – rezervoare de spumă.
Agentul spumant este preparat în amestecătorul de spumă, unde se amestecă cu cantitatea necesară de apă, apoi din recipientul de stocare este transportat prin conductele de distribuție la capetele fixe sau rotative (pulverizatoare), la generatoarele de spumă, respectiv la tunurile de spumă, care vor direcționa agentul spumant spre spațiile protejate.
Alegerea tipurilor de instalații cu care se echipează rezervoarele depinde de capacitatea rezervorului, de gradul de periculozitate al produsului depozitat și de mărimea depozitului (parcului), din care face parte rezervorul.
Pe lângă acestea, instalațiile de stingere cu spumă se utilizează și în combinație cu instalații de stingere cu sprinklere sau cu praf.
III.6.6. Instalații de stingere incendii cu gaz INERGEN
Instalațiile de stingere a incendiilor cu gaz inergen (Fig.III.6.12) fac parte din familia de instalații de stingere cu inundare totală cu agenți gazoși ecologici.
INERGEN-ul este o substanță de stingere compusă din amestecul a trei gaze (ce reduc concentrația de oxigen): 52% azot, 40% argon și 8% dioxid de carbon.
Fig.III.6.12. Recipienți (butelii) cu gaz INERGEN
Instalațiile de stingere a incendiului cu gaze tip INERGEN pot fi realizate în sistem de:
inundare totală;
stingere locală.
Sistemul de inundare totală se poate realiza pentru spații închise, la care ușile, ferestrele, tubulaturile etc. se pot închide înainte sau simultan cu începerea deversării gazului. Se utilizează pentru zonele cu tehnică de calcul și echipament de telecomunicații, camere de comandă cu calculatoare de proces, zone cu sisteme robotice, linii automate de producție, simulatoare de zbor, centre de control ale traficului aerian, tezaure de bancă/depozite de documente, muzee/biblioteci, galerii de artă/colecții/arhive, camere de comandă a ascensoarelor, ateliere de restaurare, camere de diagnostic medical, zone cu scannere etc. sau în zonele de depozitare și zone tehnice.
Pentru stingerea incendiilor din interiorul spațiilor prin inundare totală, întreg spațiul trebuie să fie umplut cu substanța de stingere INERGEN, astfel încât procentul de oxigen să scadă (în timp scurt), sub valoarea de menținere a arderii.
La sistemele cu inundare totală pentru incendii instantanee și de suprafață (declanșate de lichide inflamabile), cantitatea (masa) de substanță de stingere deversată trebuie să acopere pierderile datorate neetanșeităților. Suprafața totală (m2) a golurilor ce nu pot fi închise va fi sub 3% din volumul (m3) incintei protejate sau 10% din aria totală (m2) a suprafețelor laterale și părților superioare și inferioare ale incintei. În situația în care, din motive tehnice sau tehnologice aceste condiții nu se pot realiza, se adoptă sistemul de stingere locală.
La concentrația volumică standard de stingere a incendiului, de până la 43%, substanța de stingere INERGEN nu pune viața oamenilor în pericol.
După stingerea incendiului, accesul persoanelor în încăperile respective este permis numai după evacuarea nocivităților prin ventilare natural – organizată sau instalație de ventilare mecanică.
Un exemplu de realizare a instalațiilor fixe de stingere a incendiilor cu INERGEN este prezentat în Fig.III.6.13.
Fig.III.6.13. Instalație de stingere a incendiilor cu gaz INERGEN (http://www.tehnicgaz.com.ro)
1 – duză deversoare; 2 – detectoare; 3 – alarmă optică; 4 – alarmă acustică; 5 – colector; 6 – butelie comandă; 7 – butelii Inergen; 8 – centrală comandă; 9 – buton de alarmă, 10 – valvă descărcare; 11 – instalație deversare.
Componentele instalațiilor fixe de stingere a incendiilor cu INERGEN
Instalațiile fixe de stingere a incendiilor cu INERGEN, Fig.III.6.13, se compun din:
▪ butelii cu INERGEN, grupate în baterii, Fig.III.6.12;
▪ racorduri flexibile pentru conectare la colector;
▪ colector;
▪ dispozitive de acționare electrică și mecanică a buteliei pilot;
▪ dispozitive și echipamente electrice de detectare, semnalizare (acustică și optică) și de comandă;
▪ aparatură de control;
▪ elemente de monitorizare a stării elementelor de închidere a golurilor (uși, ferestre, trape etc.);
▪ rețeaua de conducte pentru transportul și distribuția substanței de stingere;
▪ duze pentru refularea substanței de stingere în spațiul protejat.
Gazul INERGEN este stocat în butelii la presiunea de 150 bar, respectiv 200 bar, la temperatura de 15 șC.
Este singurul gaz din lume testat pe subiecți umani și, în consecință, acceptat oriunde în lume.
Instalația conține gaz INERGEN, stocat în fază gazoasă în recipienți din oțel înalt aliat, la presiunea de 150 bar sau 200 bar. Pentru descărcare există dispozitive manuale sau automate. Substanța este distribuită și descărcată în zonă protejată prin intermediul unei rețele de distribuție (conducte) și duze fixe,are asigură o descărcare uniformă în zona protejată. Distanța între recipienții de stocare și ultima duza poate ajunge la 120 m. Descărcarea nu produce ceață, scăderea temperaturii sau apariția unor compuși corozivi de descompunere termică în zona protejată.
III.6.7. Instalații de stingere cu CO2
Dioxidul de carbon este un gaz chimic inert, incolor și inodor, care este în același timp ușor de procurat și nu conduce curentul electric. Principalul mecanism de stingere a focului este scăderea nivelului de oxigen ce intreține incendiul într-o zonă protejată.
Fig.III.6.14. Recipiente cu dioxid de carbon (CO2) (http://www.cruman.ro/instalatii-de-stingere-cu-co2)
Acest mecanism face ca sistemele de stingere cu CO2 să fie extrem de eficiente, fiind necesar un efort minim de curățare după stingere, dar trebuie utilizat în zone de risc neocupate ori evitate de personalul de lucru, atunci când acest sistem se declanșează.
Fig.III.6.15. Aranjarea tipică a buteliilor principale și secundare (http://www.cruman.ro/instalatii-de-stingere-cu-co2)
1 – recipiente (butelii) de CO2 principale; 2 – recipiente de CO2 secundare; 3 – dispozitiv pentru acționare manuală; 4 – ventil electromagnetic; 5 – colector de descărcare; 6 – furtun flexibil de descărcare; 7 – regulator de presiune.
Sistemele de stingere cu CO2 pot utiliza gazul prin modalitatea de inundare totală, dar dioxidul de carbon este de asemenea singurul agent gazos ce poate fi utilizat prin aplicare locală. Dioxidul de carbon poate fi depozitat fie în cilindri de oțel de înaltă presiune (sisteme de stingere HPCO2=50 bar), fie în rezervoare ușoare de perete refrigerate, la presiune joasă (sisteme de stingere LPCO2=25 bar) (Fig.III.6.15).
Notă: Atât sistemul HPCO2, cât și sistemul LPCO2 sunt la fel de eficiente la stingerea incendiilor. Niciunul nu este mai bun decât celălalt în ceea ce privește performanța de stingere.
Fig.III.6.16. Stingerea incendiilor folosind CO2 (http://www.cruman.ro/instalatii-de-stingere-cu-co2)
Având în vedere că inhalarea de CO2 poate fi toxică pentru oameni, acesta se folosește mai mult la protejarea următoarelor zone:
Camerele transformatoarelor și zonele cu pericol electric;
Arhive;
Camere de servere și tehnică de calcul;
Generatoare electrice;
Industria tipografiei;
Fabrici de prelucrări mecanice.
Pentru stingerea incendiilor prin inundare totală, întreg spațiul incintei protejate trebuie să fie umplut cu dioxid de carbon (Fig.III.6.16), astfel încât concentrația de oxigen să scadă în timpul cel mai scurt posibil, sub valoarea de menținere a arderii (de la 21 % sub 15%).
Punerea automată în funcțiune a instalațiilor fixe de stingere a incendiilor cu dioxid de carbon poate fi cu acționare pneumatică, mecanică, electrică, pneumo-mecanică, electrică combinată cu pneumatică (pentru sistemele de joasă presiune), electrică combinată cu pneumo-mecanică (pentru sistemele de înaltă presiune) sau cu alte sisteme de acționare.
Instalațiile fixe de stingere cu dioxid de carbon se compun din (Fig.III.6.17):
recipienți (rezervoare) termoizolate pentru depozitarea dioxidului de carbon lichid;
conducte principale de transport;
distribuitoare cu dispozitive de declanșare;
conducte pentru transportul și distribuția dioxidului de carbon;
duze pentru refularea dioxidului de carbon;
dispozitive și echipamente electrice de detecție, semnalizare și comandă;
aparatură pentru control;
agregate frigorifice pentru răcirea dioxidului de carbon, inclusiv aparatura de măsurare, comandă și actionare;
conducte de comandă și instalație de pregătire a substanței de stingere.
Fig.III.6.17. Instalație de stingere a incendiilor folosind CO2
1, 2 – recipiente CO2; 3 – colector; 4 – centrală comandă; 5 – duză deversoare; 6 – detectoare; conducte principale de transport; 7 – centrală comandă; 8 – alarmă acustică; 9 – alarmă optică; 5 – colector; 10 – hupă semnalizare; 11 – buton de alarmă. (http://www.cruman.ro/instalatii-de-stingere-cu-co2)
Dioxidul de carbon prezintă riscuri mari pentru utilizatori; într-o atmosferă care conține 3-4% dioxid de carbon, utilizatorul începe să respire mai rapid, iar la concentrații mai mari de 9% își pierde cunoștința. La concentrații de circa 20%, moartea poate surveni în 20-30 minute. Deversarea unor cantități mari de dioxid de carbon, prin lipsa de oxigen și vizibilitatea redusă în incinta inundată (cauzata de ceața care se formează), constituie un pericol pentru sănătatea și viața utilizatorilor.
III.6.8. Instalații de stingere cu pulbere
Fig.III.6.18. Instalație fixă de stingere a incendiilor cu pulberi
Instalațiile fixe de stingere a incendiilor cu pulberi, Fig.III.6.18, se clasifică după următoarele criterii principale:
După felul acțiunii de stingere:
▪ stingere locală (de suprafață);
▪ stingere în volum (inundare totală).
După modul de acționare:
▪ automate;
▪ manuale.
Acționările automate se prevăd obligatoriu și cu acționări manuale.
După felul comenzilor de acționare:
▪ pneumatice;
▪ mecanice;
▪ electrice;
▪ combinate.
Pulberile stingătoare și produsele lor de descompunere nu sunt periculoase pentru sănătatea omului, ele protejează personalul care acționează la stingerea incendiilor împotriva radiației termice emisă de focarul de ardere.
În general, pulberile nu au efecte corozive asupra metalelor.
Soluții tehnice de realizare a instalațiilor fixe de stingere cu pulberi a incendiilor
Componentele instalațiilor fixe de stingere cu pulberi a incendiilor
Instalațiile fixe de stingere a incendiului cu pulberi se compun, în principal, din următoarele:
▪ rezervoare pentru stocarea pulberii;
▪ sisteme de vehiculare a pulberii (butelii, distribuitoare, conducte și duze);
▪ sisteme de comandă și punere în funcțiune a instalației la izbucnirea incendiului (modul de comandă, butelii de acționare);
▪ instalații de semnalizare (detectare, avertizare, alarmare).
Instalațiile de detectare, semnalizare și comandă în caz de incendiu au aceleași componente ca și la celelalte instalații de stingere cu substanțe speciale.
Dimensionarea instalațiilor fixe de stingere a incendiilor cu pulberi
La proiectarea instalațiilor fixe de stingere cu pulberi a incendiilor se ține seama atât de caracteristicile de stingere, cât și de cele de curgere ale pulberii folosite.
Intensitățile de stingere cu pulbere a incendiului se determină prin încercări în laboratoare autorizate și se precizează de către producătorul pulberii.
Comanda și punerea în funcțiune a instalațiilor fixe de stingere cu pulberi a incendiilor
Instalațiile fixe de stingere a incendiilor cu pulberi, în principiu, funcționează astfel:
▪ ca urmare a detectării izbucnirii incendiului, se declanșează modulul de comandă (în cazul instalațiilor automate);
▪ deschide robinetele de pe conductele de distribuție a pulberii stingătoare;
▪ deschide robinetele de pe conductele cu agent de vehiculare a pulberii stingătoare și temporizează (unde este cazul) deschiderea lor;
▪ oprește funcționarea instalației de ventilare și închide golurile tehnologice și funcționale (uși, ferestre, obloane etc.) din pereții și planșeele incintei protejate;
▪ refulează pulberea;
▪ semnalizează acustic și optic funcționarea instalației de stingere și eventualele defecțiuni.
Instalațiile automate de stingere se prevăd obligatoriu și cu sisteme de acționare manuală.
Instalații de stingere combinații de Gaze Inerte sau Agenți Curați
Combinații de Gaze Inerte, denumite și amestecuri de <<Agenți Curați>>, au apărut ca răspuns la cerințele impuse prin Reglementările adoptate la nivel mondial, de a se reduce sursele de poluare a mediului, în special a aerului, ce conduce de la o zi la alta la agravarea procesului de încălzire globală, prin afectarea stratului de ozon și a efectului de seră.
Agenții Curați și Gazele Inerte respectă norma de ODP = 0 (Potențialul de subțiere a stratului de Ozon), în conformitate cu Protocolul de la Montreal.
Acești Agenți de stingere respectă norma de GHG = 0 (Green House Gases), și anume nu induc Efect de Seră, în conformitate cu Protocolul de la Kyoto;
Sistemele de stingere cu gaze inerte sau agenți curați sunt alternative la stingerea cu agenți convenționali, și mai ales, la cei deja interziși, și anume:
Convențional: CO₂ sau Pulberi;
Interzis: HALON (Denumire generică).
Față de agenții curați, gazele inerte prezintă deosebitul avantaj de a putea fi configurate, ca urmare a presiunilor mari de îmbuteliere de 200 și 300 bar, astfel încât un singur sistem să deservească mai multe centre de risc;
Avantaje
Descărcare automată și stingere prin inundare totală în max. 60 sec (condiție de Standard);
Non-conductor electric;
Nu este toxic pentru oameni;
Nu depune reziduuri;
Presiune mare de stocare a gazelor (200-300 bar);
Oferă posibilitatea plasării sistemului la distanțe mari față de sursa de risc;
Un singur sistem poate fi configurat să protejeze mai multe centre de risc la incendiu;
Nu reduce vizibilitatea;
Pătrunde în cele mai ascunse locuri.
Mecanismul stingerii este prin inundare totală
Gazele inerte (printre care și INERGEN-ul) intervin în stingere prin eliminarea totală a oxigenului sau micșorarea concentrației acestuia la 10-12% (pentru a nu mai întreține arderea).
Componentele instalațiilor fixe de stingere a incendiilor cu gaze inerte sunt:
cilindrii cu INERGEN sau alte gaze inerte;
racorduri flexibile pentru conectare la manifold (colector);
manifold (colector);
dispozitive de acționare electrică și pneumatică a cilindrului pilot (butelie de comandă);
dispozitive pentru detecție și semnalizare (acustică și optică);
centrul de comandă și control cu funcții multiple de monitorizare;
rețeaua de conducte pentru transportul și distribuția gazului de stingere;
duze pentru refularea gazului de stingere în spațiul protejat.
Gazele inerte au ca aplicații:
Centre de date, camere servere, facilități IT – în general;
Telecomunicații;
Riscuri industriale diverse;
Căsuțe transformator;
Librării;
Arhive, muzee și galerii de artă;
Depozite de lichide inflamabile.
III.7. Instalații de canalizare
III.7.1. Noțiuni generale privind instalațiile de canalizare
Sistemele de canalizare au o vârstă mai fragedă decât cele de alimentare cu apă. Cea mai veche atestare a unor canale de scurgere provine din Babilon, dar se pot evidenția și canalizările palatelor grecești din Tyrisna (cca. 1300 î.e.n.), din Smyrna, Alexandria sau Atena. Orașul Roma era menținut curat prin construirea unui sofisticat sistem, realizat cu colector din cărămidă numit Cloaca Maxima de la Palatinum până la Tivera.
În Europa Centrală și de Est nu există alimentare cu apă și canalizare în Evul Mediu.
A apărut apoi primul closet și după anul 1850, la Londra s-a stabilit ca orice construcție nouă să aibă cel puțin un vas de closet instalat.
În zilele noastre, sistemul de canalizare este constituit dintr-un ansamblu de conducte, construcții și dispozitive, care colectează, transportă, epurează și evacuează apele uzate dintr-un centru populat sau industrial, numit bazin de canalizare, într-un emisar.
Colectarea și evacuarea apelor reziduale provenite din instalațiile interioare de canalizare se poate face prin unul din următoarele sisteme:
Sistemul unitar – care constă într-o singură rețea de canale care transportă în comun apele uzate menajere, industriale și meteorice.
Sistemul separativ – care necesită o rețea de canale pentru transportul apelor uzate și alta pentru transportul apelor meteorice (pentru apele meteorice, în părțile amonte ale rețelei pot fi folosite și rigolele străzii).
Sistemul mixt – care are o parte din rețea în sistem unitar și restul în sistem separativ (rețelele celor două sisteme pot avea o scurgere comună sau scurgeri separate).
Totalitatea apelor colectate și evacuate prin rețeaua de canalizare sunt denumite ape de canalizare sau ape reziduale.
Apele uzate menajere, industriale și meteorice conțin substanțe minerale și organice care ajunse în sol, în cursurile și bazinele de apă, întâlnesc condiții favorabile de descompunere în substanțe mai simple, sau se transformă în substanțe minerale, prin procese de mineralizare, ceea ce conduce la neutralizarea substanțelor nocive. Ansamblul acestor procese se numește epurare.
Proprietatea solurilor și a apei de a reduce și transforma substanțele organice în substanțe minerale, se numește autoepurare. Când capacitatea de autoepurare este depășită, au loc acțiuni dăunătoare asupra mediului înconjurător, denumite procese de poluare a mediului ambiant.
Așadar, în funcție de gradul de poluare al apelor de canalizare, pentru a se asigura protecția mediului ambiant, în sistemele de canalizare, este necesar să se prevadă aparate și utilaje pentru epurarea apelor uzate, grupate în stații de epurare.
III.7.2. Metode de bază pentru epurarea apelor uzate
Se folosesc următoarele metode de bază pentru epurarea apelor uzate menajere și industriale: epurarea mecanică, mecano-chimică, mecano-biologică naturală, mecano- biologică artificială.
Schemele generale de epurare a apelor uzate menajere diferă în funcție de metoda adoptată – Fig.III.7.1, Fig.III.7.2.
Fig.III.7.1. Schema tehnologică a unei stații de epurare a apelor uzate (http://mada-group.ro)
1 – stație de pompare influent; 2 – pre-epurare mecanică; 3 – echipament pentru precipitarea chimică a fosforului; 4 – compartiment de denitrificare; 5 – compartimente de oxidare-nitrificare; 6 – camera suflantelor; 7 – îngroșător de nămol; 8 – depozit de nămol; 9 – deshidratare nămol; 10 – dezinfecție efluent; 11 – stație de pompare efluent; 12, 13 – decantoare secundare; 14 – grătar; 15 – pompe submersibile; 16 – echipament de sitare și deznisipare; 17 – pompă dozatoare; 18 – mixer; 19 – sistem de aerare; 20 – sondă de oxigen; 21 – suflante; 22 – ventilator în camera suflantelor; 23 – pompe nămol; 24 – filtru presă cu bandă; 25 – compresor; 26 – preparare și dozare floculant; 27 – pompă spălare; 28 – bandă transportatoare; 29 – dezinfecția efluentului cu UV; 30 – evacuare nămol în exces.
Epurarea mecanică se realizează, în principal, cu: grătare și site de reținere, deznisipatoare, decantoare etc.
Fig.III.7.2. Epurare mecanică (http://www2.flottweg.de)
1 – intrare apă uzată; 2 – tratament primar (pre-epurare); 3 – bazin de aerare; 4 – tratament secundar; 5 – evacuare; 6 – surplus de nămol; 7 – decantoare; 8 – îngroșare; 9 – descompunere nămol; 10 – nămol descompus; 11 – sedimentare; 12 – evacuare solide.
epurarea mecanică – constă în reținerea substanțelor insolubile aflate în apă cu ajutorul unor construcții și instalații, a căror alcătuire diferă în funcție de mărimea suspensiilor și a procedeelor de epurare utilizate – Fig.III.7.2.
epurarea mecano-biologică naturală – folosește activitatea unor microorganisme care acționează (oxidând sau mineralizând) asupra substanțelor organice, aflate în apa uzată. Acestă reacție este precedată de o epurare mecanică, al cărei scop este acela de a îndepărta bacteriile conținute în scopul măririi eficienței instalației.
epurarea mecano-biologică artificială – se bazează pe acțiunea bacteriilor aerobe puternic alimentate cu oxigen, în construcții speciale, cum sunt: filtre biologice sau bazinele de aerare (cu nămol activat).
epurarea mecanico-chimică – este o metodă tehnologică de epurare, prin care apele uzate sunt tratate cu reactivi chimici (prin neutralizare, diluare, coagulare etc.) și apoi sunt epurate mecanic pentru reținerea substanțelor rezultate din respectivele reacții.
În Fig.III.7.3. este reprezentat traseul apelor uzate.
Fig.III.7.3. Traseul apelor uzate
III.7.3. Scheme ale rețelelor exterioare de canalizare
Schema de canalizare cuprinde reprezentarea în plan orizontal și vertical a principalelor elemente, prin intermediul cărora se realizează circuitul apelor uzate: rețele de canale, colectoare principale, deversoare, traversări de obstacole, stații de epurare, stații de pompare, guri de vărsare în emisar și instalații pentru îndepărtarea substanțelor reținute și a nămolurilor.
În funcție de amplasarea canalelor față de emisar, schemele rețelelor de canalizare exterioară se clasifică astfel:
schema perpendiculară directă – Fig.III.7.4.a – aplicată, de obicei, pentru canalizarea apelor meteorice (aceasta necesită o serie de colectoare secundare (2) cu descărcare directă în râul cel mai apropiat).
schema perpendiculară indirectă – Fig.III.7.4.b – convenabilă în cazul sistemului unitar de canalizare, deoarece colectează toate apele și le evacuează în emisar, în aval de oraș (pentru reducerea secțiunii canalelor, în apropierea emisarului, din loc în loc, se execută canale deversoare (5), prin care se evacuează în timpul ploii, o parte din apa de canalizare).
scheme paralele sau în etaje – Fig.III.7.4.c – aplicabilă orașelor la care construirea unui canal paralel cu un râu nu este posibilă.
schema ramificată – Fig.III.7.4.d – aplicată în cazul localităților mici, al căror teren este aproape plan.
schema radială – Fig.III.7.4.e – recomandată pentru orașe mari cu mai mulți emisari sau mai multe stații de pompare.
Fig.III.7.4. Tipuri de scheme de canalizare: a) schema perpendiculară directă b) schema perpendiculară indirectă; c) scheme paralele sau în etaje; d) schema ramificată; e) schema radială.
1 – canal de serviciu; 2 – colector secundar; 3 – colector principal; 4 – stație de pompare; 5 – stație de epurare; 6 – gură de vărsare a apelor uzate; 7 – emisar (râu); 8 – deversor.
III.7.4. Caracteristicile apelor uzate
După gradul de impurificare și proveniența lor, apele de canalizare pot fi:
ape uzate menajere – rezultate din utilizarea apei potabile la obiectele sanitare amplasate în clădiri;
ape uzate industriale – provenite din utilizarea apei în procese tehnologice, și care pot fi:
-ape convențional curate (rezultate de la răcirea agregatelor, de la condiționarea aerului etc.);
-ape cu un anumit conținut de impurități de proveniență minerală, organică, de substanțe chimice agresive etc.
ape meteorice – provenite din precipitații atmosferice (ploi, topirea zăpezii, a ghețurilor etc.);
ape de drenaj sau de infiltrație – ape colectate cu ajutorul drenurilor.
Structura rețelei de canalizare exterioară este prezentată în Fig.III.7.5.
Fig.III.7.5. Structura rețelei de canalizare exterioară (http://www.egpoint.ro)
1 – canale de serviciu; 2 – colectoare secundare; 3 – colectoare principale; 4 – deversor; 5 – gură de vărsare a apelor uzate; 6 – instalație de pompare a apelor uzate; 7 – stație de epurare; 8 – emisar (râu); 9 – consumatori (clădiri); 10 – cămine de racord canalizare.
III.7.5. Instalații interioare de canalizare a apelor uzate menajere
Instalația interioară de canalizare cuprinde ansamblul de conducte, obiecte sanitare, aparate și accesorii, care asigură colectarea apelor uzate (de la punctele de consum amplasate în interiorul clădirilor) și evacuarea lor prin intermediul căminelor de racord, la rețelele exterioare – Fig.III.7.6.
Fig.III.7.6. Racordarea instalației interioare de canalizare la rețeaua exterioară (http://oconnellsamericanbistro.com, http://images.search.conduit.com)
1, 2 – coloane de aerisire; 3 – coloană menajeră; 4 – obiecte sanitare; 5 – sifon de pardoseală; 6 – sifon; 7 – punct acces evacuare; 8 – gură de vizitare pentru curățare; 9 – racord canalizare; 10 – domeniu privat; 11 – domeniu public; 12 – conductă principală de ape uzate; 13 – cămin de vizitare; 14 – țeavă racord canalizare.
Condiții de calitate impuse apelor uzate menajere evacuate prin instalațiile interioare de canalizare
Pentru a se asigura funcționarea și exploatarea corespunzătoare a instalației de canalizare, apele uzate trebuie să îndeplinească anumite condiții:
să nu conțină substanțe chimice agresive, care ar putea ataca materialele din care este executată instalația;
să nu conțină substanțe petroliere (păcură, benzină etc.), deoarece acestea pot produce amestecuri detonante;
să nu conțină substanțe toxice (otrăvitoare) în concentrații mai mari decât cele admise;
să nu conțină substanțe radioactive;
să nu conțină corpuri grele, care prin depunerea lor, ar putea impiedica scurgerea apelor;
să nu aibă temperaturi mai mari de 50 șC.
III.7.5.1.Criterii de clasificare a instalațiilor interioare de canalizare
După funcțiunile pe care le îndeplinesc, instalațiile interioare de canalizare se clasifică în trei categorii, și anume:
instalații de canalizare interioară – pentru ape uzate menajere care colectează și evacuează;
apele provenite de la obiectele sanitare;
instalații de canalizare interioară – pentru ape uzate industriale;
instalații de canalizare interioară – pentru ape meteorice.
Alcătuirea instalației interioare de canalizare trebuie să țină seama atât de condiții de ordin funcțional, cât și de criterii economice.
III.7.5.2. Criterii generale de alcătuire și realizare a instalațiilor interioare de canalizare
La realizarea instalației de canalizare a apelor uzate menajere se va ține seama de următoarele aspecte: tipul, numărul și modul de amplasare în clădire a obiectelor sanitare, urmărindu-se obținerea unor soluții economice, cu consumuri specifice reduse de energie și materiale; caracterul curgerii apelor uzate în conductele rețelei de canalizare, pentru a asigura funcționarea în bune condiții și exploatarea simplă a întregii instalații.
III.7.5.3. Structura instalațiilor de evacuare a apelor uzate din interiorul clădirilor
Schemele instalațiilor interioare de canalizare a apelor uzate menajere
Elementele componente ale unei astfel de instalații sunt următoarele – Fig.III.7.7.
Fig.III.7.7. Elemente componente instalație de canalizare (http://www.teraplast.ro)
1 – scurgere bucătărie; 2 – coloană principală; 3 – scurgere bideu; 4 – scurgere vas closet; 5 – scurgere cadă; 6 – scurgere sifon pardoseală; 7 – scurgere lavoar.
conductele colectoare – montate la partea inferioară a instalației, care primesc apele uzate de la coloane și le conduc la canalizarea exterioară.
Se montează aparent sub tavanul subsolului, în subsol tehnic, în canal median, iar în cazul clădirilor mici îngropate în pământ, sub pardoseala parterului sau a subsolului, cu pantă, pentru a asigura scurgerea gravitațională a apei.
În clădirile industriale, în cazul în care colectoarele se montează îngropat, adâncimea trebuie să fie suficient de mare pentru a fi protejate de acțiunile mecanice ale utilajelor.
Colectoarele, Fig.III.7.8, ies în exterior până la caminul de racord. Se va acorda o atenție deosebită la traversarea conductei prin fundația clădirii când, odată cu turnarea acesteia, va fi introdus un manșon de protecție cu diametrul interior mai mare decât diametrul exterior al conductei colectoare – Fig.III.7.9.
Fig.III.7.8. Schema instalației interioare de canalizare a apelor uzate menajere
1 – lavoar; 2 – cadă de baie; 3 – rezervor wc; 4 – conductă rezervor wc; 5 – spălător vase; 6 – sifon pardoseală; 7, 8 – conductă legătură; 9 – preaplin; 10 – golire; 11 – conductă de derivație; 12 – coloană de scurgere; 13 – conductă colectoare; 14 – conductă aerisire; 15 – piesă de curățire.
Fig.III.7.9. Branșarea instalației interioare de canalizare la rețeua exterioară (http://www.crd.bc.ca, http://www.crd.bc.ca)
1 – scurgere de fundație; 2 – scurgere ape pluviale de pe acoperiș; 3 – canalizare menajeră – conductă clectoare; 4 – basin de colectare; 5 – canalizare de ape pluviale; 6 – cămin de acces; 7 – conductă de canalizare menajeră exterioară.
coloanele de la scurgere – montate vertical, care colectează apele de la conductele de legatură și le transportă la conductele colectoare (se amplasează cât mai aproape de obiectele sanitare pentru a avea legături cât mai scurte) Fig.III.7.10.
Fig.III.7.10. Elemente canalizare interioară
1 – scurgere obiecte sanitare; 2 – conductă de legătură; 3 – coloană menajeră.
Stabilirea numărului de coloane și a poziției acestora se realizează, în funcție de sistemul constructiv al clădirii și de posibilitățile de prefabricare ale instalațiilor.
Se montează în linie dreaptă pe zidurile interioare, aparent sau mascat.
Devierile necesare pentru ocolirea elementelor de construcție se realizează cu ajutorul unor piese speciale (cot cu etaj).
La amplasarea coloanelor trebuie avute în vedere și considerente de ordin estetic, preferându-se mascarea lor cu elemente ușoare de închidere.
În general, este indicată amplasarea acestora în încăperi secundare (orificii, holuri etc.), ceea ce favorizează mascarea lor și ușurează izolarea pentru a împiedica transmiterea zgomotelor.
Legăturile de scurgere pot fi pozate:
-de-a lungul peretelui pe care sunt amplasate obiectele sanitare, îngropate sau mascate, după cum permite sistemul constructiv sau cerințele de confort;
-la plafonul nivelului inferior, montate aparent sau mascat;
-înglobate în grosimea pardoselii – numai în camerele de baie sau în încăperile prevăzute cu sifoane de pardoseală colectoare.
Pentru legăturile pozate aparent se va avea în vedere aspectul estetic (mascarea conductelor cu elemente ușoare de închidere).
conductele de ventilare – se prevăd obligatoriu, pentru a asigura eliminarea gazelor din rețeaua de canalizare în atmosferă (sunt prelungiri ale coloanelor de scurgere până peste acoperiș sau terasă, punând rețeaua interioară în legatură cu atmosfera). În cazul în care conductele de ventilație ies pe terase, în vecinătatea ferestrelor sau a unor deschideri aparținând unor încăperi cu folosință curentă, acestea pot fi prelungite peste cota deschiderilor respective cu circa 0,5 – 1,5 m, în funcție de distanța coloanei față de deschidere.
Gazele de canal se formează datorită procesului de descompunere a substanțelor organice conținute de apele uzate, prin degajarea diferitelor substanțe gazoase dizolvate în aceste ape sau prin vaporizarea unor substanțe ușor volatile (benzină, păcură etc.).
Eliminarea gazelor în atmosferă se produce datorită tirajului creat de diferența de nivel și diferența de temperatură dintre gurile de evacuare ale conductelor de ventilație situate pe acoperișul clădirilor și căminele de vizitare.
piesele de curățire – sunt dispozitive utilizate pentru intervenție în cazul înfundării rețelei.
La clădirile amplasate în terenuri sensibile la înmuiere (teren macroporic), trebuie asigurat accesul direct la rețeaua de canalizare, pe întrega ei lungime, pentru ca eventualele defecte să poată fi depistate imediat (scăpările de apă din rețeaua de canalizare pot duce la accidente care pun în pericol rezistența și stabilitatea clădirii).
Este interzisă trecerea conductelor de canalizare prin încăperi în care se găsesc materiale ce se pot degrada sau infecta în cazul avariilor pe rețelele de canalizare (depozite de alimente, spații comerciale etc.).
Nu este permisă trecerea conductelor pe deasupra utilajelor, tablourilor electrice, posturilor TRAFO, prin canale de fum, prin golurile ascensoarelor, prin cămine cu conducte de alimentare cu apă etc.
În camerele de baie sau bucătăriile apartamentelor, coloanele și legăturile la obiectele sanitare se montează pe pereții care nu despart încăperi de locuit.
Este interzisă trecerea conductelor de canalizare prin încăperi care se găsesc materiale degradabile (depozite de alimente, spații comerciale etc.).
Nu este permisă trecerea conductelor de canalizare prin canalele de fum, golurile ascensoarelor, nici prin căminele traversate de conductele de alimentare cu apă.
Pentru o mai bună funcționare a rețelei de canalizare, obiectele sanitare se amplasează în încăperi alăturate, formând grupuri sanitare.
În cazul clădirilor cu mai multe etaje, grupurile sanitare se recomandă să fie suprapuse.
III.7.5.4. Structura instalațiilor de evacuare a apelor uzate meteorice
Apele meteorice care provin din ploi, topirea zăpezii și ghețurilor sunt ape convențional curate.
Colectarea și evacuarea apelor meteorice se realizează printr-o rețea independentă de cea a apelor uzate menajere (orice legatură între cele două rețele de canalizare, poate duce, chiar în cazul unor ploi de scurtă durată, la inundarea clădirilor, deoarece, în conductele de canalizare a apelor meteorice se poate stabili regimul de curgere sub presiune, apa putând refula în acest caz, prin obiectele sanitare în încăperi; de aceea, singura racordare pobililă este numai în căminul exterior al clădirii).
Elementele componente ale unei asemenea instalații, sunt următoarele Fig.III.7.11.
receptorul de ape meteorice 1 – colectează apa de pe o anumită suprafață;
conductele de legatură 2;
coloanele 3;
conductele orizontale 5 – colectoare, care conduc apa de la coloane, la căminul exterior de canalizare 6 care, de regulă, este folosit și pentru canalizarea apelor uzate menajere.
Acoperișurile sau terasele clădirilor sunt prevăzute cu pante de scurgere către receptoarele de ape meteorice fără gardă hidraulică – Fig.III.7.12.c.
Fig.III.7.11. Instalație interioară de canalizare (http://noblehouserealestate.com/)
1 – receptor de ape meteorice; 2 – conductă de legătură; 3 – coloană de ape pluviale; 4 – piese de curățire; 5 – conducte orizontale; 6 – cămin exterior de canalizare.
Terasa este împărțită în mai multe sectoare, în fiecare din ele asigurându-se panta necesară către receptorul racordat etanș la suprafața acesteia (receptoarele se montează la o distanță de circa 20-25 m unul față de altul) Fig.III.7.12.a.
Colectarea apelor meteorice de pe terasele halelor industriale cu deschideri mari se poate face racordând receptoarele la o conductă colectoare orizontală, montată la partea superioară a halei, din care apa este evacuată printr-o singură coloană la canalizarea exterioară prin conducta de racord. Receptoarele de apă meteorică se montează în placa de beton, iar deasupra acesteia se prevede un strat de termo-hidro-izolație, pentru a evita pătrunderea apei meteorice în interiorul halei industriale.
Fig.III.7.12. Racordarea a două receptoare de terasă la aceeași coloană
1 – receptor de terasă pentru colectarea apelor meteorice; 2 – conductă de legătură de la receptor la terasă; 3 – coloană de scurgere; 4 – piesă de curățare; 5 – cot; 6 – curbă.
Racordarea mai multor receptoare de ape meteorice printr-o conductă orizontală colectoare la o singura coloană, este indicată în cazurile în care pardoseala halei industriale este ocupată de mașini și utilaje.
În cazul acoperișurilor cu șarpantă, apele meteorice sunt evacuate prin jgheaburi și burlane exterioare, Fig.III.7.13.
Pentru întreținerea și exploatarea rețelei de canalizare a apelor meteorice se prevăd piese și dispozitive de curățire, care se montează atât pe coloane, cât și pe conductele colectoare orizontale care prezintă pericol de inundare.
Conductele rețelei de canalizare a apelor meteorice trebuie să reziste la o presiune egală cu înălțimea clădirii deservite.
O atenție deosebită trebuie acordată trecerii conductelor de ventilație prin terase sau acoperiș, precum și la montarea recipientelor de terasă, deoarece aceste treceri, de foarte multe ori, sunt surse de infiltrare a apei și de deteriorare a terasei și a încăperilor de la ultimul nivel.
Trecerile și montarea recipientelor de terasă se execută înaintea lucrărilor de izolație a terasei, ceea ce implică colaborarea între constructor și instalator (executarea ulterioară a lucrărilor de izolație determină deteriorarea acestora, conducând la reparații costisitoare). O bună etanșare se realizează prin ridicarea hidroizolației pe tubul de canalizare sau prin prevederea unei piese de tablă zincată.
Racorduri de canal – fiecare clădire sau grup de clădiri din aceeași incintă se racordează la canalizarea exterioară prin intermediul unui singur canal de racord.
Pentru ansamblurile de clădiri civile, se pot vedea însă, mai multe asemenea racorduri.
Fig.III.7.13. Instalație de canalizare cu jgheaburi și burlane pentru evacuarea apelor meteorice
1 – jgheab; 2 – burlan; 3 – cot evacuare; 4 – canalizare exterioară.
III.7.6. Soluții constructive pentru rețelele interioare de canalizare a apelor uzate menajere
Rețelele de conducte pentru evacuarea apelor uzate menajere cuprind:
conductele de legătură de la obiectele sanitare la coloane;
coloanele (conductele verticale) de evacuare a apelor uzate menajere;
colectoarele la care sunt racordate coloanele;
conductele de ventilare naturală a rețelei interioare de canalizare a apelor uzate menajere.
III.7.6.1. Rețele de conducte pentru evacuarea apelor uzate menajere
Conductele colectoare de canalizare a apelor uzate menajere. La acestea sunt racordate coloanele, cu secțiunea transversală parțial umplută cu apă, pentru a avea o curgere a apei uzate gravitațional, cu nivel liber, asigurându-se o evacuare continuă a gazelor nocive, prin coloane, în atmosferă.
Pentru a evita depunerea de sedimente care duce în timp la micșorarea continuă a secțiunii de curgere până la înfundarea conductei, conducta orizontală colectoare se montează cu o anumită pantă de curgere. Pantele de montare ale conductelor colectoare de canalizare a apelor uzate menajere sunt direct proporționale cu diametrele acestora.
Pentru o viteză minimă de curgere a apei, corespunde pentru același diametru al conductei orizontale colectoare de canalizare, la o pantă minimă de montare numită viteză de autocurățire a conductei și este mai mare decât viteza de sedimentare a suspensiilor, iar pentru o pantă maximă, corespunde o viteză maximă de curgere a apei, peste a cărei valoare se produc procese abrazive (de eroziune) a conductei.
Pentru o funcționare și o exploatare corespunzătoare a instalației de canalizare menajeră, viteza de autocurățire care este de 0,7 m/s pentru conducte din fontă de scurgere, polietilenă, polipropilenă și PVC și mai mică decât viteza maximă, care este de 4 m/s; deci: 0,7<v<4 [m/s].
Recomandări pentru alegerea traseelor colectoarelor orizontale de canalizare a apelor uzate menajere:
racordarea coloanelor la colectoare sub un unghi de maximum 45°;
evitarea utilizării ramificațiilor duble pe orizontală;
reducerea la minimum a numărului schimbărilor de direcție;
în clădirile cu subsol, se reduce la minimum numărul de ieșiri ale conductelor de canalizare din clădiri;
evitarea montării conductelor orizontale de canalizare în pardoseală, sub utilaje;
La clădirile fără subsol, amplasate pe terenuri normale, se admite îngroparea în pământ sub pardoseală, a conductelor de canalizare, cu trasee cât mai scurte, fără schimbări de direcție, cu posibilități de intervenție pentru desfundare. Schimbările de direcție sub un unghi de 90° se pot realiza folosind două curbe la 45° montate succesiv. În scopul controlului funcționării și al intervenției în caz de înfundare în timpul exploatării, pe conductele orizontale de canalizare se prevăd piese și dispozitive de curățire, la schimbări de direcție, în punctele de ramificație greu accesibile pentru curățirea din alte locuri, precum și pe trasee rectilinii lungi.
Coloanele de canalizare a apelor uzate menajere. Curgerea apei prin coloane se realizează gravitațional, pentru a se evita punctele de depresiune ale coloanei, unde se produce aspirația gărzii hidraulice din sifoanele obiectelor sanitare, sau punctele de suprapresiune, unde are loc refularea apei uzate din coloană prin conductele de legătură și obiectele sanitare în încăperi. Coloanele trebuie racordate permanent cu atmosfera prin conducte de aerisire, astfel încât în interiorul coloanelor, pe întreaga lor înălțime, presiunea amestecului de gaze nocive cu aerul să fie egală cu presiunea atmosferică, asigurându-se în acest fel evacuarea rapidă și sigură a gazelor nocive în atmosferă.
Stabilirea numărului de coloane și a poziției se realizează în funcție de sistemul constructiv adoptat, avându-se în vedere ca traseul conductelor de legătură spre obiectele sanitare să fie cel mai scurt.
La amplasarea coloanelor se ține seama de următoarele:
gruparea coloanelor de canalizare împreună cu cele de alimentare cu apă;
traseul între coloane și legăturile obiectelor sanitare, trebuie să fie cât mai scurt, fiind executate cu piese de dimensiuni mari, limitate ca tipuri constructive;
se amplasează, în general, în colțurile încăperilor;
alegerea unghiurilor de racordare a conductelor de legătură de la obiectele sanitare la coloanele de canalizare se realizează astfel încât să nu favorizeze înfundarea rețelei;
se recomandă coloane de canalizare separate pentru bucătării și pentru grupurile sanitare;
se interzice trecerea coloanelor de canalizare prin camere frigorifice, casa liftului, coșuri și canale de fum, spații inaccesibile, coșuri de ventilare, tablouri electrice etc.
Se prevăd tuburi (piese) de curățire la baza coloanei, deasupra ultimei ramificații și la fiecare două niveluri.
Înălțimea de montare a piesei de curățire este de 0,4 – 0,8 m față de pardoseala finită.
În cazul coloanelor având înălțimea de peste 45 m, se prevăd devieri ale coloanelor la intervale de maximum 8 niveluri, prin utilizarea curbelor de etaj sau a coturilor de 45°,montându-se suplimentar piese de curățire înainte și după deviere.
Conductele de legătură de la obiectele sanitare la coloane. Evacuarea apei uzate din obiectele sanitare (Fig.III.7.14) se realizează prin sifoanele acestora, în conductele orizontale de legătură la coloane; conducta trebuie să respecte o anumită pantă de curgere, respectând diametrul pentru ca debitul de apă să poată fi evacuat corespunzător.
Fig.III.7.14. Schema instalației interioare de canalizare a apelor uzate menajere
1 – obiect sanitar; 2 – sifon al obiectului sanitar; 3 – sifon de pardoseală; 4 – conductă de legătură; 5 – coloană; 6 – conductă orizontală (colectoare); 7 – racordul canalizării interioare a apelor uzate menajere; 8 – cămin exterior de racord; 9 – piesă de curățare; 10 – conductă de ventilare principală; 11 – căciulă de protecție.
Piesele de curățire (Fig.III.7.15) se amplasează astfel încât să fie posibilă curățirea conductei în ambele sensuri. Conductele suspendate sub tavanele încăperilor, se curăță printr-un cot cu capac (Fig.III.7.15.c), pentru a se evita, în timpul procesului de curățire, scurgerea apelor uzate în încăperi.
Piesele de curățire se montează în subsol, pe conductele amplasate în spațiile comune. Poziția de montare, precum și distanțele minime ale conductelor orizontale de canalizare, față de alte instalații, se vor realiza conform prescripțiilor în vigoare:
„Normativ pentru proiectarea și executarea instalațiilor electrice la consumatori cu tensiuni până la 1000 Vc.a și 1500 Vc.c" – I 7;
„Prescripțiile tehnice pentru proiectarea și executarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale".
„Normele tehnice privind proiectarea și executarea adăposturilor de apărare civilă în subsolurile clădirilor noi" – P102.
montarea conductelor de canalizare în spații unde temperatura nu scade sub 0 °C, altfel trebuie se vor lua măsuri de izolare.
trecerea conductelor orizontale de canalizare prin elemente de construcții care au rol de siguranță la foc (pereți și planșee) se iau măsuri de protecție necesare (piese de trecere, de etanșare etc), asigurându-se limita de rezistență la foc prevăzută prin norme.
Fig.III.7.15. Piese și dispozitive de curățare a) piesă de curățare pentru coloane; b) piesă de curățare pentru conductă orizontală; c) cot cu capac pentru curățare
1 – piesă de curățare; 2 – capac; 3 – colector orizontal; 4 – prelungirea colectorului orizontal; 5 – cot cu capac pentru curățare.
Soluții tehnice speciale de canalizare a apelor uzate menajere. Necesitatea utilizării raționale a apei, în condiții igienico-sanitare și de confort, a dus la realizarea de aparate și dispozitive atașate obiectelor sanitare, care au îmbunătățit radical soluțiile tehnice tradiționale de evacuare a apelor uzate prin rețelele de canalizare.
Evacuarea apelor rezultate de la mașinile de spălat vase sau de spălat rufe se poate realiza cu pompe cu debite de circa 50 l/min, care asigură refularea apei uzate, în coloană, printr-o conductă cu diametrul de 40 mm, la o distanță de 40…50 m pe orizontală și 3,5…4 m pe verticală.
Pompele au dimensiuni reduse, fiind amplasate în spatele vaselor de closet, sub spălătoarele de vase de bucătărie etc. Evacuarea apelor uzate menajere cu astfel de pompe, conduce la schimbarea configurației și a soluțiilor constructive ale rețelei interioare de canalizare.
Evacuarea apelor uzate de la vasele de closet se poate asigura cu ajutorul unor micropulsoare care formează un ansamblu compact, monobloc și multifuncțional. Micropulsorul aspiră în 3 secunde apa uzată (inclusiv fecale, hârtie etc, pe care le dezintegrează) și o refulează la presiunea de 1 bar, într-o conductă racordată la coloana de canalizare. Această conductă poate avea lungimea de 40…50 m pe orizontală și de 4…6 m pe verticală. Consumul de apă pentru spălarea closetului este de 3,5 l pentru o utilizare, ceea ce conduce la o economie de cca 30 000 l apă, pe an, pentru o familie cu 4 persoane, comparativ cu un consum de apă pentru un closet standard.
Conducte de ventilare naturală a rețelei de canalizare a apelor uzate menajere
Pentru evitarea degajărilor de gaze nocive este vital ca instalația de canalizare a apelor uzate menajere să fie ventilată; ventilarea rețelei interioare de canalizare se realizează cu tiraj natural, ca urmare a diferenței de nivel pe înălțimea coloanei și a diferenței de densitate între gaze și aerul exterior. Tirajul este mărit prin acțiunea vântului în secțiunea de evacuare a gazelor din coloană, în atmosferă.
Conductele de ventilare a rețelei interioare de canalizare sunt de două tipuri: principale și secundare.
Conductele de ventilare principală, (Fig.III.7.16) având prelungirile coloanelor de scurgere până deasupra acoperișului sau terasei, realizate din același material ca și coloana. La capătul coloanei de ventilare se prevăd căciuli de protecție, pentru a împiedica pătrunderea apei sau a zăpezii etc.
Fig.III.7.16. Ventilarea instalației de canalizare
1 – coloană de scurgere; 2, 3 – conducte de legătură de la obiectele sanitare la coloană; 4 – coloană de ventilare secundară; 5 – conductă de ventilare principală; 6 – piesă de curățare; 7 – căciulă de protecție a conductei de ventilare; 8 – conductă de ventilare secundară; 9 – canalizare exterioară.
Conductele de ventilare secundară (Fig.III.7.16) sunt obligatorii atunci când:
conductele orizontale au racordate un număr minim de 4 puncte de evacuare a apei uzate;
conductele orizontale au racordate un număr de minim 4 vase de closete.
Fig.III.7.17. Piesă specială de racord a obiectelor sanitare
Conductele de ventilare secundară a rețelei interioare de canalizare a apelor uzate menajere se pot realiza:
având coloana de ventilare separată;
racordate la o coloană de ventilare vecină;
prin racordarea la o coloană de evacuare prelungită cu conducta de ventilare principală.
Racordarea conductelor de ventilare secundară la coloanele de evacuare a apelor uzate menajere se face sub un unghi ascuțit, cu vârful în sensul curgerii, pentru a împiedica pătrunderea, în conducta de ventilare secundară, a apei uzate provenită de la unele obiecte sanitare situate deasupra acestei conducte.
conducta de ventilare secundară poate fi eliminată, prin montarea, în punctul de racord la coloană, a unei piese speciale (Fig.III.7.17), dacă sunt racordate 4 obiecte sanitare pe același nivel.
pătrunderea, în conducta de ventilare secundară, a apei uzate provenită de la unele obiecte sanitare situate deasupra acestei conducte.
Conducta de ventilare auxiliară (suplimentară, Fig.III.7.18) se prevede la clădirile înalte, unde coloana de curgere depășește 45 m înălțime. Coloana de ventilare auxiliară dublează coloana de curgere a apei uzate menajere, pe toată înălțimea clădirii și se leagă la aceasta, cel puțin, o dată la 3-4 niveluri. Toate coloanele de ventilare auxiliară se prelungesc deasupra terasei sau acoperișului, cu maximum 0,50 m, cu conducte din fontă de scurgere și se prevăd cu căciuli de protecție.
Conductele de ventilare ale rețelei interioare de canalizare a apelor uzate menajere, care ies deasupra teraselor în vecinătatea ferestrelor sau a altor deschideri, legate de încăperi cu utilizare curentă, se prelungesc deasupra acestor deschideri cu o înălțime de 0,50… 1,50 m.
Fig.III.7.18. Schema ventilării auxiliare a rețelei de canalizare
1 – coloană de scurgere; 2 – conductă principală de ventilare; 3 – conductă auxiliară de ventilare; 4 – piesă de curățare; 5 – conductă colectoare; 6 – cot cu capac pentru curățare.
III.7.7. Racordarea instalațiilor interioare de canalizare a apelor uzate la rețeaua exterioară
Racordarea instalațiilor interioare de canalizare a apelor uzate menajere la rețeaua exterioară de canalizare se realizează prin intermediul căminelor de racord – cămine de vizitare.
Distanța minimă de amplasare în terenurile normale a căminelor de racord, față de clădire, este la 2 m și maxim 10 m. În cazul terenurilor sensibile la umezire, se realizeză conform prevederilor „Normativului pentru proiectarea și executarea construcțiilor fundate pe terenuri sensibile la umezire", P 7.
În timpul unor ploi de intensitate foarte mare (fie și de scurtă durată), când rețeaua exterioară de canalizare intră în regim de curgere sub presiune, pentru a evita acest pericol se pot adopta diferite soluții tehnice, în funcție de particularitățile construcției respective. În general, racordarea instalației de canalizare interioară la căminul exterior se realizează astfel încât cota minimă de amplasare a punctelor de consum al apei să fie deasupra nivelului maxim Nmax al apei din canalizarea exterioară (Fig.III.7.19), deoarece, în caz contrar, există pericolul refulării apei din rețeaua exterioară de canalizare prin obiectele sanitare.
Fig.III.7.19. Canalizarea obiectelor sanitare amplasate în subsol
1 – obiect sanitar; 2 – sifon de pardoseală; 3 – conductă de racord la canalizarea exterioară; 4 – cămin de racord; 5 – piesă de curățare; 6 – coloană de curgere; 7 – planșeu; 8 – zid exterior; 9 – canal colector (conductă publică de canalizare).
O soluție este de a amplasa obiectele sanitare din subsol astfel încât cota N1 a capacului sifonului de pardoseală să fie deasupra nivelului maxim al apei din căminul exterior sau de la nivelul trotuarului. Racordarea acestor obiecte sanitare se face printr-o conductă de evacuare legată la conducta de racord la canalizarea exterioară.
Dacă din motive de ordin constructiv, nu se pot respecta aceste cerințe, se apelează la montarea pe conducta de evacuare a unui dispozitiv cu clapetă de reținere, numit închizător cu sertar contra refulării, care asigură curgerea apei numai într-un singur sens (de la interior spre exterior). Acesta se montează într-un cămin, pentru ca, în timpul exploatării, să poată fi curățat .
Pe traseul exterior al conductelor de canalizare spre căminul de racord, se adaugă adâncimea minimă de protecție contra înghețului cuprinsă între 0,7 și 1,1 m, în caz contrar, se iau măsuri speciale contra înghețului.
III.7.8. Materiale și echipamente specifice instalațiilor interioare de canalizare a apelor uzate menajere
III.7.8.1. Țevi, tuburi și piese de legătură pentru canalizări
La realizarea instalațiilor interioare de canalizare a apelor uzate menajere, se recomandă utilizarea următoarelor țevi și tuburi (Fig.III.7.20):
tuburi din fontă de scurgere, tuburi din polipropilenă (PP), din polietilenă (PE) sau din policlorură de vinil (PVC) – pentru coloane și conducte orizontale (colectoare) de canalizare;
tuburi din fontă de scurgere, țevi și tuburi din polipropilenă (PP), din polietilenă (PE) sau din policlorură de vinil (PVC) și tuburi flexibile din metal sau mase plastice – pentru racordarea obiectelor sanitare la instalația de canalizare: tuburi.
Tuburile și piesele de legătură din fontă (Fig.III.7.21) sunt realizate în conformitate cu STAS 1515/2 și respectiv „seria M", STAS 9392, având diametre nominale de 50, 75, 100, 125, 150 și 200 mm. Acestea sunt prevăzute cu mufă la un capăt și se pot îmbina prin șternuire sau cu garnituri din cauciuc.
Începând cu anii `90 , în conformitate cu EN 877/1999 și EN 1561/1997 se folosesc tuburile și fitingurile din fontă ductilă, care înlocuiesc îmbinarea cu mufă. În plus, tuburile și fitingurile sunt protejate cu un strat de rășină epoxidică la interior și la exterior.
Fig.III.7.20. Țevi, tuburi și piese de legătură pentru canalizări
Fig.III.7.21. Tuburi și piese de legătură din fontă de scurgere
a) tub cu mufă dreaptă; b) tub cu mufă cu caneluri; c) curbă de etaj; d) reducție; e) cot; f) mufă dublă; g) piesă de curățare; h) ramificație inegală.
Țevile și piesele speciale pentru instalațiile de canalizare, fabricate din polipropilenă ignifugată, prezintă următoarele caracteristici:
Polipropilena este un material plastic, obținut prin polimerizarea propilenei. Polipropilena este un polimer al propilenei CH3 – CH = CH2. În funcție de condițiile de polimerizare și de tipul de catalizator folosit, polimerii pot prezenta o conformație stereoregulată, denumitã așa pentru cã unitatea monomericã are o succedare regulatã.
Caracteristicile de bază ale materiei prime și tehnologia folosită la fabricarea polipropilenei conferă produsului calități deosebite, precum:
greutatea molecularã mare a materiei prime folosite are în consecință eliminarea fenomenului de îmbătrânire;
ușurință la montarea pieselor speciale și a tuburilor, datorită sistemului de asamblare prin mufare, a greutății reduse a acestor piese și a geometriei favorabile;
rezistență sporită la detergenți și la o gamă variată de substanțe chimice. În general, PP nu este atacată de acizi și baze minerale, chiar foarte concentrate și la temperaturi chiar superioare de 60°C. Produsul este sensibil numai la acțiunea reactivilor oxidanți ca acidul clorosulfuric, oleum la 100%, acid nitric și halogeni, chiar si la temperatura mediului. La temperatura mediului nu existã practic un solvent al PP.
garniturile cu care sunt dotate țevile din PP asigură o etanșare perfectă. Materialele folosite pentru garnituri, asigură aceeași durată de viață ca și la PP;
țevile și racordurile sunt ambalate în așa fel încât să ușureze operațiile de stocare și transport și să evite ovalizarea sau zgârierea;
gama de diametre și lungimi, precum și tipurile de racorduri permit rezolvarea oricărei geometrii de instalație de scurgere în modul cel mai rapid și economic;
montarea este extrem de simplă și exclude folosirea de adezivi sau masticuri care sunt costisitoare și pot genera la temperaturi ridicate gaze adeseori nocive;
reparațiile și reamenajările sunt ușor de executat;
tipul de îmbinare și gama diversă de piese speciale permite realizarea unui ansamblu rapid și simplu, chiar și cu tubulaturi din alte materiale;
rezistență bună la șocuri;
rezistență optimă la ape fierbinți, descărcate de mașini de spălat sau de chiuvete;
rugozitatea scăzută a suprafeței interioare favorizează curgerea fluidelor evitându-se formarea de depuneri și incrustații;
tendință scăzută de formarea a condensului, datorită conductibilității termice scăzute.
Fig.III.7.22. Tuburi și fitinguri de canalizare interioară din polipropilenă
Gama de dimensiuni pentru tuburile și fitingurile de canalizare interioară din polipropilenă este cuprinsă între 32-160 mm (Fig.III.7.22).
Sunt prezentate în continuare alte materiale, utilizate pentru instalațiile de canalizare interioare.
Sifoanele de pardoseală au rolul de a colecta și evacua apa de pe suprafața pardoselilor din încăperile în care sunt montate băi, bucătării, spălătorii etc.
Acestea sunt astfel construite încât să rețină în corpul lor, ca și sifoanele obiectelor sanitare, o gardă hidraulică. Pentru menținerea acesteia, se recomandă racordarea la sifoanele de pardoseală a conductei de scurgere a unui obiect sanitar cu utilizare frecventă. Sifoanele de pardoseală se produc din fontă emailată, polipropilenă, polietilenă sau PVC într-o gamă variată de tipuri constructive.
Sunt diferite modalități de realizare a sifoanelor de pardoseală:
Sifon de pardoseală cu o ieșire laterală – Fig.III.7.23;
Sifon de pardoseală cu o intrare și o ieșire laterală – Fig.III.7.24;
Sifon de pardoseală cu două intrări și o ieșire laterală – Fig.III.7.25;
Sifon de pardoseală cu două intrări și o ieșire verticală – Fig.III.7.26;
Sifon de pardoseală cu grătar din inox cu o intrare și o ieșire laterală – Fig.III.7.27.a;
Sifon de pardoseală cu grătar din inox cu înălțător, cu o intrare și o ieșire laterală – Fig.III.7.27.b;
Ventile de scurgere pentru obiecte sanitare au rolul de a face legătura cu preaplinul și permite racordarea obiectului sanitar cu sifonul – Fig.III.7.28.
Sifoane pentru obiecte sanitare se racordează cu ventilul de scurgere, fiind construite pentru a reține permanent un strat de apă de circa 60 mm înălțime, numit gardă hidraulică, cu rolul de a împiedica pătrunderea gazelor nocive din rețeaua de canalizare în încăperi.
Materiale de executare a sifoanelor pentru obiecte sanitare sunt: fontă, PVC, polipropilenă sau polietilenă.
Sunt prezentate următoarele variante constructive:
Sifon flexibil cu racord ventil – Fig.III.7.29.
Racord flexibil WC – Fig.III.7.30.
Sifon pentru lavoar – Fig.III.7.31.
Sifon dublu pentru spălător vase – Fig.III.7.32.
Sifon cadă de baie cu preaplin – Fig.III.7.33.
Sifon cabină de duș – Fig.III.7.34.
III.7.8.2. Sifoane pentru obiecte sanitare, mașini de spălat vase și mașini de spălat rufe
Montarea sifoanelor pentru obiectele sanitare se realizează sub ventilul de scurgere, fiind construite pentru a reține permanent un strat de apă de circa 60 mm înălțime, numit gardă hidraulică, cu rolul de a împiedica pătrunderea gazelor nocive din rețeaua de canalizare în încăperi.
Materialele de executare a sifoanelor pentru obiecte sanitare sunt: fontă, PVC, polipropilenă sau polietilenă.
Tuburile și piesele de legătură (fitinguri) din polietilenă (PE) sunt produse într-o mare varietate de sortimente și dimensiuni.
Tuburile și fitingurile din PE se îmbină prin sudură tip electrofuziune (cu fitinguri de electrofuziune pentru canalizare), care elimină apariția cordonului de sudură la interior (de la sudura cap la cap sau de la polifuziune).
Tuburile și fitingurile din polietilenă PE-HD sunt potrivite atât pentru sistemele de canalizare prin vacuumare, cât și pentru canalizările clasice gravitaționale. Sortimentul de țevi și fitingurile din PE-HD cuprind dimensiuni de la 40 mm până la 315 mm – Fig.III.7.35 și Fig.III.7.36. Prin performanța extraordinară a proprietății meterialului PE-HD, țevile de canalizare se pot folosi la canalizări industriale și de laboratoare și în instalațiile sanitare de canalizare din canalizarea casnică și în drenajul terenurilor.
La țevile PE-HD se pot realiza suduri stabile, solide și etanșe, cu ajutorul mufelor de sudură electrică și sudare în oglindă.
Țevile și tuburile din policlorură de vinil, neplastifiată, tip PVC, sunt folosite pentru evacuarea apelor de canalizare necorozive și se execută în două variante constructive: simple și mufate, cu diametre nominale uzuale de 32, 40, 50, 75, 110, 125 și 160 mm.
Conductele de canalizare, realizate din policlorură de vinil neplastifiată (PVC-U), sunt destinate sistemelor de canalizare exterioară și interioară pentru ape uzate menajere sau industriale, pentru canalizarea meteorică, drenajul și colectarea apelor de infiltrație, precum și deversarea apelor convențional curate. Principiul de îmbinare al țevilor este cu mufă și garnitură din elastomer.
Gama de conducte pentru canalizare gravitațională exterioară îngropată, de culoare brun-portocaliu, cu diametrul nominal cuprins între 110 și 630 mm, cu mufă și garnitură din elastomer și rigiditatea inelară conform claselor SN2, SN4 și SN8, corespunzătoare unor sarcini de 200, respectiv 400 și 800 kg/m² de teren, atât cu perete compact, cât și cu perete multistrat – (Fig.III.7.37 și Fig.III.7.38). Stabilitatea chimică a PVC-U asigură posibilitatea utilizării în medii agresive, respectiv soluții acide sau bazice în intervalul de pH cuprins între 2 și 12, săruri, uleiuri minerale sau vegetale, hidrocarburi, la temperatura de regim de max. 60 șC. Rezistența mecanică a țevilor din PVC-U este remarcabilă, acestea putând prelua sarcini însemnate la o instalare corectă, fiind în același timp mai puțin sensibile la tasări sau deplasări ale terenului, în comparație cu țevile rigide. Rugozitatea redusă a țevilor din PVC-U elimină posibilitatea depunerilor și favorizează curgerea, debitele posibil de transportat fiind cu 20 % mai mari față de conductele de beton, numai din diferența de rugozitate. Durata de viață a țevilor din PVC-U este estimată la peste 50 de ani.
III.7.9. Instalații interioare de canalizare a apelor meteorice
III.7.9.1. Soluții constructive pentru instalațiile interioare de canalizare a apelor meteorice
Apele meteorice provenite din precipitații de pe acoperișurile și terasele clădirilor, sunt evacuate printr-o rețea de canalizare, compusă din (Fig.III.7.39): receptorul de ape meteorice, conducta de legătură dintre receptor și coloană; conductele colectoare, de la coloane la căminul exterior de canalizare, piesa de curățire.
Apele meteorice colectate de pe terase aflate la cote diferite se evacuează prin coloane independente, iar în cazul teraselor necirculabile, se face prin receptoare fără gardă hidraulică.
Separarea rețelei de canalizare a apelor uzate menajere de instalația de canalizare a apei menajere, ar putea conduce, în cazul unor ploi de intensitate mare, fie și de scurtă durată, la inundarea clădirii, prin obiectele sanitare.
În cazul coloanelor de canalizare a apelor meteorice, cu înălțimea de până la 45 m, se prevăd piese de curățire la primul și la ultimul nivel, iar pentru coloanele mai înalte de 45 m, se recomandă prevederea unor devieri ale coloanelor la intervale de 8 niveluri, prin utilizarea curbelor de etaj sau a coturilor de 45° și mai mici. În acest caz se prevăd, suplimentar, piese de curățire, înainte și după deviere.
Apele meteorice sunt colectate și evacuate în căminul de racord al canalizării exterioare, prin intermediul jgheaburilor (Fig.III.7.40.a). Jgheaburile și burlanele se fabrică din tablă zincată și se montează pe fațada clădirii. Este indicat în cazul unor debite mici, ca evacuarea apei meteorice să se realizeze din burlane la rigola străzii (Fig.III.7.40.b). Pentru cazul unor debite mari de ape meteorice, burlanele se leagă la rețeaua exterioară de canalizare prin tuburi din fontă de scurgere (Fig.III.7.40.c) prelungite până la înălțimea de 1,5 m deasupra terenului, prevăzându-se la circa 0,5…1,0 m de la nivelul terenului o piesă de curățire.
Fig.III.7.39. Coloană de canalizare prevăzută cu sifon, pentru ape meteorice
1 – receptor de terasă; 2 – piesă de racordare; 3 – coloană; 4, 6 – piesă de curățire; 5 – sifon cu gardă hidraulică.
Când forma acoperișului impune colectarea apelor în interior, receptoarele de ape meeorice sunt amplasate pe terase circulabile, coloanele sunt prevăzute cu sifoane, cu gardă hidraulică, amplasate astfel încât să fie ferite de îngheț. Burlanele se amplasează în interior atunci când apele meteorice din curțile interioare, se evacuează la canalizarea exterioară, printr-o rețea separată de rețeaua de canalizare a apelor uzate menajere.
a) b) c)
Fig.III.7.40. Instalație de canalizare cu jgheaburi și burlane pentru evacuarea apelor meteorice
a) scurgere la canalizarea exterioară; b) scurgere la rigolă; c) receptor montat la streașină. 1 – jgheab; 2 – piesă de racord; 3 – burlan; 4 – tub din fontă de scurgere; 5 – piesă de curățire; 6 – canalizare exterioară.
O variantă modernă a sistemului de evacuare a apelor meteorice se poate realiza ca un sistem de aspirație cu presiune negativă. Acest sistem este compus din receptori de terasă, țevi și fitinguri realizate din HDPE Geberit Pluvia, precum și un sistem de fixare special conceput prin aspirația cu presiune negativă. Geberit Pluvia face posibilă drenarea completă a unui acoperiș, fără a necesita pozarea conductelor cu pantă. Ca atare, suprafețele mari de acoperișuri pot fi drenate printr-o singură coloană verticală.
Spre deosebire de metodele de evacuare a apelor meteorice convenționale pentru acoperișuri (Fig.III.7.41 și Fig.III.7.43), sistemul Geberit Pluvia funcționează ca un sistem sifonic. Sistemul de conducte se umple complet, cât mai rapid posibil, datorită dimensionării corecte a conductelor și dispunerii corecte a receptorilor de evacuare pentru acoperișuri, Geberit Pluvia, generând astfel o presiune negativă în sistemul de conducte (Fig.III.7.42). Această presiune negativă din interiorul sistemului de conducte absoarbe rapid apa de ploaie prin aspirație, în loc să permită simpla drenare naturală a acesteia, și asigură, de asemenea, o funcție îmbunătățită de autocurățare.
Geberit Pluvia reduce numărul coloanelor verticale și al receptorilor de terasă pentru acoperișuri, oferind o flexibilitate considerabil mai mare în proiectarea clădirii, în folosirea spațiului și în coordonarea specialităților (Fig.III.7.44).
În Fig.III.7.45 este prezentat un sistem complet de evacuare a apelor meteorice sifonic, în care se remarcă sistemul de prindere special și îmbinarea prin electrofuziune a tuburilor și fitingurilor.
Fig.III.7.45. Sistem complet de evacuare a apelor meteorice sifonic Pluvia Geberit
III.7.9.2. Materiale și echipamente specifice instalațiilor de canalizare a apelor meteorice
La realizarea instalațiilor de canalizare a apelor meteorice, se utilizează aceleași tipuri de țevi, tuburi și piese speciale de îmbinare ca și pentru instalațiile de canalizare a apelor uzate menajere.
Receptoarele pentru colectarea și evacuarea apelor meteorice de pe terase circulabile sau necirculabile, cu diametre nominale de 100 sau 150 mm, pot fi cu racordare dreaptă (Fig.III.7.46) sau laterală (Fig.III.7.47)
În cazul sistemului de evacuare a apelor meteorice sifonic, dimensionarea se face astfel încât conductele să fie pline 100% cu apă, ceea ce duce la reducerea diametrelor cu până la jumătate din diametrele utilizate într-o instalație convențională.
Sifoanele pentru ape meteorice (Fig.III.7.48) se execută, în special, din polipropilenă, sunt prevăzute cu manșon lung și dop de curățire. Pentru topirea zăpezii pot fi prevăzute cu element încălzitor (Fig.III.7.49).
III.8. Instalații de alimentare cu gaze naturale combustibile
III.8.1. Noțiuni generale privind sistemele de alimentare cu gaze
Sistemele de alimentare cu gaze combustibile sunt constituite din totalitatea echipamentelor, aparatelor, conductelor etc., care asigură colectarea, transportul, distribuția și utilizarea gazelor combustibile (Fig.III.8.1 și Fig.III.8.2).
Pentru înțelegerea alcătuirii, funcționării și a exploatării raționale și fără riscuri a instalațiilor de gaze, este necesar să se cunoască proprietățile de bază ale gazelor naturale combustibile. Astfel, gazele combustibile folosite în industrie și în clădirile de locuit, se împart în două categorii:
gaze naturale – constituite din amestecuri de hidrocarburi saturate care conțin unele impurități, cum ar fi: bioxidul de carbon, azotul, hidrogenul sulfurat etc, care sunt captate cu ajutorul sondelor, din zăcăminte subterane;
gaze artificiale – sau fabricate, obținute prin prelucrarea combustibililor solizi, lichizi sau gazoși, în generatoare de gaze numite – gazogene;
Gazele combustibile sunt utilizate în instalații de ardere pentru obținerea energiei termice necesare încălzirii, necesităților menajere (mașini de gătit, prepararea apei calde de consum etc.) sau în diferite procese tehnologice.
După coexistența lor cu combustibilii lichizi în zăcăminte, gazele naturale pot fi:
gaze libere – care sunt amestecuri de gaze (constituite, în cea mai mare parte, din metan), obținute din zăcăminte în care se află numai gaze;
gaze dizolvate – care sunt amestecuri de gaze dizolvate în țiței și obținute odată cu țițeiul, prin sondele de exploatare ale acestuia;
gaze asociate – constituite din metan, alte hidrocarburi saturate și impurități, aflate în cupole subterane, în vecinătatea zăcămintelor de țiței și care se exploatează simultan după extragerea țițeiului.
Fig.III.8.1. Schema generală de captare, tratare, transport și distribuție a gazelor naturale
1 – câmp de captare; 2 – sondă; 3 – punct de captare; 4 – conductă pentru colectarea gazelor de sondă; 5 – stația de tratare a gazelor; 6 – stația de compresoare; 7 – conductă de transport; 8 – stație de predare industrială; 9 – rețea de utilizare a gazelor în industrie; 10 – stație de predare în localitate; 11 – rețea de repartiție; 12 – stație de reglare sector; 13 – rețea de distribuție; 14 – post de reglare; 15 – instalație de utilizare a gazelor la clădiri de locuit.
Fig.III.8.2. Schema rețelei de alimentare cu gaze naturale cu extracție submarină și stocare
1 – extracția gazelor naturale; 2 – transportul gazelor naturale; 3 – stocarea propanului și butanului; 4 – stocarea metanului; 5 – distribuția gazului natural în localitate; 6 – transportul buteliilor de propan și butan.
Fig.III.8.3. Alimentarea cu gaze naturale – trepte de presiune (http://www.promocash.com)
1 – sondă; 2 – stație de tratare; 3 – sistem de transport; 4 – sistem de control a presiunii; 5 – consumator.
Gazele naturale sunt inodore, incolore și combustibile.
Efectul termic al arderii complete a unei cantități de gaz egală cu unitatea, în anumite condiții de temperatură și presiune, se exprimă prin mărimea numită putere calorică și se măsoară în J/m3 sau Kcal/m3.
Gazul metan are puterea calorifică inferioară de 8562 Kcal/Nm3 la temperatura de 0șC și presiunea de 760 mm Hg; un volum de gaz metan are nevoie pentru ardere de 9,5 volum aer.
Schema unui sistem de alimentare cu gaz metan cuprinde reprezentarea în plan vertical și orizontal a elementelor care servesc la corectarea, tratarea, transportul și distribuția gazelor naturale.
Gazele naturale se extrag din zăcăminte subterane cu ajutorul sondelor – Fig.III.8.3 – instalate în câmpuri de captare în zona “orizontului productiv” apoi sunt înmagazinate, tratate și apoi transportate printr-o rețea de conducte până la consumatori, care pot fi: centre populate, centre industriale etc.
Debitele extrase cu ajutorul sondelor sunt variabile în timp, depinzând de natura și de condițiile geologice ale zăcământului. De asemenea, consumul de gaze naturale din instalațiile de utilizare este variabil în timp, astfel că, apar diferențe între debitul furnizat de zăcăminte și cel preluat din conducta de transport de către consumatori. Din această cauză și din motive economice, gazele furnizate de toate sondele instalate într-un câmp de captare sunt colectate și înmagazinate într-o rețea exterioară comună.
Deoarece după extracție gazele naturale conțin cantități importante de apă și impurități, care pot crea numeroase inconveniente în exploatarea rețelelor și a instalațiilor anexe, se impune ca aceste gaze să fie tratate.
Prezența apei în gaze poate produce:
-coroziunea interioară a conductelor și armăturilor;
-reducerea secțiunii conductelor și, odată cu aceasta, capacitatea lor de transport;
-creearea posibilității formării criohidraților, combinații instabile ale vaporilor de apă din gaze, cu moleculele hidrocarburilor;
-aglomerarea criohidraților (al căror aspect este asemănător cu chiciura) în diverse puncte ale rețelei poate produce complet secțiunea de trecere a gazelor.
Pentru înlăturarea formării criohidraților, se evită montarea conductelor în stratul de pământ afectat de îngheț, iar gazele se tratează cu metanol .
Gazele ce nu conțin bioxid de carbon și hidrogen sulfurat se tratează cu amoniac.
Tratarea gazelor se efectuează atât la sursă, cât și la consumator.
Fig.III.8.4. Captarea și tratarea gazelor naturale
1 – sondă de extracție; 2 – încălzitor; 3 – ventil de reglare a presiunii gazului; 4 – separator de apă; 5 – compresor; 6 – separator de ulei; 7 – conductă de transport.
Principalele procese de tratare a gazelor, imediat după extracție, sunt următoarele: încălzire la presiune constantă într-un schimbător de căldură (încălzitor); laminare adiabatică într-un ventil de laminare; separarea vaporilor de apă; comprimarea cu ajutorul compresoarelor de gaze – Fig.III.8.4.
Prin laminare, presiunea și temperatura gazelor scade și are loc condensarea vaporilor de apă. Separarea apei de gaz se face în separatoare, care pot fi gravimetrice sau centrifugale.
Gazele naturale sunt inodore și se transportă de la captare spre zona marilor consumatori, neodorizate. Odorizarea gazelor se face în stațiile de predare la marii consumatori din zonele urbane sau la platformele industriale și are drept scop semnalarea scăpărilor de gaze, pentru luarea măsurilor de prevenire a incendiilor sau exploziilor.
Odorizarea gazelor se face cu etilmercaptan (un produs petrolier secundar) sau sulfihidrat de etil. Introducerea odorizantului în curentul de gaze naturale se poate realiza prin: picurare (la instalații mici), evaporare sau injecție. Cantitatea de odorizant trebuie să imprime gazelor un asemenea miros încât să se poată recunoaște prezența lor într-o concentrație de 1 % din volumul aerului ambiant. Doza de odorizant folosită este de 1,2 – 1,6 kg etilmercaptan pur la 100.000 m3 gaze în condiții normale de presiune și temperatură.
Transportul gazelor de la sursă la localitățile consumatoare sau la marii consumatori industriali se realizează prin conducte magistrale. Aceste conducte se montează îngropat și, spre deosebire de celelalte tipuri de rețele de gaze, nu sunt legate de traseul căilor de circulație. Alegerea traseului conductelor urmărește: realizarea unor investiții minime, posibilități de exploatare ușoară, evitarea unor lucrări speciale (subtraversări, supratraversări etc.).
Gazele naturale se transportă prin conducte magistrale la presiune înaltă sau medie.
Orașele și marii consumatori industriali se racordează la conducta magistrală Fig.III.8.5 – prin stații de reglare a presiunii, măsurarea debitului și odorizarea gazelor numite stații de predare.
Fig.III.8.5. Schema de principiu a unui sistem de distribuție a gazelor naturale
1 – conducta magistrală de transport; 2 – stație de predare; 3 – instalație de utilizare la consumator important (alimentat direct din conducta de transport); 4 – ansamblu de clădiri de locuit; 5 – rețea de repartiție; 6 – stație de reglare la consumator important; 7 – stație de reglare de sector; 8 – rețea de distribuție; 9 – post de reglare; 10 – branșament; 11 – instalație de utilizare (joasă presiune); 12 – consumator important (presiune redusă, medie sau intermediară).
Așadar, sistemul de distribuție cuprinde mai multe trepte de presiune, care depind de natura consumatorilor, densitatea suprafețelor locuite, dezvoltarea în perspectivă a localităților și industriilor etc.
III.8.2. Sistemul de distribuție și utilizare a gazelor naturale combustibile în clădiri
Instalații interioare de alimentare cu gaze naturale combustibile
Subsistemul de utilizare presupune existența unui ansamblu de conducte, armături și accesorii montate în incinta unui consumator, în aval de robinetul de branșament, stația sau postul de reglare a presiunii gazelor.
III.8.2.1. Racordarea consumatorilor la rețeaua exterioară de distribuție
Alimentarea consumatorilor cu gaze naturale din rețeaua exterioară de distribuție se realizează prin conducte de branșament.
Branșamentul, Fig.III.8.6, este conducta de legătură care transportă gaze nemăsurate de la o conductă aparținând sistemului de distribuție, până la ieșirea din robinetul de branșament, stația sau postul de reglare.
La capătul branșamentului se montează un robinet de închidere, numit robinet de branșament, care permite scoaterea din funcțiune a întregii instalații.
Traseul branșamentului trebuie să fie ales, în asa fel încât, să fie rectiliniu, perpendicular pe axa conductei de distribuție.
Fig.III.8.6. Branșament de joasă presiune
1 – conductă de distribuție; 2 – drenaj de pietriș; 3 – calotă de captare a gazelor; 4 – conductă de evacuare a gazelor; 5 – dop din fontă; 6 – conductă de branșament; 7 – manșon de fixare; 8 – suport; 9 – robinet de incendiu; 10 – robinet de branșament; 11 – regulator de debit; 12 – tub de protecție; 13 – conductă de distribuție.
Fig.III.8.7. Modul de legare la conducta de distribuție a branșamentelor a) cu diametrul mai mare de 2 ½; b) branșament cu dispozitiv teu (piesă de racord)
1 – conductă de distribuție; 2 – conducta branșamentului; 3 – vană; 4 – cămin de vizitare; 5 – spațiu de deplasare; 6 – piesă de racord.
Conducta de branșament se racordează la instalația interioară prin intermediul unei piese electroizolante (Fig.III.8.7). Scopul acestei piese este de a elimina posibilitatea punerii la pământ, prin conducta de gaze, a diverselor obiecte electrocasnice, precum și de a permite aplicarea protecției catodice la conductele sistemului exterior de distribuție.
Branșamentele sunt amplasate la o adâncime de minimum 0,9 m față de terenul amenajat, cu panta spre conducta la care se racordează.
Fiecare clădire sau grup de clădiri, din aceeași incinta, va fi alimentat printr-un singur branșament, chiar dacă imobilul este amplasat astfel încât să fie mărginit de mai multe străzi, pe care sunt montate conducte exterioare de gaze.
În anumite situații, (de exemplu, marii consumatori industriali) justificate economic, cu acordul întreprinderii de distribuție a gazelor, se pot prevedea mai multe branșamente, precum și legarea a două imobile de pe proprietăți vecine la un singur branșament Fig.III.8.8.
Fig.III.8.8. Branșamente de joasă presiune la clădiri de locuit
a) clădiri situate pe aceeași stradă; b) clădiri având un perete comun
1 – conductă exterioară; 2 – branșament consum; 3 – racord; 4 – robinet de incendiu; 5 – regulator de presiune.
III.8.2.2. Criterii generale de alcătuire și realizare a subsistemelor de distribuție și utilizare a gazelor naturale combustibile în clădiri
III.8.2.2.1. Exigențe funcționale privind alcătuirea instalațiilor de gaze în clădiri
Alcătuirea acestor categorii de instalații este dependentă de următoarele aspecte:
tipul, mărimea și destinația consumatorilor de gaze, care pot fi: tehnologici; cazane de încălzire centrală aferente clădirilor; sobe amplasate în apartamente; mașini de gătit din bucătăriile blocurilor de locuințe etc.;
modul în care se face măsurarea și înregistrarea (contorizarea) debitului de gaze consumat în clădiri, și anume: cu contoare montate la fiecare apartament; cu contoare pentru fiecare apartament, dar montate împreună într-o încăpere special destinată acestui scop; cu contor comun pentru bucătării și contor separat pentru centrala termică; cu contor general pe unitate etc.
III.8.2.2.2. Structura subsistemului de distribuție și utilizare a gazelor în clădiri
Elementele componente ale subsistemului de utilizare sunt: instalația interioară, instalația exterioară și contoarele Fig.III.8.9.
Pe conducta de alimentare, la intrarea în clădire a instalației exterioare se prevede un robinet numit “de incendiu” la care se poate opri integral funcționarea gazelor.
Conducta de distribuție a instalației exterioare intră în clădire în locuri ușor accesibile și ventilate (de exemplu, în casa scării, coridoare etc.) după ieșirea ei la suprafața terenului, la înălțimea cerută de stația locală (recomandabil, 1,5 până la 2 m).
Fig.III.8.9. Schema de principiu pentru branșament și instalația de utilizare
1 – conductă de distribuție; 2 – piesă de racord; 3 – branșament; 4 – răsuflătoare; 5 – robinet de branșament; 6 – nișa postului de reglare; 7 – post de reglare; 8 – instalație exterioară; 9 – robinet de incendiu; 10 – tub de protecție; 11 – coloană; 12 – instalație interioară; 13 – robinet de contor; 14 – contor; 15 – robinet de siguranță; 16 – robinet de manevră; 17 – aparat de utilizare; 18 – coș de fum; 19 – ușiță de curățare.
Fig.III.8.10. Intrarea coloanei de alimentare cu gaze în pământ, direct în subsolul clădirii
1 – conductă de gaze; 2 – robinet de incendiu; 3 – protector; 4 – răsuflătoare.
Este interzisă intrarea conductei exterioare direct în clădire, prin prelungirea porțiunii subterane; în cazuri deosebite, când această situație nu se poate evita datorită dificultăților la montare (în special la conducte având diametre mari), se poate racorda conducta direct la subsol, prin intermediul unui cămin de vane cu răsuflătoare spre exterior Fig.III.8.10.
Contoarele sunt aparate care măsoară debitul de gaze consumat, în vederea decontării.
Pentru fiecare abonat se prevede contorizarea consumului de gaze.
După modul în care se realizează măsurarea și înregistrarea consumului, contoarele realizate în mai multe variante constructive (volumetrice, diferențiale etc.).
În Fig.III.8.11.sunt prezentate diferite modalități de montarea a contoarelor individuale.
Fig.III.8.11. Montarea contoarelor individuale
a) în bucătărie, cu intercalare pe existentă; b) în bucătărie, la capăt de coloană existentă; c) în casa scării, cu racorduri orizontale de la coloană. 1 – coloană montată; 2 – racord contor; 3 – contor; 4 – robinet contor; 5 – ieșire contor; 6 – mașină de gătit cu gaze
Fig.III.8.12. Montarea contoarelor individuale (http://gazservexpert.ro)
La intrarea gazului în contor se montează un robinet de contor. Înălțimea de montare de 1,5-2 m de la pardoseală trebuie să asigure atât citirea indicatorului, cât și protectia contorului în timpul exploatării – Fig.III.8.12.
Se instalează în locuri bine uscate, laminate și aerisite, ușor accesibile pentru întreținere și citire (în casa scării, coridoare largi, holuri) sau în nișe și cabine special amenajate în zidul exterior.
Dacă distanța dintre robinetul de incendiu (prevăzut obligatoriu la intrarea conductei de gaz în clădire) și cel de contor este mai mică de 5 m, robinetul de contor poate lipsi.
Instalația interioară este amplasată în incinta clădirilor și este constituită din elemente cuprinse între robinetul de incendiu și aparatele de utilizare, inclusiv focarul și coșul de evacuare a gazelor arse.
Elementele componente ale unei instalații interioare de gaze sunt următoarele:
coloana interioară de distribuție (până la contor), alimentată cu gaz la presiune joasă din postul de reglare;
rețeaua de distribuție la punctele de consum, compusă din conducte și accesorii (robinete de închidere etc);
aparate de utilizare a gazelor – arzatoare, instalația pentru evacuarea gazelor arse, canale de fum, hote;
aparate de reglare, comandă și siguranță.
Folosirea gazelor în interiorul încăperilor este permisă numai în spații bine ventilate, cu asigurarea debitului minim necesar arderii și a evacuării totale a gazelor de ardere.
La alegerea traseelor instalațiilor interioare de gaze, se ține seama, în primul rând, de condițiile de siguranță, condițiile de ordin estetic, fiind subordonate acestora.
Traseele instalațiilor vor fi rectilinii urmărind, pe cât posibil, elementele de structură ale construcției (grinzi, ziduri, stâlpi).
Traseele instalațiilor de gaze din clădirile de locuit se aleg astfel încât fiecare apartament să fie racordat la coloană sau instalația exterioară printr-o derivație proprie, Fig.III.8.13.
Conductele instalațiilor interioare de gaze se montează aparent. Cu acordul întreprinderii de distribuție, se admite mascarea conductelor în locuințe cu grad deosebit de finisare. În acest caz, instalațiile se pozează în canale vizitabile, ventilate.
Nu este admisă trecerea conductelor de gaze pentru deservire comună prin interiorul apartamentelor. De preferință, ele se montează prin casa scării, coridoare, holuri, Fig.III.8.12.
Excepție fac clădirile cu mai multe niveluri, având bucătăriile suprapuse și dotate exclusiv cu mașini de gătit cu gaze, la care coloanele se montează în bucătării, iar cantitatea de gaz consumată se măsoară prin contor comun.
Este interzisă trecerea conductelor de gaze prin coșuri, canale de ventilare, goluri de ascensoare, încăperi cu umiditate mare, încăperi neventilate, locuri greu accesibile pentru control și întreținere, prin grinzile și stâlpii clădirilor.
Se va evita instalarea conductelor de gaze în podurile caselor, subsoluri tehnice sau canale tehnice îngropate în pardoseală, zidirea, acoperirea lor, trecerea pe sub cladir. Se pot monta conducte în subsoluri, cu condiția ca acestea să fie uscate, ventilate și luminate.
La trecerea conductelor prin pereți sau planșee este obligatorie montarea unui manșon de protecție. Rolul acestui manșon este acela de a permite dilatarea conductei și de a proteja instalația de gaze în cazul apariției unor tasări la construcții.
Aparatele de utilizare (cu excepția celor cu flacără liberă) se racordează la coșul de evacuare a gazelor de ardere prin intermediul canalelor de fum.
Secțiunile acestor canale se stabilesc în funcție de debit și de înălțimea coșului (astfel, pentru un debit de 1 până la 1,5 m3, secțiunea liberă va fi de 10 x 10 cm, iar pentru un debit de 7 m3 și înălțimea coșului de 4,5 m, secțiunea va fi de 20 x 20 cm).
Fig.III.8.13. Schema de racordare a consumatorilor casnici
1 – robinet de branșament; 2 – regulator de presiune; 3 – robinet de incendiu; 4 – contor; 5 – robinet de contor.
Se recomandă evitarea racordării a două aparate la același coș și, în special, a celor care funcționează cu combustibili diferiți. În situații speciale, racordarea a două aparate de gaz la același coș se execută numai la niveluri diferite, iar secțiunea coșului va corespunde debitului însumat al celor două aparate.
Pentru a asigura accesul la generatoare și contoare, acestea se montează în firide special amenajate, în locuri accesibile și bine ventilate.
Pereții firidelor se execută din cărămidă (minim ½ cărămidă) sau din beton (de 10 cm grosime). De la nivelul terenului până la partea inferioară a firidei se asigură o distanță de minimum 10 cm.
Arzătoarele – sunt dispozitive care servesc la realizarea amestecului aer-gaz și la introducerea lui în spațiul de ardere, numit focar, pentru ca procesul de ardere să se desfășoare în condiții igienice, economice și în deplină siguranță.
În instalațiile de utilizare se folosesc numai arzătoare standardizate, omologate sau avizate pentru a funcționa cu gaze naturale.
Aparatele de utilizare – reprezintă un sistem complex destinat să consume, în condiții igienice, economice și de siguranță, gaze combustibile naturale în cadrul unui focar, prin intermediul arzătoarelor.
Aparatele de utilizare se instalează numai în încăperi bine ventilate.
Fiecare aparat este prevăzut cu doi robineți de închidere, unul de manevră și unul de siguranță, așezați la distanță convenabilă, pentru a fi manevrați.
Aparatele consumatoare de gaze se racordează, de obicei, rigid la rețea (excepție fac aparatele cu flacără liberă, cu debit minim de 0,4 m3/h, precum și unele aparate industriale care pot fi racordate flexibil).
Fig.III.8.14. Schema izometrică a unei instalații de alimentare cu gaze a bucătăriilor pentru o clădire P+4
1 – contor; 2 – instalație interioară; 3 – robinet de închidere pe ramura principală; 4 – coloană; 5 – conductă de legătură; 6 – robineți cu cep.
Pentru exemplificare se prezintă în Fig.III.8.14. schema izometrică a unei instalații de alimentare cu gaze a bucătăriilor pentru o clădire P+4.
Aparatele de siguranță și control – din rețea, au rolul de a asigura exploatarea ușoară și fără riscuri, precum și funcționarea sigură a tuturor punctelor de consum.
III.8.3. Condiții funcționale impuse incintelor echipate cu instalații de gaze naturale combustibile
Încăperile în care sunt montate instalații de gaze, sunt prevăzute cu ferestre spre exterior, a căror suprafață totală rezultă din raportul: 0,05 m2 pentru fiecare m3 volum din încăpere.
Volumul încăperilor în care se instalează aparate și consumatoare de gaze trebuie să fie de minim 18 m3, respectiv 7,5 m3 pentru bucătării, cu respectarea condiției de asigurare a unui volum de 15 m3 volum considerat/m3gaz instalat.
III.9. Elemente de calcul ale instalațiilor tehnico-sanitare și de gaz
III.9.1. Calculul hidraulic al conductelor de distribuție a apei reci și calde pentru consum menajer
Rețelele interioare de alimentare cu apă rece și apă caldă pentru consum menajer, reprezintă sisteme de conducte sub presiune, pentru care se adoptă modelul de calcul al curentului unidimensional de fluid incompresibil.
Se disting două categorii de probleme:
de dimensionare – când se cunosc caracteristicile geometrice ale instalației (configurația geometrică a instalației, cotele geodezice ale tuturor punctelor caracteristice ale rețelei, lungimile tronsoanelor de conducte, valorile rugozității suprafețelor interioare ale conductelor în funcție de natura materialelor acestora), debitele ce trebuie transportate cu un anumit regim al presiunilor, vitezele medii economice ale apei în fiecare tronson de conductă și se cere determinarea diametrelor conductelor, calculul pierderilor totale de sarcină (liniare și locale) și sarcina hidrodinamică efectivă Hef, în secțiunea conductei de alimentare cu apă a instalației.
de verificare – când pentru o instalație interioară dată, pentru care se cunosc caracteristicile geometrice ale rețelei, diametrele tuturor tronsoanelor și debitele de calcul, se cere să se determine pierderile totale (liniare și locale), precum și sarcina hidrodinamică efectivă Hef, în secțiunea conductei de alimentare cu apă a instalației.
Configurația geometrică, lungimile tronsoanelor și cotele geodezice ale tuturor punctelor caracteristice ale rețelei de conducte, rezultă din amplasarea instalației în planurile de arhitectură ale clădirii și în scheme.
III.9.2. Debite specifice, echivalenți de debite, presiuni normale de utilizare pentru armăturile obiectelor sanitare
Debitul specific de calcul al unei armături pentru un obiect sanitar (robinet, baterie amestecătoare de apă rece și apă caldă de consum), care se mai numește și consum specific, este un debit convențional, exprimat în [l/s] și considerat normal pentru o anumită întrebuințare a apei.
Echivalentul de debit al unei armături pentru un obiect sanitar se definește ca raportul între debitul specific al armăturii respective, [l/s], și un debit specific Vsu = 0,20 l/s, ales convențional ca unitate de măsură;
(III.9.1.)
Presiunea normală de utilizare este presiunea disponibilă (sau de serviciu) în secțiunea de ieșire a apei din armătura unui obiect sanitar, care asigură în această secțiune o viteză medie a jetului de apă, corespunzătoare debitului specific.
În Tab.III.9.1 sunt date: debitele specifice de apă rece și caldă, echivalenții de debit și presiunile normale de utilizare, pentru bateriile și robinetele de alimentare cu apă pentru consum menajer.
Se menționează că presiunile normale de utilizare pot fi modificate în funcție de caracteristicile măsurate ale armăturilor respective, cu condiția asigurării debitelor specifice de calcul din Tab.III.9.1.
Tab.III.9.1.Debitele specifice de apă caldă și rece, echivalenții de debit, presiunile normale de utilizare pentru bateriile și robinetele de alimentare cu apă pentru consum menajer
III.9.3. Debite de calcul pentru dimensionarea conductelor
Debitele de apă consumate la diferite armături montate la obiectele sanitare din clădiri, au un caracter aleator.
Aceasta se datorează frecvențelor de utilizare, simultaneităților în funcționare și duratelor de utilizare, diferite de la o armătură la alta.
Debitul de calcul Vc pentru dimensionarea conductelor de distribuție a apei reci și calde pentru consum menajer, se determină cu relația:
[l/s] (III.9.2.)
în care:
Vmz – este debitul mediu zilnic de apă;
y – cuantila distribuției de repartiție normală.
Cuantila distribuției de repartiție normală este în funcție de gradul de asigurare a necesarului de apă după cum urmează:
pentru clădiri prevăzute cu instalații interioare de alimentare cu apă rece și cu apă caldă, preparată centralizat sau cu încălzitoare instantanee cu gaz sau electrice, se aplică un grad de asigurare de 99 %, căruia îi corespunde y = 2,326;
pentru clădiri prevăzute cu instalații interioare de alimentare cu apă rece și cu apă caldă, preparată centralizat sau cu încălzitoare instantanee cu gaz sau electrice , se aplică un grad de asigurare de 99%, căruia îi corespunde y = 2,326;
pentru clădiri prevăzute cu instalații interioare de alimentare cu apă rece și cu apă caldă, preparată cu încălzitoare locale cu combustibil solid sau lichid, se aplică un grad de asigurare de 98 %, căruia îi corespunde y = 2,054.
Debitul mediu zilnic pentru dimensionarea conductelor exterioare de distribuție a apei reci și calde din ansamblurile de clădiri de locuit similare acestora, se stabilește cu relația:
(III.9.3.)
în care:
Np – numărul de persoane corespunzător unui necesar specific de apă;
noz – numărul mediu de ore pe zi de utilizare a apei care, pentru clădirile de locuit, este 19 h/zi.
Vsz – necesarul specific de apă pe zi [l/zi-pers.], care poate fi V pentru apă rece și caldă, Vsrz pentru apă rece sau Vscz pentru apă caldă; în Tab.III.9.2. sunt prezentate necesarurile specifice de apă rece și de apă caldă pentru clădirile de locuit.
Tab.III.9.2. Necesarul specific de apă rece și apă caldă pentru clădiri de locuit
Pentru clădirile de locuit, necesarul specific total de apă rece și apă caldă, precum și necesarul specific de apă rece și de apă caldă, depind în mare măsură de existența contorizării apei și de felul armăturilor pentru obiectele santare.
Din datele prezentate în Tab.III.9.2., se poate observa că introducerea contorizării și utilizarea unor armături eficiente au condus la diminuarea sensibilă a consumurilor specifice de apă rece și caldă. De asemenea, necesarul specific de apă este influențat de gradul de dotare cu obiecte sanitare și de modul de preparare a apei calde de consum.
Pentru a analiza evoluția în timp a consumului de apă pentru clădirile de locuit s-a urmărit consumurile de apă pe o perioadă de 6 ani la un bloc de locuințe cu 158 de apartamente cu P+9 etaje, cu 4 scări.
În primul an de la montarea debitmetrelor pentru apă rece și apă caldă, în lunile octombrie, noiembrie și decembrie, consumul total specific de apă caldă și apă rece a variat între 229 și 298 l/zi-pers., după doi ani acesta a variat între 125 și 165 l/zi-pers. Montarea debitmetretor a determinat, în special, controlul pierderilor de apă și schimbarea armăturilor obiectelor sanitare cu armături mai eficiente.
Au apărut și unele situații extreme de diminuare a consumurilor de apă la valori cu greu de acceptat și de imaginat.
În Fig.III.9.1 se prezintă consumurile specifice de apă caldă (culoare închisă) și apă rece (culoare deschisă) la 39 de apartamente, la una din scările blocului cu 158 de apartamente. Consumuri specifice de apă caldă de 3-7 l/zi-pers. și de apă rece de 20 – 23 l/zi-pers. sunt cu totul sub limita minimă de igienă. Aceste consumuri s-au înregistrat în apartamente ocupate de persoane în vârstă, pensionari cu venituri foarte mici. Considerăm că în cazul persoanelor cu venituri reduse, autoritățile trebuie să intervină cu subvenții pentru asigurarea unui consum de apă în limitele unor norme de minimum 25/zi-pers. pentru apă caldă și de minimum 50 l/zi-pers. pentru apă rece.
Debitul mediu zilnic pentru dimensionarea coloanelor și a conductelor de distribuție a apei reci și calde din interiorul clădirilor, Vmz, se stabilește cu relațiile:
[l/s] (III.9.4.)
[l/s] (III.9.5.)
în care:
n – numărul armăturilor de același fel, care asigură alimentarea cu apă;
Vs – debitul specific al unei armături;
Vsp – debitul specific pentru 1 persoană [l/s-pers];
Vsa – debitul specific pentru 1 apartament [l/s-ap];
Na – numărul mediu de persoane la 1 apartament;
noz și Vsz – au semmnificațiile din relația:
[l/s-pers] (III.9.6.)
sau
[l/s-pers] (III.9.7.)
în care:
N – este numărul de persoane pentru care s-a calculat .
Fig.III.9.1. Consumul de apă rece și caldă la un bloc de 30 de apartamente
Pentru clădirile de locuit sau căminele de nefamiliști (Fig.III.9.2), la un necesar specific de apă Vsz = 280 l/zi-pers., la un număr mediu Na = 2,8 persoane pe apartament și la un debit specific 0,57 l/s ap., respectiv pentru 2,85 E – echivalenți de debit pentru un apartament (dotat cu 1 cadă de baie, 1 lavoar, 1 closet și 1 spălător de bucătărie, pentru 19 ore de utilizare a apei pe zi pentru un grad de asigurare a debitului de calcul de 99%, în locul relației se poate aplica relația:
[l/s] (III.9.8.)
în care:
Vc – debitul de calcul [l/s];
E – suma echivalenților punctelor de consum alimentate de conductă;
a – coeficientul adimensional, în funcție de temperatura la care se prepară apă caldă, ale cărui valori sunt date în Tab.III.9.3.
Tab.III.9.3. Componența termenilor Vsz sau s , E și valorile coeficienților a
Componența termenului E și valorile coeficienților a sunt date în Tab.III.9.3, în care:
E1 – suma echivalenților de debite ai bateriilor amestecătoare de apă rece cu apă caldă;
E2 – suma echivalenților de debite ai robinetelor de apă rece. Echivalenții de debit E1 și E2 se calculează cu relațiile următoare:
E1= (III.9.9.)
E2= (III.9.10.)
în care:
ebj – echivalentul de debit al unei baterii de tip j;
erj – echivalentul de debit al unui robinet de tip j;
nbj – numărul bateriilor de același tip j;
nrj – numărul robinetelor de același tip j.
Modul de determinare a sumei de echivalenți E și valorile corespunzătoare ale coeficientului a, pentru diferitele părți ale rețelelor de alimentare cu apă rece și apă caldă de consum, este prezentat în Capitolul III.9.2.
Fig.III.9.2. Schema de principiu pentru indicarea modului de calcul al unei instalații de alimentare cu apă rece și apă caldă pentru un ansamblu de clădiri de locuit
CP – conductă publică; SH – stație de ridicare a presiunii cu hidrofor; PT – punct termic; 1 – conductă de alimentare cu apă rece (AR) a SH; 2 – conductă comună de alimentare cu AR a conductei de distribuție a AR și a conductei de alimentare cu AR a instalației de preparare a apei calde (AC); 3 – conductă de distribuție a AR a ansamblului de clădiri; 4 – conductă de alimentare cu AR a instalației de preparare a ACC; 5 – conductă de distribuție a AC a ansamblului de clădiri; 6 – conductă de racord AR; 7 – conductă de racord AC; 8 – conductă interioară de distribuție a AR; 9 – idem, a AC; 10 – conductă de alimentare cu AR a robinetelor (R) de AR; 11 – idem, a bateriilor de amestec (BA); 12 – conductă de alimentare cu AR a robinetelor și bateriilor de amestec; 13 – conductă de alimentare cu AC a BA; 14 – legătură de alimentare cu AR a R; 15 – idem, a BA; 16 – legătură de alimentare cu AC a BA.
Relația pentru debitul de calcul cu echivalenți de debit nu poate fi utilizată decât numai pentru dimensionarea rețelelor exterioare de alimentare cu apă rece, care alimentează cu apă rețelele de distribuție a apei reci și calde din ansambluri de clădiri de locuit și numai în cazul în care consumul specific total de apă rece și apă caldă este de 280 l/zi pers. și pentru cazul în care nu sunt montate debitmetre și nu sunt înlocuite armăturile vechi cu armături eficiente.
În Fig.III.9.3 este prezentată variația debitului de calcul pentru apă rece pentru ansambluri de clădiri de până la 500 de apartamente la care s-au utilizat relațiile de calcul cu debitul mediu zilnic de apă și relația de calcul a echivalenților de debit.
Fig.III.9.3. Variația debitului de calcul pentru apă rece în funcție de: consumul specific, numărul de persoane, gradul de asigurare în alimentarea cu apă și numărul de apartamente
Cele mai mari valori ale debitului de calcul, care, așa cum s-a arătat, corespunde unui necesar specific de apă de 280 l/zi.pers. la un număr mediu de 2,8 persoane pe apartament, la un debit specific de 0,57 l/s.apart, pentru 19 ore de utilizare a apei și pentru un grad de asigurare de 99 %. Dacă se analizează debitul de calcul la 300 de apartamente, pentru necesarul specific total de apă rece și apă caldă de 280 l/zi pers. cu necesarul specific numai de apă rece de 120 l/zi pers. și pentru necesarul specific numai pentru apă rece de 70 l/zi pers. în primul caz rezultă un debit de calcul de 7.8 l/s, în al doilea caz 4 l/s, iar în ultimul caz 2,8 l/s.
Fig.III.9.4. Variația debitului de calcul pentru apă caldă în funcție de: consumul specific, numărul de persoane, gradul de asigurare în alimentarea cu apă și numărul de apartamente
Apare destul de clar că utilizarea relației de calcul nu se poate aplica decât pentru rețelele exerioare de apă care alimentează rețelele de distribuție a apei reci și a apei calde. Pentru toate cazurile, inclusiv pentru rețelele de distribuție a apei reci și calde se poate utiliza numai o relație de calcul, în cazul rețelelor de distribuție conducând la supradimensionări. Pentru rețelele de distribuție a apei reci, în cazul instalațiilor contorizate și cu armături eficiente, debitul de calcul este de 2,8 l/s față de debitul de calcul de 7,8 l/s care se aplică greșit.
Pentru apa caldă, situața se prezintă asemănător în Fig.III.9.4., unde este prezentată variația debitului de calcul pentru apă caldă pentru ansambluri de clădiri de până la 500 de apartamente, la care s-au utilizat relațiile de calcul cu debitul mediu zilnic de apă și relația de calcul cu echivalenții de debit.
Coeficientul de neuniformitate sau de simultaneitate
Un alt factor necesar să fie cunoscut, este coeficientul de neuniformitate orară, variația acestuia și factorii de care depinde.
Dacă se divide la debitul mediu, rezultă coeficientul de neuniformitate orară Ko, respectiv:
(III.9.11.)
Fig.III.9.5. Variația debitului de calcul pentru apă rece în funcție de: consumul specific, numărul de persoane, gradul de asigurare în alimentarea cu apă și numărul de apartamente
În Fig.III.9.6. se prezintă variația coeficientului de neuniformitate orară pentru apă rece, în funcție de consumul specific de apă, de numărul de persoane pe apartament, de gradul de asigurare în alimentarea cu apă și de numărul de apartamente
Fig.III.9.6. Variația coeficientului de neuniformitate orară pentru apă rece în funcție de: consumul specific, numărul de persoane, gradul de asigurare în alimentarea cu apă și numărul de apartamente
Astfel, coeficientul de neuniformitate orară crește cu creșterea gradului de asigurare, descrește cu creșterea consumului specific și cu creșterea numărului de apartamente.
Pentru un necesar specific de apă rece de 280 l/pers.zi, cu 2,8 persoane pe apartamente la valoarea de 2,40.pe apartament, coeficientul de neuniformitate orară, corespunzător relației (III.9.11.), pentru 10 apartamente, are valoarea de 7,9, pentru 100 de apartamente 3,2, ajungând la 500 de apartamente la valoarea de 1,97. De la cca 180 de apartamente până la 500 apartamente s-a trecut pe nomogramă și la valorile coeficientului de neuniformitate din STAS 1343-1.
Se poate constata marea varietate a coeficientului de neuniformitate orară în funcție de necesarul specific, de numărul de persoane pe apartament și de gradul de asigurare în alimentarea cu apă, determinat de necesarul specific de apă și de modul de preparare a apei calde.
În Fig.III.9.7. se prezintă variația coeficientului de neuniformitate orară pentru apă caldă, în funcție de numărul de apartamente, de numărul de persoane pe apartament, de consumul specific de apă caldă și de gradul de asigurare în alimentarea cu apă caldă. Și în acest caz, coeficientul de neuniformitate orară crește cu diminuarea numărului de persoane pe apartament și descrește cu creșterea consumului specific și cu creșterea numărului de apartamente.
Pentru un necesar specific de 110 l/pers.zi, cu 3 persoane pe apartament, coeficientul de neuniformitate orară, corespunzător relației (III.9.11.), pentru 10 apartamente, are valoarea de 11,5, pentru 100 de apartamente 4,3, ajungând la 500 de apartamente la valoarea de 2,40.
Dacă se compară valorile coeficienților de neuniformitate orară din Fig.III.9.6. cu cele din Fig.III.9.7., rezultă valori mult mai ridicate la consumul de apă caldă, față de cele pentru apă rece, la același număr de apartamente, acest fapt fiind în concordanță cu tendința de creștere a coeficienților de neuniformitate cu scăderea consumurilor specifice.
Fig.III.9.7. Variația coeficientului de neuniformitate orară pentru apă caldă în funcție de: consumul specific, numărul de persoane, gradul de asigurare în alimentarea cu apă și numărul de apartamente
Coeficientul de neuniformitate orară poate fi prezentat și sub altă formă. Dacă pentru cel mai mare coeficient de neuniformitate orară valoarea acestuia se egalează cu unitatea, se obțin coeficienți de neuniformitate cu valori subunitare, divizând toți coeficienții la valoarea celui mai mare coeficient. O serie de date din literatura de specialitate, cum sunt cele din DIN 4708 sau Recknagel-Sprenger, prezintă coeficienți de neuniformitate orară subunitari.
Acest mod de prezentare a coeficientului de neuniformitate orară, are un inconvenient în faptul că este greu de stabilit, care coeficient și la care număr de consumatori trebuie să fie considerat egal cu unitatea. Pentru acest considerent se apreciază că este mai corectă prezentarea coeficienților de neuniformitate obținuți cu relația (III.9.11.).
Debitele de calcul aferente clădirilor de locuit sunt date în Tab.III.9.4, pentru apă caldă, corespunzătoare unui necesar specific de apă de 120 și 70 l/zi-pers. pentru apă rece și 90 și 70 l/zi-pers. pentru apă caldă.
Debitele de calcul aferente clădirilor de locuit, corespunzătoare necesarurilor specifice de apă rece de 280 și 40 l/zi-pers. și de apă caldă între 110…40 l/zi-pers., pentru debite specifice pe apartament între 0,57…0,94 l/s ap., pentru apă rece și 0,47…0,74 l/s ap. pentru apă caldă și pentru grade de asigurare de 99 și 98%.
Tab.III.9.4. Componența termenilor Vsz sau s , E și valorile coeficienților a
Debitul specific de 0,57 l/s.ap. pentru apă rece, corespunde dotării cu o cameră de baie și o bucătărie, respectiv pentru baie (0,2 l/s), un lavoar (0,07 l/s), un closet cu rezervor (0,1 l/s) și un spălător (0,2 l/s). Debitul specific de 0,74 l/s. ap. pentru apă rece, corespunde dotării cu o cameră de baie, o cameră de duș și o bucătărie, respectiv pentru baie (0,2 l/s), două lavoare (0,14 l/s), un duș (0,1 l/s) un closet cu rezervor (0,1 l/s) și un spălător (0,2 l/s). Debitul specific de 0,97 1/s-a.p, pentru apă rece, corespunde dotării cu două camere de baie și o bucătărie, respectiv pentru două băi (0,4 l/s), două lavoare (0,14 l/s), două closete cu rezervor (0,2 i/s) și un spălător (0,2 l/s).
Pentru apă caldă debitul specific de 0,47 l/s.ap. corespunde dotării cu o cameră de baie și o bucătărie, respectiv pentru baie (0,2 l/s), un lavoar (0,07 l/s) și un spălător (0,2 l/s). Debitul specific de 0,64 l/s. ap. pentru apă caldă, corespunde dotării cu o cameră de baie, o cameră de duș și o bucătărie, respectiv pentru baie (0,2 l/s), două lavoare (0,14 l/s), un duș (0,1 l/s) și un spălător (0,2 l/s). Debitul specific de 0,74 l/s.ap. pentru apă caldă, corespunde dotării cu două camere de baie și o bucătărie, respectiv pentru două băi (0,4 l/s), două lavoare (0,14 l/s) și un spălător (0,2 l/s).
Debitele de calcul pentru conductele de legătură dintre coloane și armăturile punctelor de consum se calculează cu relația:
Vc= [l/s]
sau (III.9.12)
Vc=0,2E [l/s]
III.9.4. Dimensionarea conductelor și calcului pierderilor totale de sarcină
• Vitezele medii economice (optime) și vitezele maxime admise ale apei, folosite la dimensionarea conductelor.
Problema de dimensionare a conductelor constă în determinarea diametrului d, al fiecărui tronson j al rețelei, în care scop se dispune de o singură ecuație (legea continuității pentru curentul unidimensional de fluid incompresibil):
(III.9.13.)
cu două necunoscute, diametrul dj, [m] și viteza medie v [m/s] (întrucât debitul Vj este egal cu debitul de calcul Vcj, stabilit anterior; astfel, apare o nedeterminare. Pentru înlăturarea ei se introduce condiția economică, exprimată printr-o anumită funcție obiectiv a variabilelor de decizie și aplicarea unor criterii corespunzătoare de optimizare.
Variabilele de decizie uzuale sunt de regulă, fie diametrele dj (j=1,2 … n) ale tronsoanelor de conducte componente ale rețelei, fie vitezele medii vj (j=1, 2, … n) de circulație a apei prin tronsoanele respective.
Domeniul de existență al variabilelor supuse optimizării și al valorilor funcției obiectiv se limitează prin restricțiile:
constructivă, conform căreia diametrele tronsoanelor succesive să fie monoton crescătoare spre secțiunea de alimentare cu apă a rețelei;
hidraulică, conform căreia sarcinile hidrodinamice disponibile ale apei în nodurile traseului principal al rețelei să fie consumate integral pe ramificațiile care pornesc din nodurile respective;
economică, conform căreia să fie limitate valorile unor parametri ai rețelei care conduc la creșterea costurilor totale de investiție și exploatare.
Principalele criterii de optimizare a funcțiilor obiectiv aplicate în cazul rețelelor de distribuție a apei sunt:
costul specific minim de investiție și de exploatare ale rețelei;
energia specifică minimă înglobată în elementele componente ale rețelei și, respectiv, consumată în exploatare pentru pomparea apei în rețea.
Calculele de optimizare se pot efectua analitic, stabilind funcția obiectiv și cercetându-i condițiile necesare și suficiente de minimum, după care, pentru rezolvarea numerică a relațiilor obținute se aplică metode de programare pe calculator sau grafic.
Fig.III.9.8. Calculul grafic de optimizare
1 – curbă de variație a costului total de investiție al rețelei de conducte; 2 – curba de variație a costului de exploatare; 3 – curba costului total anual de investiție și exploatare.
De exemplu, pentru calculul grafic pe baza criteriului costului specific minim de investiție și exploatare a instalației, se trasează, într-o diagramă (Fig.III.9.8), curba de variație a costului total de investiție al rețelei de conducte, al izolațiilor conductelor și ai stației de pompare, raportat la o durată de 8 sau 12 ani (curba 1), de variație a costului exploatării, respectiv al energiei electrice, consumate pentru vehicularea apei prin rețea pe timp de un an (curba 2). Se însumează ordonatele curbelor în dreptul acelorași abscise (pe abscisă considerându-se mărimea supusă optimizării, adică viteza v) și se obține curba costului total anual de investiție și de exploatare (curba 3), care are un punct de minimum pentru care viteza este optimă (economică). De fapt, se obține un domeniu de valori optime ale vitezei, în jurul punctului de minimum. Valorile optime ale vitezelor se limitează superior din condiția combaterii zgomotelor, vibrațiilor și atenuări loviturilor de berbec, care apar în conducte la viteze mari și când mișcarea apei este nepermanentă.
Vitezele recomandate pentru dimensionarea conductelor de alimentare cu apă rece sau caldă pentru consum menajer în funcție de diametrele nominale ale conductelor sunt redate în Tab.III.9.5 (STAS 1478).
Tab.III.9.5. Valorile vitezelor recomandate pentru dimensionarea conductelor de alimentare cu apă rece sau caldă pentru consumul menajer, în funcție de diametrele nominale ale conductelor (STAS 1478).
Vitezele maxime admise ale apei în conductele instalațiilor de alimentare cu apă rece sau caldă pentru consum menajer, în funcție de destinațiile clădirilor, sunt:
spitale, săli de spectacole 1,5 m/s;
clădiri de locuit, social-culturale, administrative 2,0 m/s;
clădiri industriale 3,0 m/s.
La instalațiile la care sarcina hidrodinamică disponibilă este dată sau impusă de condițiile de funcționare ale celorlalte instalații, diametrele se aleg astfel încât sarcina disponibilă să fie, pe cât posibil, consumată integral pentru ridicarea apei la înălțimea geodezică respectivă, învingerea pierderilor de sarcină (liniare sau locale) și asigurarea presiunii de utilizare la punctele de consum, fără a se depăși vitezele maxime indicate mai sus și fără a folosi diametre mai mici decât diametrele conductelor de legătură la armăturile obiectelor sanitare indicate în Tab.III.9.6.
Presiunea maximă admisă pentru o zonă de presiune este de 6 bar, atât pentru apă rece, cât și pentru apă caldă, cu excepția instalațiilor de incendiu separate.
Tab.III.9.6. Diametrele conductelor de legătură pentru alimentarea cu apă rece și caldă a armăturilor obiectelor sanitare (STAS 1478)
În Fig.III.9.9. sunt prezentate principalele etape de calcul utilizate la dimensionarea instalațiilor sanitare.
Fig.III.9.9. Etapele de calcul pentru dimensionarea instalațiilor sanitare
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Capitolul Iii Sanitare August 2017 Final [309183] (ID: 309183)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.