Cartea instalatorului de rețele de apă și canalizare [PDF]

Zitiervorschau

A. FLORESCU V. ISTOOE D. IMICULESCU

INSTALATORULUI P I REŢELE DE APÂ Şl CANALIZARE EDITURA

TEHNICA

Ing. AL FLORESCU* | ng . V. ISTODE* | n g . D. NICULESCU

Cwitecv INSTALATORULUI DE REŢELE DE APÂ Şl CANALIZARE

E D I T U R A B u c u r e ş t i

T E H N I C Ă —

1 9 7 6

P R E F A Ţ A Din cele mal vechi timpuri, viaţa şl activitatea oamenilor a fost Indi­ solubil legată de prezenţa şl distribuţia apel. Apa este viaţa şl într-adevăr existenţa omului şl a activităţii sala economice este dependentă de procu­ rarea apel, care este condiţionată de menţinerea în stare curată a surselor de apă şl deci de măsurile care trebuie luate pentru curăţirea apei folosite, înainte de a fi restituită în natură. Problema asigurării apei se pune din ce în ce mal accentuat, datorită procesului de urbanizare, a creşterii standardului de viaţă, a vastului program de dezvoltare Industrială şl de modernizare a agriculturii. In ţara noastră necesarul de apă s-a dublat în perioada anilor 1950—1960, a crescut de peste 6 ori în perioada anilor 1950—1970 şl va creşte faţă de anul 1950 de 20 de ori pînă în anul 1980 şi de 40 de ori către anul 2000. Cel mal mare necesar de apă revine Industriei, fiind de 4—5 ori mal mare decît necesarul pentru irigaţii, deoarece apa intră în cantităţi apreciabile în procesele tehnologice, devenind în multe cazuri materie primă tehnologică. Circuitul apel în natură, capacitatea sa de a se „reproduce", nu se realizează în mod Integral, o bună parte din apa consumată nu se mal restituie circuitului hidrologic. Consumul efectiv de apă care nu se mal re­ cuperează, este de 2—3 ori mal mare pentru Irigaţii decît în industrie. în acelaşi timp Instalaţiile de captare, tratare şl distribuţia apei pentru diverse folosinţe, precum şl cele pentru colectare şl purificare sînt lucrări foarte costisitoare, care reclamă fonduri Importante de Investiţii. Faţă de cele arătate se poate trage concluzia asupra Importanţei asi­ gurării resurselor de apă, a protejării lor şl a consecinţelor economice. Consecvent politicii sale de dezvoltare multilaterală, Partidul Comunist Român acordă o ^atenţie deosebită folosirii raţionale şl amenajării apelor în ţara noastră. In cuvîntarea la plenara CC. al P.C.R. din martie 1970, tovarăşul Ntcolae Ceauşescu spunea: „Se ştie că asigurarea apel, îndeo­ sebi a celei potabile^ devine o problemă de prim ordin pentru existenţa societăţii moderne. In acest sens avem o înaltă răspundere faţă de viitorul naţiunii; tocmai această datorie ne impune să luăm din timp măsurile necesare bunei conservări şi gospodăriri a apelor". Pentru coordonarea pe plan naţional a activităţii legate de gospodărirea apelor a fost înfiinţat în 1971 Consiliul Naţional al Apelor, Iar în 1974 a fost 3

adoptată de Marea Adunare Naţională Legea apelor, care statuează ca element fundamental realizarea amenajărilor complexe în domeniul apelor în concordanţă cu dezvoltarea economico-socială şi în corelare cu sistema­ tizarea teritorială a ţării. Poluarea în orice mod a apelor este sancţionată de lege atît pentru apele de suprafaţă, cît şi pentru cele subterane. Apele uzate trebuie în mod obligatoriu să fie epurate pentru a corespunde exigenţelor categoriei emisarului. Problemele care trebuie soluţionate sînt de o complexitate deosebită. Pentru rezolvarea lor este necesară o muncă asiduă şi conştiincioasă, care trebuie îndeplinită de către cadre cu pregătire corespunzătoare. Sperăm ca lucrarea de faţă să se înscrie pe linia aducerii la înde­ plinire a politicii partidului şi statului nostru şi că va fi de folos munci­ torilor şi cadrelor cu pregătire medie care execută reţelele de apă şi ca­ nalizare. Autorii

CAPITOLUL I

CUNOŞTINŢE GENERALE ŞI PRINCIPII DE FUNCŢIONARE A INSTALAŢIILOR DE ALIMENTARE CU APĂ

1. NECESITĂŢILE DE APĂ ÎN FUNCŢIE DE CATEGORIILE DE CONSUMATORI

a. Nevoile de apă pe categorii de folosinţe. Dezvoltarea continuă social-economică a societăţii omeneşti necesită cantităţi din ce în ce mai sporite de apă şi de o calitate corespunzătoare folosinţei respective. Numim folosinţă de apă unitatea (partea) de activitate omenească (centru populat, unitate industrială, unitate agro-zootehnică, sistem de irigaţie etc.) care are nevoie de apă. Asigurarea alimentării cu apă a unei folosinţe trebuie să satisfacă absolut toate nevoile de apă ale acesteia. De aceea, pentru a putea asigura consumul de apă a fiecărei folosinţe trebuie cunoscute în primul rînd nevoile acestora, în scopul de a stabili cantităţile şi calitatea apei pe care o necesită. Nevoile de apă ale centrelor populate sînt: 1) Nevoi gospodăreşti (menajere) ale populaţiei care cuprind apa necesară pentru băut, pentru preparat hrana, pentru spălatul corpului şi al rufelor, menţinerea curăţeniei locuinţei, a dependinţelor şi a curţii, evacuarea deşeurilor şi reziduurilor, stropitul grădinii etc. 2) Nevoi publice în care se cuprind cantităţile de apă care trebuie asigurate în instituţii, şcoli, cămine, cantine, spitale, băi publice, closete publice, spălătorii, hoteluri, restaurante, cofetării, săli de spectacole, apa pentru spălatul şi stropitul străzilor şi al spaţiilor verzi, pentru întreţinerea şi exploatarea sistemelor de canalizare şi pentru evacuarea zăpezii, precum şi apa pentru ştranduri, bazine şi lacuri artificiale de agrement, fîntîni publice şi ornamentale etc. 3) Nevoi ale industriei locaie care foloseşte apa în întreprinderi pentru panificaţie, prelucrarea cărnii, laptelui, prepararea fructelor, întreţinerea casnică şi a construcţiilor, întreţinerea vehiculelor şi a utilajelor, coope­ raţia de producţie şi de consum pentru nevoile locale, nevoile şantie­ relor etc. 5

Alimentarea cu apă a centrelor populate mai trebuie să asigure şi unele cerinţe suplimentare şi anume: f 1) Cantităţile de apă necesară pentru combaterea incendiilor 1 2) Pierderile de apă care se produc în sistemele de alimentare cu apăy j datorită neetanşei taţii conductelor sau avariilor { 3) Consumul pentru cerinţele tehnologice legate de exploatarea sisteI mului de alimentare cu apă, cum sînt : executarea probelor de presiune, dezinfectarea şi spălarea conductelor, pregătirea so[ luţiilor de reactivi, spălări la staţia de tratare etc. Nevoile de apă pentru industrii trebuie să satisfacă următoarele: 1) Nevoi de producţie cu caracter tehnologic în care se cuprinde apa pe care industriile o folosesc ca materie primă ce intră în compoziţia produsului fabricat, apa necesară pentru răcirea agregatelor, producerea aburului, spălarea materiei prime şi a produselor, transportul hidraulic al materiei prime, al produselor fabricate şi al deşeurilor industriale etc, 2) Nevoi igienico-sanitare ale salariaţilor: apă necesară pentru băut, duşuri, closete etc. 3) Nevoi social-administrative: apă pentru întreţinerea construcţiilor şi menţinerea curăţeniei la locul de producţie, stropitul şi spălatul in­ cintelor, cantine,, spălătorii de rufe, locuinţele personalului de inter­ venţie etc. P De asemenea trebuie avute în vedere nevoile de apă, pentru comba­ terea incendiilor,. pierderile care se produc în reţeaua de alimentare cu apă a industriilor, precum şi apa tehnologică proprie sistemului de ali­ mentare cu apă şi pentru sistemul de canalizare. Nevoile de apă ale unităţilor agro-zootehnice. cuprind aceleaşi ca­ tegorii ca şi la întreprinderile industriale, înţelegîndu-se însă prin nevoi tehnologice apa necesară pentru producţia specifică adică pentru stropit, întreţinerea animalelor, curăţitul maşinilor şi uneltelor agricole etc. în ceea ce priveşte pierderile de apă care se produc atît la siste­ mele de alimentare cu apă ale centrelor populate, cît şi în industrii, subliniem că ele se datoresc unor imperfecţiuni de execuţie şi ex­ ploatare ale obiectelor care alcătuiesc sistemul, că ele constituie pierderi tehnice şi că nu trebuie confundate cu pierderile datorită risipei, cum ar fi lăsarea deschisă a robinetelor sau instalaţii prost întreţinute. b. Consumurile specifice. Creşterea continuă a populaţiei şi a stan­ dardului de viaţă, precum şi dezvoltarea industriilor reclamă cantităţi din ce în ce mai sporite, de apă. De aceea, alimentările cu apă nu pot fi proiectate pe baza nevoilor prezente, ci trebuie să se ţină seama de dezvoltarea în perspectivă* pentru care în ţara noastră se elaborează studii de prognoză. 6

Avînd în vedere însă costul ridicat al lucrărilor de alimentare cu apă, cantităţile de apă necesare se calculează pentru o perioadă de 25 ani pentru centrele populate şi 10—15 ani pentru industrii. Pentru folosirea eficientă a fondurilor de investiţii alocate pentru alimentările cu apă este indicat ca executarea acestor lucrări să se facă etapizat luînd în consideraţie întotdeauna posibilităţile de extindere; astfel lucrările a căror extindere este mai dificilă sau mai costisitoare (captări cu baraje, castele de apă) se execută de la început pentru etapa finală de dezvoltare prevăzută; dimpotrivă, lucrările .care se pot extinde fără dificultăţi sau cheltuieli suplimentare (cum sînt captările din puţuri, reţelele de distribuţie, rezervoare subterane) se etapizează pe perioade de 5—10 ani. Cantităţile de apă necesare se calculează avînd în vedere nevoile de apă pe folosinţele arătate şi pe consumurile specifice care au fost stabilite fie pe baza unor calcule tehnice, fie că au fost estimate ţinînd seama de experienţă, de date statistice şi de tendinţa de progres. Prin consum specific (normă a necesarului de apă) se înţelege can­ titatea medie de apă care poate satisface fiecare categorie de nevoi de apă şi se exprimă în litri pe unitatea de măsură (persoană şi zi, munci­ tor şi schimb, număr de unităţi de produs industrial etc). ' Pentru cen­ trele populate consumul specific variază în funcţie de gradul de dotare al clădirilor cu instalaţii interioare de apă rece şi apă caldă şi insta­ laţii de canalizare. Consumurile specifice pentru industrii rezultă din procesul tehnologic al produselor respective. Prin STAS 1 343-66 se stabilesc normele de consum de apă pentru satisfacerea nevoilor gospodăreşti şi publice, pentru nevoile igenicosanitare din unităţile productive, norme de consum de apă pentru, ani­ male, pentru maşini agricole şi ateliere, pentru udarea grădinilor etc. Astfel", pentru nevoile gospodăreşti din zonele centrelor popţilate cu instalaţii de apă caldă la peste 70% din numărul locuitorilor şi ca­ nalizare, norma de consum este de 250 l/om-zi; pentru şcoli fără internat, fără duşuri sau băi, dar cu cantină 25 l/elev-zi; pentru clădiri pufclice 25 1/om-schimb; pentru cinematografe 12 1/loc-zi; pentru ateliere 25 l/muncitor -schimb ; pentru grajduri de vaci 130 l/cap de animal-zi etc. Cantităţile de apă necesare centrelor populate şi industriilor nu sînt constante, ele variază în decursul unui an după anotimp, iar în cursul unei zile înregistrează variaţii orare în funcţie de activitatea locuito­ rilor şi de procesele tehnologice. La calculul cantităţilor de apă necesare această variaţie, este luată în consideraţie prin coeficientul de neuniformitate zilnică Kzi şi prin coeficientul de neuniformitate orară Kv •7

Coeficientul de neuniformitate zilnică Kzi este raportul dintre de­ bitul zilei cu consum maxim din decursul unui an şi debitul zilnic mediu : l/A 2

Qzi max Qzi med

Coeficientul de neuniformitate orară este raportul dintre debitul orei cu consum maxim din decursul unei zile cu consum maxim şi de­ bitul orar mediu (exprimat în zilele cu consum maxim): Qo med

Valoarea coeficienţilor de neuniformitate zilnică şi orari sînt daţi în STAS 1343-66 diferenţiaţi pe categorii de consumatori, nevoi şi climă. c. Stabilirea cantităţilor necesare de apă. Debitul de calcul. Toate construcţiile şi instalaţiile care formează un sistem de alimentare cu apă se dimensionează la debitul zilnic maxim Qzi max, la care se adaugă de­ bitul pentru refacerea rezervei de incendiu Qn- ; Qy^Qzi

max i Qri•

Debitul zilnic maxim se calculează cu formula: Qzimax-KvKs^^lm^Zl]

Qzi max este debitul zilnic maxim Kp — coeficientul de spor pentru pierderile de apă Ks — coeficientul de apă pentru nevoile tehnologice proprii sistemului de alimentare cu apă Kzi — coeficientul de neuniformitate zilnică Ni — numărul de consumatori l qi — norma de necesar de apă Debitul pentru refacerea rezervei de incendiu trebuie să asigure refacerea în 24—36 h (după categoria folosinţei) a unei rezerve intan­ gibile de apă, care se calculează în conformitate cu prevederile „Nor­ mativului republican pentru proiectarea şi executarea construcţiilor şi instalaţiilor din punct de vedere al prevenirii incendiilor", care stabileşte pe categorii de construcţii debitele şi presiunile necesare stingerii in­ cendiilor. 8

într-o incintă locuită (oraş) apa este necesară pentru: [ I I 1

1) 2) 3) 4) 5) [ 6)

Nevoi menajere (apa care intră în gospodăria omului) Nevoi publice (apa din clădirile publice, şcoli, spitale etc.) Nevoi pentru industria locală (pîine, conserve, sifon...) Combaterea incendiului Pierderile în sistemul de alimentare cu apă Necesarul propriu al instalaţiilor de alimentare cu apă

Dacă s-ar măsura cantitatea de apă de care au nevoie locuitorii unei localităţi într-un an de zile, iar această cantitate ar fi raportată la numărul de consumatori şi la numărul zilelor anului, ar rezulta nece­ sarul specific mediu de apă : e/r/Ci>

Stafie de ' pompare Captare

Fig. 1.15. Conductă de aducţiune funcţionînd prin pompare.

Conductele de aducţiune pot funcţiona prin gravitaţie (fig. 1.14), sau prin pompare (fig. 1.15). Conductele forţate au exclusiv secţiunea circulară, deoarece această secţiune rezistă în condiţii optime solicitărilor date de presiunea in­ terioară. Materialele din care se execută conductele de aducţiune sînt alese în funcţie de presiunea apei în conductă, de natura terenului şi de agre­ sivitatea apei. Ele pot fi fonta de presiune, oţelul, azbocimentul, betonul armat, betonul armat precomprimat, materialul plastic şi aluminiul. Conductele de aducţiune sînt alcătuite din tuburi şi din piese de legătură (coturi, teuri, ramificaţii, reducţii), armături (vane, ventile de dezaerisire, ventile de siguranţă, clapete de reţinere) şi aparate de mă­ sură şi control (apometre, manometre). 29

Pe traseul conductelor de aducţiune este necesar să se execute o serie de construcţii accesorii, care să asigure posibilitatea exploatării, stabi­ litatea conductei sau să adăpostească armăturile şi aparatura de control. Astfel, este necesar să se execute traversarea cursurilor de apă care se poate realiza, fie prin suspendarea conductei de un pod, fie prin îngroparea sub albia rîului. Suspendarea pe un pod existent — de consolele trotuarului sau de grinzile podului — reprezintă soluţia cea mai economică care se poate aplica la diametre mai reduse (Dn