Menu Close

Рабочее давление в системе водоснабжения: Страница не найдена – Совет Инженера

Какое давление воды должно быть в системе водоснабжения

Соответствие напора водного потока в водоподающей сети установленным нормативам — гарантия комфортной эксплуатации и исправности насосного оборудования и сантехники. Перед тем как отрегулировать давление воды в автономном водопроводе частного дома, необходимо выяснить, каковы должны быть его значения для бесперебойной работы бытовых систем и коммуникаций.

Оптимальное давление воды в частном доме

Давление в водоснабжающей системе измеряется в барах и атмосферах.

  • 1 бар равен приблизительно 10 метрам водяного столба или 1 технической атмосфере
  • 1 техническая атмосфера сопоставима с давлением от приложения силы весом 1 кг на плоскость площадью 1 см²

Согласно СНиП 2. 0401-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» установлены следующие нормы давления воды:

  • для холодной — от 0,3 до 6 бар
  • для горячей – от 0,3 до 4,5 бар

Давление в централизованных магистралях, обслуживающих многоэтажные строения, составляет 4–4,5 бара. У владельцев частных домов с автономным водоснабжением есть возможность повысить давление и увеличить напор в водопроводе до 7,5, а иногда и до 10 бар в соответствии с требованиями различных видов оборудования, которое необходимо установить в помещениях.

Обычно стандартное давление в трубопроводной сети с напорным насосом варьируется в диапазоне 1,4–2,8 бар и фиксируется в заводских настройках реле давления.

Каким должно быть давление воды

Напор воды в автономной водопроводной системе определяется с учётом эксплуатационных характеристик используемой сантехники:

  • джакузи — 4 бара
  • смеситель в ванной, душ, приборы для пожаротушения – 1,5 бара
  • стиральная машина – 2 бара
  • поливочное оборудование – 5 бар

Наиболее приемлемым для водообеспечения частного дома считается давление с отметкой в 4 бара. Оно отлично подходит для фасонных элементов трубопровода, а также запорной и регулирующей арматуры. При увеличении показателей до планки в 6,5 бар некоторые устройства подвергаются риску поломки или сбоя в работе. Например, давление в фонтанирующих артезианских скважинах насчитывает 10 бар и в большинстве случаев выводит из строя фасонные детали и запорно-регулирующую арматуру, провоцируя протечки в зонах установки.

Как измерить давление в системе водоснабжения

Инструментом для самостоятельного измерения давления в системе водоснабжения служит манометр. Как правило, подобным прибором оснащают обогревательные котлы. Для контроля интенсивности напора его монтируют рядом со счётчиком воды на входе водопроводной трубы в дом и сравнивают цифры с технологическими нормативами и государственными стандартами ГОСТ.

Следить за работой манометра нужно регулярно, так как превышение давления чревато поломками, а снижение — недостаточным напором воды и уменьшением объема её поступления к потребителям.

Определить точку, в которой произошло снижение давления, поможет портативный манометр, измеряющий бары в жидкости. Его фиксируют в местах крепления труб (колодец, насосная станция, область присоединения трубы в здание), и он показывает, на каком участке возникла проблема. При обнаружении любых неполадок с давлением в системе водоснабжения, следует обязательно доверить их устранение профессионалам, чтобы избежать ещё более серьезных повреждений.

Какие причины могут быть у повышения или понижения давления

Снижение давления в водном потоке происходит чаще, чем повышение. Напор может слабеть по множеству причин, основные из которых изложены в списке ниже.

  • Засоры. Насосы или насосные станции, расположенные под землей, забиваются песком, илом или глиной и не могут в полном объёме перекачивать воду, из-за чего давление падает. Засоряться могут и фильтры, забивающиеся водными взвесями. Чистят их по-разному в зависимости от модели: фильтры тонкой очистки снимают и промывают проточной водой, а в случае с засорением блока грубой очистки, нужно разобрать его и заменить внутренний картридж.
  • Разгерметизация стыков и повреждения самой трубы.
    Пластиковые трубы могут треснуть, а металлические подвергаются коррозии, вызывая протечки.
  • Поломки оборудования. Длительная эксплуатация неизбежно приводит к износу деталей — шестерёнок, винтов, рабочего колеса или резинового поршня в насосах. Системы также дают сбой из-за загрязнений, например, самопроизвольно сдвигается механизм переключения в сторону низкого или высокого давления. Нарушение герметичности системы также приводит к увеличению потери воды в процессе перекачки и, как следствие, к снижению давления.
  • Неправильная установка или неосторожное обращение с сантехнической арматурой. Сломанные или неграмотно установленные крепления и шарниры провоцируют большие потери воды, так как располагаются по всему периметру трубы.
  • Изменение параметров источника. У каждого колодца или скважины есть свой срок службы. Если они установлены на песке, то через какое-то время заиливаются, насос засоряется, и нагрузка на него возрастает. Чтобы не допустить этого, нужно перед проектированием дома заранее предусмотреть несколько запасных мест под колодцы или скважины.
  • Низкий дебит скважины. Давление в водопроводе не падает, пока скважинная шахта заполнена водой. По мере её опустошения напор будет уменьшаться, и в конечном итоге жидкость не сможет поступать в трубу.
  • Недостаточно мощная напорная установка. Чтобы довести воду до всех водопотребителей, размещенных на разной удаленности от насоса и разной высоте, требуется оборудование, которое может поднять воду в шахте скважины на оптимальный уровень.
  • Одновременная работа нескольких водопотребителей. При проектировании системы водоснабжения нужно как можно точнее рассчитать количество точек потребления воды, которые будут функционировать параллельно.

Повышение давления в системе водоснабжения случается реже, но как правило, это происходит из-за излишней мощности напорного оборудования или скопления воздушных пробок в водопроводе.

Как снизить давление в водопроводе

Для уменьшения напора применяются следующие способы:

  • регулировка реле давления (стандартное значение — 3-4 бара, не следует предпринимать снижение за пределы отметки в 1, 5 бара)
  • применение специальных компенсаторов, спускающих лишнюю воду при повышении давления
  • установка автоматического прибора контроля давления, не требующего вмешательства человека

Устройства для повышения давления в системе водоснабжения

Наиболее распространенные устройства для повышения давления в системе водоснабжения представлены в таблице ниже.

Подключение водопровода к частному дому — сложный технический процесс, требующих знания норм и стандартов давления воды в системе водоснабжения. Задачу по регулированию водного напора стоит поручить профессиональным сантехникам в целях предотвращения поломок дорогостоящего оборудования и избежания непредвиденных расходов.

Устройство Описание
Повысительное насосное устройство Установка в разводку повысителя целесообразна, когда объёма жидкости в скважине достаточно, но напор уменьшается при подаче воды в удаленные источники водопотребления (например, в многоэтажном доме).
Циркуляционный насос Приспособление увеличивает скорость потока воды, что провоцирует повышение давления. Данная разновидность насоса бывает как с ручным управлением, так и с автоматическим. Последний вариант предпочтительнее, так как он дополнительно оснащен датчиком потока.
Гидроаккумулятор с мембраной При недостаточном дебите нельзя устанавливать повысительный насос, это лишь усугубит проблему. Решить вопрос в подобных обстоятельствах можно путём установки гидроаккумулятора с мембраной. Его гидробак разделен резиновой перегородкой на две части — для воздуха и воды. Под высоким давлением нагнетается воздух в пространство между мембраной и корпусом аккумулятора, позволяя исключить напорные перепады и гидроудары для обеспечения бесперебойной работы всех элементов магистрали.
Накопительная емкость Резервуар для запаса воды можно поместить непосредственно в доме на возвышенной точке, тогда его можно будет заполнять с использованием основного насоса. Однако если приобрести дополнительный насос для перекачивания воды из бака, то установить накопительную ёмкость можно где угодно, даже в подвале.

Рабочее Давление в Системе Водоснабжения: Нормативы

Контрольно-измерительные приборы на вводе водоснабжения в дом

Нормальный напор в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения, позволяет им работать с максимальной эффективностью. Именно поэтому при проектировании этих сетей очень важно ориентироваться на нормы давления водоснабжения.

Если давление будет ниже оптимального, пользоваться водопроводом станет неудобно или даже невозможно. А если выше – есть риск выхода из строя рабочих узлов и водоразборных устройств.

Что нужно знать и делать для оптимизации работы таких систем, вы узнаете из этой статьи.

Нормативы

Нормы давления в системе водоснабжения регламентируются СНиП 2.04.02-84 и 2.04.01.85.

Согласно этим документам, их допустимые границы должны находиться в следующих пределах:

  • Холодное водоснабжение 0,3-6 атмосферных единиц;
  • Горячее водоснабжение 0,3-4,5 атмосферных единиц.

Это крайне допустимые значения, при которых система работать будет. А вот как работать – это совершенно другой вопрос. Но обо всем по порядку.

В чем измеряется давление в трубопроводе

Единицей измерения напора является 1 бар. Это давление, которое создает на поверхности десятиметровый столб воды.

Также его часто измеряют и в атмосферных единицах, которые по своим цифровым значениям практически равны бару. Точнее, 1 бар = 1,0197 атм. Разница несущественна, поэтому особого значения не имеет.

Какой напор считается оптимальным

Согласно тем же строительным нормам, рабочее давление холодного водоснабжения в многоквартирном доме должно быть равно четырем атмосферам.

Система подачи и распределения воды в многоэтажном доме

Но на деле оно может оказаться и выше, и ниже этого значения — в зависимости от того, на каком этаже расположена квартира, и от активности водопотребления соседями. Небольшие отклонения в ту или иную сторону допустимы, а 4 бара на входе – это то давление, которое обеспечит комфортное и безопасное пользование системой для всех потребителей.

Несколько иная ситуация с частными малоэтажными домами. Так как максимальная высота подъема воды в них редко превышает 10 метров, то тут действуют и иные нормы водоснабжения: давление в 2-3 бара считается нормальным.

Система водоснабжения частного дома

Все сказанное касается преимущественно холодного водопровода. Рабочее давление в системе горячего водоснабжения может быть ниже, так как основные приборы, которым для нормальной работы необходим определенный напор, запитываются от ХВС.

Для каждого из этих приборов существует свое нормативное давление по водоснабжению:

  • Максимальные «запросы» у ванны с системой джакузи – ей для нормального функционирования требуется давление 4 атмосферы;
  • Примерно столько же, или чуть меньше, нужно для орошения большого участка через стационарные распылители;
  • Стиральная и посудомоечная машинки не будут работать при давлении ниже 2 бар;
  • С комфортом принять душ можно будет, если минимальный напор в системе равен 1,5 атмосферам;
  • Не менее 1,5-2 атмосфер потребуется и приборам автономного пожаротушения, если дом оборудован такой полезной системой.

Спринклер системы автономного пожаротушения

Совет. Покупая подобную бытовую технику, всегда обращайте внимание на её рабочие характеристики, и в том числе на значение минимального давления, на которое она рассчитана. Получить эти данные поможет консультант или инструкция к прибору.

В частном доме с автономным водоснабжением, проектировать его нужно с таким расчетом, чтобы напора в системе хватало для всех потребителей — даже при одновременной работе всех кранов и приборов. Иными словами, насос следует брать с запасом по мощности.

Чем и как измеряется давление в системе

Измеряют давление в трубопроводах специальными приборами – манометрами.

Манометр показывает нормальное давление водоснабжения

  • На системах отопления они стоят всегда, а отопительные котлы чаще всего поставляются в комплекте с манометром.
  • Есть они и на вводе воды в многоквартирные дома.
  • А вот частникам, если они хотят контролировать давление в системе водоснабжения, нужно позаботиться об этом самостоятельно, своими руками установив измерительный прибор рядом со счетчиком.

Чтобы знать, какое давление в трубах в любой момент, нужно установить на них манометры

Эти бытовые измерительные приборы могут иметь шкалу от 0 до 6, 7, и даже 10 атмосфер. В сети действительно возможны подобные скачки и периоды подачи воды под большим давлением. Но их желательно не допускать, удерживая давление в пределах от 1,5 до 4 бар.

Обратите внимание. При более низком напоре не будут включаться водопотребляющие приборы, станет неудобно пользоваться душем. Но слишком высокое давление может доставить гораздо больше неприятностей, приведя к появлению течей, поломке вентилей и прочей сантехники. Особенно если таким будет рабочее давление в горячем водоснабжении.

Создание и поддержание давления в автономном водопроводе

Проблема избыточного напора встречается достаточно редко, поэтому поговорим о том, как  поднять давление в водопроводе до приемлемого уровня. И в частном доме, и в городской квартире можно найти возможность сделать это, если включить в систему специальное насосное оборудование (см.  Насос водяной высокого давления для частного дома).

Особенности автономной подачи воды

От централизованного автономный водопровод отличается следующими особенностями:

  • Прежде чем подать воду в дом, её сначала нужно поднять на поверхность из скважины или колодца. На что тратится часть мощности насоса.

Схемы автономного водоснабжения с поверхностным и погружным насосом

  • Обеспечить нормативное давление в системе холодного водоснабжения требуется для всех точек, которые находятся на разном удалении от создающего напор агрегата и могут размещаться на разной высоте.

Схема внутренней разводки в частном доме

  • Источник воды может обладать слишком низким дебитом для того, чтобы поддерживать в сети нормальное давление в течение продолжительного времени. Пока вода есть, жидкость будет течь с хорошим напором, но по мере опустошения скважины он ослабеет, а затем поступление жидкости в систему прекратится вообще.

Отсутствие воды в кране чаще всего связано с низкой производительностью источника

  • Если воды в источнике хватает, но в нем стоит слишком мощный насос, постоянная подача под большим давлением может привести к преждевременному износу системы.

Почти все перечисленные проблемы легко решаются правильным подбором водоподъемного оборудования. Кроме той, которая связана с недостаточным напором.

Как оптимизировать давление в водопроводе

Для решения этой проблемы существует несколько проверенных способов:

  • Можно включить в систему повысительный насос, который будет принудительно повышать в ней напор. Это имеет смысл делать только в том случае, когда вода в источнике есть в достаточном количестве, но к удаленным или высоко расположенным точкам потребления она приходит, потеряв по пути большую часть напора. Подобные насосы могут управляться вручную или автоматически. Второй способ предпочтительнее, так как контролировать пуск и остановку насоса тогда, когда это нужно, автоматика будет сама.

Фото насоса для повышения давления

Для справки. Такие насосы можно устанавливать и в квартирах многоэтажных домов. Но в этом случае вы рискуете оставить нижних соседей совсем без воды.

  • При недостаточном дебите использование повысительного насоса только усугубит проблему. В этом случае, решить её поможет только насосная станция с достаточно большим резервуаром для накопления воды. Работает она по следующему принципу: пока нет водоразбора, насос закачивает воду в резервуар. Он представляет собой гидроаккумулятор (см. Гидроаккумуляторы для водоснабжения: обзор разновидностей, нюансы подбора и настройки), который за счет наличия двух полостей (водяной и воздушной) создает давление в системе холодного водоснабжения – норма при этом устанавливается самим домовладельцем. После наполнения гидроаккумулятора насос отключается, а скважина тем временем пополняется. При открытии крана, вода в систему поступает из резервуара с заданным давлением. Когда же оно падает до минимального установленного значения, насос снова включается и подкачивает воду.
  • Ещё один способ подразумевает использование большой накопительной емкости. Если поставить её в самой высокой точке дома (на мансарде или чердаке), она будет наполняться основным насосом, как и в предыдущем случае, а к потребителю подаваться самотеком. Но добиться приличного напора в этом случае вряд ли получится. Лучше купить дополнительный насос, который будет качать воду уже из бочки. Тогда её можно будет установить где угодно, хоть в подвале.

Монтаж водопровода с накопительной емкостью

Это важно! Накопительная емкость обязательно должна быть оборудована поплавковыми клапанами, которые отключат насос при её наполнении и предотвратят перелив.

Заключение

Как вы наверняка поняли, нормы давления в системе водоснабжения могут весьма существенно отличаться от реальных значений. Если дом не оборудован сложными приборами, работа которых зависит от наличия определенного напора, пониженные показатели не доставят особого дискомфорта. Потому что для мытья посуды или принятия душа вполне хватает и полутора атмосфер.

Если же давление ещё ниже, это уже проблема, которую нужно решать. Как это можно сделать, вы только что прочли, но посмотреть дополнительно видео в этой статье будет не лишним.


минимальное и оптимальное, как повысить

Эффективность работы системы водоснабжения определяет давление воды в водопроводе. Есть давление и напор – система работает, нет – не работает или работает не эффективно. А последнее, скорее всего не устроит даже самого непривередливого домовладельца.

Поэтому в данной статье мы рассмотрим и величину давления в водопроводе — для нормальной работы бытовых приборов, минимального и максимального, и способы повышения или понижения напора в системе, и сопутствующие вопросы. Надеемся, что эта информация поможет вам в спорах с коммунальщиками или в попытках оптимизировать работу водопровода своими силами.

Давление воды в водопроводе

Какое давление в водопроводной сети является нормой?

Единица измерения «водопроводного давления» — 1 бар. Он равен примерно одной атмосфере (точнее 1,0197 атмосферы, но это несущественно). Такое давление соответствует весы столба воды высотой 10 метров.

В городской сети на внутренние стенки трубопровода «давит» 40-метровый столб воды или 4 бара, в общепринятой системе измерения.

Сбои в системе водоснабжения

Такого давления вполне достаточно для обслуживания потребителей даже на самом верхнем этаже многоэтажки. Но, к большому сожалению, давление не относится к стабильным характеристикам системы водоснабжения. И нормальное давление воды в водопроводе – 4 бара – встречается не так уж и часто. Поскольку в типовой системе давление колеблется в пределах от 2,5 до 7,5 бар, в пиковые показатели доходят и до 10 бар.

Причем повышение давления в водопроводе, в большинстве случаев, приводит к сбоям в системе водоснабжения. Причем некоторые приборы (керамические вентили, резьбовые муфты и так далее) испытывают затруднения при давлении 6,5 бар. А 10 атмосфер способны выдержать лишь сварные соединения и особые фитинги (промышленного типа, с конической резьбой или пресс гильзой).

Однако недостаточное давление приводит к не меньшим затруднениям и сбоям в работе водовода. Ведь некоторые бытовые и сантехнические приборы «стартуют» только при определенном давлении на входящем патрубке. Например, джакузи можно «запустить» при давлении от 4 бар, а стиральная машинка-автомат включается при давлении не менее 2 бар. И даже душем можно пользоваться только в том случае, если давление в системе будет не ниже 1,5 бар.

Именно поэтому, общепризнанное оптимальное давление в системах бытового водоснабжения равняется 4 бар. При такой «нагрузке» практически отсутствует риск разрушения фитингов и узлов запорно-регулирующей арматуры. И, в то же время, 4 бар вполне достаточно для «запуска» самых привередливых бытовых приборов и сантехнического оборудования.

Максимальное и минимальное давление воды в водопроводе автономного типа

Автономный водопровод работает не на общих стандартах, а по велению своего владельца. В такой системе можно выставить любое давление – от тривиальной одной атмосферы, когда вода идет по трубам практически самотеком, до четырех, а то и шести бар, необходимых для автоматического полива удаленного газона.

Автономный водопровод

И какое давление в водопроводе будет оптимальным, в данном случае, решает владелец дома, который и будет оплачивать ремонт фитингов и запорно-регулирующей арматуры или страдать от отсутствия возможности принять ванну, в то время, когда работает система автоматического полива.

Поэтому большая часть загородных домовладений оборудуют автономными системами с  напором от 1,5 литра/секунду. И минимальное давление в «частном» водопроводе не может быть меньше 1,5 бар. В ином случае домовладелец не сможет воспользоваться двумя сантехническими приборами одновременно.

Ну а максимальное давление в автономной системе зависит от двух факторов – дебета источника (скважины или колодца) и производительности насоса. Если источник может сгенерировать более 0,5 м3 воды в сутки, а насос перекачать весь этот объем с достаточно высоким напором (более 1,5 литров в секунду), то давление системе можно поднять до критических 6 бар.

Но в большинстве случаев владельцы автономных скважин озабочены не ограничением напора, а вопросом: «Как повысить давление в водопроводе?» Ведь существенным дебетом обладают только артезианские скважины, да и то далеко не все. А большая часть источников на наших участках относится к слабонапорному, а то и безнапорному типу. И дебета таких скважин едва хватает на семью из 3-4 человек.

Поэтому большинство владельцев автономных источников водоснабжения знакомы с проблемой недостаточного давления в системе не понаслышке. И далее по тексту мы рассмотрим пути решения этой проблемы.

Как повысить давление в водопроводе?

Технически повышение давления в водопроводе реализуется путем интеграции в систему накопительного бака или установки в водовод нагнетательного насоса. Причем оба варианта сулят различные преимущества и демонстрируют некоторые недоставки. Поэтому далее мы будем рассматривать эти способы повышения давления в водопроводе отдельно друг от друга.

Повышение давления с помощью насоса

Данный способ повышения давления годится и для квартир, оборудованных центральным водопроводом, и для частных домов, «запитанных» на автономную скважину.

Насос для повышения давления

Причем в автономную систему дополнительный насос монтируют в систему лишь в том случае, если основной источник давления не может обеспечить приемлемого напора. То есть, когда скважина расположена далеко от дома или, когда мощности основного насоса не хватает для подачи воды на второй этаж.

Обычно второй насос монтируют на входе в домашнюю разводку – перед главным коллектором или первым тройником (крестовиной). Причем нужно понимать, что за насосом создается ощутимое разряжение, а сам агрегат качает сильно насыщенную воздухом воду. Поэтому в качестве насоса обычно используется вибрационный агрегат, малочувствительный к высокому содержанию воздуха в прокачиваемой среде.

Правда, правила хорошего тона не одобряют практику использования насосов в многоквартирных домах. Ведь в этом случае владелец «прокаченного» водопровода попросту вредит своим соседям.

Повышение давления с помощью станции с накопительным баком

Станция с накопительным баком функционирует по несколько иному принципу. Насос закачивает жидкость в накопительную часть (бак или гидроаккумулятор) агрегата. Причем накопитель функционирует под постоянным давлением в 1,5-2 бара. То есть, вода закачивается в бак до тех пор, пока на выходе не появятся желаемые 1,5-2 бара (в случае с аккумулятором давление может быть намного больше). После чего насос отключается.

Повышение давления с помощью насосной станции с накопительным баком

Водопровод запитан на накопитель (бак или аккумулятор) и расходует воду, подаваемую под строго контролируемым (особым датчиком) давлением. Как правило, этот датчик включает насос при падении давления в накопителе до отметки 1,5 бара и выключает при возрастании давления до 5 бар.

Именно так и работает любая насосная станция, монтируемая в точке сопряжения внешней и внутренней ветви домашнего водопровода. Причем насос в станции может быть и вибрационного и центробежного типа, а в качестве нагнетателя давления в накопителе, используется  встроенный или выносной  эжектор – узел, создающий разряжение в трубе.

Сфера применения насосных станций – это автономные  системы водоснабжения. Для повышения давления в «квартирном» трубопроводе такие устройства не используются, в силу особенностей конструкции и очень шумной работы.

Давление в системе водоснабжения частного дома

Давление в системе водоснабжения – это важнейшая характеристика, правильность выбора которой определяет комфортность пользования ею и длительность эксплуатации различных гидравлических, сантехнических и бытовых устройств.

Логика выбора оптимального давления в системе водоснабжения дома


Сразу заметим, что давление воды должно быть минимально возможным, позволяющим нормально функционировать сантехническим приборам (смесителям, душу) и бытовой технике (стиральным и посудомоечным машинам, котлам системы отопления). Например, для сантехники, посудомоечных и стиральных машин минимально допустимое избыточное давление составляет 0,5 атм., то есть в системе должно быть минимум 1,5 атм. Если у Вас имеется автономное отопление, то давление необходимо повысить до 2 атм. А если гидромассажный прибор (без своего насоса), то и до 4 атм. Для нормального полива достаточно 3 атм. Затем следует добавить еще 0,5 атм., чтобы сантехнические приборы и бытовая техника не работала на минимальном давлении.

Обязательно следует учесть расположение точек потребления воды. Перепад по высоте в 10 м между мембранным гидроаккумулятором (область максимального давления в системе) и точкой потребления воды добавляет в систему одну атмосферу. Другими словами, если у вас имеется двухэтажный частный дом, в котором гидроаккумулятор расположен в кессоне на отметке минус 2 м, а душ в ванной комнате на втором этаже (наивысшая точка потребления воды) на отметке + 6 м, то давление в системе водоснабжения вашего дома должно быть 1,5+0,5 + 0,8 = 2,8 атм. Это и есть оптимальное давление воды в вашем доме.

Повышать давление сверх необходимого не стоит. Во-первых, для его поддержания потребуется больше энергии. А во-вторых, будет быстрее изнашиваться элементы гидросистемы.

Настройка верхнего и нижнего значения давления в мембранном гидроаккумуляторе

Определив необходимое давление в гидросистеме, необходимо настроить реле давления гидроаккумулятора. Существует два значения давления – давление включения скважинного насоса и давление его выключения. Давления включения равняется оптимальному давлению в системе плюс 10%. То есть в нашем примере это 2,8 + 0,1х2,8 ≈ 3 атм. Десять процентов дается для того, чтобы давление в системе гарантированно не упало ниже допустимого. Давления выключения равняется давлению включения плюс 1 – 1,2 атм. Конечно, чем больше разность этих давлений, тем реже будет включаться скважинный насос (а, следовательно) больший будет его ресурс работы. Но с другой стороны большая разность приводит к некомфортному изменению напора воды и увеличению вероятности возникновения гидроударов.

Причины падения давления воды в системе водоснабжения

Давление в системе создает скважинный насос. Поэтому неполадки с ним автоматически могут привести к уменьшению давления. Это могут быть:

  • Падение напряжения в сети – необходимо установить стабилизатор напряжения.
  • Неправильное подсоединения фаз к трехфазному электродвигателю насоса, что вызовет вращение его ротора в обратном направлении – перекоммутировать подсоединение.
  • Износ рабочего органа насоса – колеса или винта – заменить рабочий орган или весь насос.
  • Попадание в насос песка или грязи – прочистить насос и скважину.

Кроме того, падение давления в системе водоснабжения частного дома может быть связано с неполадками в самой системе:

  • Засорением труб, фильтра и других гидравлических элементов – промыть или поменять их.
  • Нарушение герметичности системы – обнаружить утечку и устранить ее.
  • Падение давление воздуха в мембранном гидроаккумуляторе из-за неисправности воздушного ниппеля или нарушение герметичности мембраны – устранить неисправность.

 

в чем измеряется, какое должно быть давление воды в трубопроводе квартиры, как рассчитать

Содержание:

Система водоснабжения выходит из строя по трем основным причинам – воздействие коррозии, наслоение различных отложений или слишком высокое внутреннее давление. Фактор коррозии в свете последних тенденций можно не рассматривать, поскольку в частном строительстве на сегодняшний день используются преимущественно полимерные изделия, не поддающиеся коррозионному воздействию. Остается лишь две причины, из-за которых водопровод может выйти из строя.


Одной из этих причин является высокое давление в трубах водоснабжения. При покупке труб нужно обязательно изучить приложенную к ним документацию, чтобы знать, при каком рабочем уровне давления их можно эксплуатировать. Помимо риска повреждения труб, превышение давления тесно связано с повышенным расходом воды, поэтому финансовые затраты тоже увеличатся.

Давление воды в водопроводе

Систему водоснабжения можно прокладывать так и самостоятельно, так и при помощи специалистов. Большинство фирм, занимающихся строительством, предлагают свои услуги по монтажу водопровода. Прежде чем согласиться на такой вариант, стоит узнать, насколько качественно были выполнены предыдущие работы этих специалистов.

В любом случае, кто бы ни занимался прокладкой водоснабжения, результат в итоге должен получиться одинаковым – а для этого нужно знать, какое давление должно быть в трубах водоснабжения. Среднее давление, необходимое для работы водопроводных кранов, составляет 0,5 бар. Разумеется, эта величина может слегка варьироваться в зависимости от различных факторов – например, тип трубопровода и материал изготовления труб сильно влияют на давление в системе.


Чтобы система водоснабжения могла нормально функционировать, перед ее обустройством нужно разобраться в принципах ее работы и требованиях, предъявляемых к данному виду систем. Кроме того, нужно точно знать, в чем измеряется давление воды в трубах и как проводить расчет водопроводной системы.

Гидроаккумуляторы и расширительные баки

Проектируя частный дом или жилье на загородном участке, нужно учитывать массу систем помимо водоснабжения. Например, обязательно потребуется система отведения стоков, водопровод с горячей водой, система пожаротушения и прочие. Кроме того, на загородных участках зачастую прокладывается отдельная ветка водопровода, позволяющая поливать сад и огород. О необходимости установки отопления можно вообще не говорить – без нее комфортная жизнь в доме попросту невозможна.

Для функционирования водоснабжения, пожаротушения и фильтрационной системы требуются гидроаккумуляторы, а для остальных систем необходимы расширительные баки. В местах забора воды и на выходе разогретой воды из отопительного оборудования также требуются расширительные баки, которые смогут компенсировать возникающие в системах гидроудары.


Расширительный бак, подключенный к водопроводу с горячей водой, выполняет функцию предохранителя – лишнее давление будет стравливаться именно в него, защищая систему от повреждений. Система пожаротушения использует гидроаккумулятор, да и цель другая – в нем содержится резервная вода, необходимая для тушения пожара. Стандартные бытовые гидроаккумуляторы выдерживают давление до 6 бар.

Особняком стоит отопительная система частного дома. Теплоноситель, находящийся в трубах, проходит путь от выхода из котла до входа через обратный контур. Находясь в котле, теплоноситель разогревается, увеличиваясь в объеме. Как правило, в качестве теплоносителя используется вода, которая при разогреве до рабочей температуры увеличивается в объеме более чем на 3%.

Тепловое расширение жидкости обязательно приведет к повреждению трубопровода, вплоть до полной потери им работоспособности. Чтобы этого не произошло, а также чтобы не возникало падение давления в трубопроводе, систему необходимо дополнительно оснащать расширительным баком, который компенсирует увеличившийся объем теплоносителя.

Разновидности расширительных баков водоснабжения

Существует два вида расширительных баков:

  1. Открытые. При использовании таких баков получается открытая отопительная система, работающая в условиях низкого давления. Соединение с атмосферой позволяет теплоносителю свободно выходить из системы и повышает влияние коррозии на металлический трубопровод. Открытые расширительные баки крайне не рекомендуется использовать в отопительных системах.
  2. Закрытые. Данный вид расширительного бака, в отличие от предыдущего, можно подключать к трубопроводу в любом месте, поэтому его не нужно утеплять. Все остальные недостатки устройств открытого типа в данном случае неактуальны, поэтому закрытые устройства используются практически повсеместно.


Расширительные баки, подключенные к водоснабжению, обеспечивают конструкции надежную защиту от гидроудара, обычно возникающего в результате аварийного отключения насоса или при резком открытии водозаборного крана. Такая динамическая нагрузка может в несколько раз превысить обычное давление, стабильно находящееся в системе.

Классификация гидроаккумуляторов выглядит точно так же – есть открытые и закрытые устройства. Отрицательные качества открытых баков свойственны и открытым гидроаккумуляторам. Сами по себе гидроаккумуляторы, как следует из их названия, содержат в себе запас жидкости, которую при необходимости можно запустить в систему.

Устройство гидроаккумуляторов

Главным рабочим элементом любого гидроаккумулятора является мембрана, а само устройство работает по следующему принципу:

  • В мембранной камере бака находится воздух, который при запуске насоса во время заполнения камеры водой уменьшается в объеме, то есть его давление увеличивается;
  • Созданное давление передается на реле, обеспечивающее запуск и отключение насоса;
  • Когда давление в системе становится избыточным, реле отключает насос, тем самым останавливая процесс повышения давления;
  • Вода в трубопроводе водоснабжения постепенно забирается, и давление стабилизируется, в результате чего реле автоматически запускает насос;
  • Нарушение герметичности трубопровода и сопутствующее ему постоянное снижение давление не позволит реле запустить насос заново, а при слишком высоком давлении насос будет отключаться.


При выборе гидроаккумулятора нужно отталкиваться в первую очередь от его объема. Дело в том, что этот показатель напрямую влияет на долговечность устройства – чем чаще приходится срабатывать мембране, тем раньше гидроаккумулятор выйдет из строя.

Как показывает практика, для водопровода, к которому подключено три водозаборных точки, вполне хватает одного гидроаккумулятора объемом 24 л, а для всех остальных случаев подойдет 50-литровый бак. Впрочем, лучше всего перед выбором бака рассчитать его объем, который зависит от количества сантехнических устройств, потребляющих воду. Читайте также: «Почему гудят водопроводные трубы – причины и способы устранения шума».

Расчет давления воды в трубах

Для расчета водопровода нужно знать, в чем измеряется давление воды в трубопроводе и какие используются обозначения. Максимальное и минимальное значение давления в баке обозначаются как Pmax и Pmin. Разность между этими величинами всегда имеет прямую зависимость от объема воды, которая поступает в систему из гидроаккумулятора. Высокое значение разности двух давлений говорит о том, что КПД бака достаточно высок, но при этом слишком большая разность создает вероятность прорыва мембраны.

Расчет максимального и минимального давления в трубах водоснабжения осуществляется в соответствии со следующими правилами:

  1. Усилие в мембранной камере должно быть достаточным для подъема воды на максимальную высоту расположения труб в здании. Например, для системы высотой 10 м требуется давление, равное 1 бар. Чтобы насос запускался, к расчетной величине Pmin нужно прибавлять 0,2 бар, то есть в результате минимальное давление будет равняться 1,2 бар.
  2. Чтобы достичь нормального водозабора, нужно измерить расстояние между расположением верхней водозаборной точки и гидроаккумулятором. С учетом перепада давления в кранах, который должен составлять не менее 0,5 бар, получается, что минимальное давление для системы высотой 10 м составляет 1,5 бар.
  3. Максимальное давление высчитывается в зависимости от эксплуатационных показателей насоса, гидравлического сопротивления в трубах водоснабжения и стабильности электросети, которая также оказывает влияние на работу насоса.


Такая методика расчета не отличается простотой, но ее можно упростить. Достаточно знать, что разность давления в трубопроводе загородного дома должна находиться в пределах 1-1,2 бар. Если знать это правило, то рассчитать давление в трубопроводах водоснабжения становится очень просто – к минимальному значению прибавляется разность давлений (в рассматриваемом случае итоговое значение максимального давления составляет 2,7 бар).

Специалисты в области прокладки водопроводных сетей советуют при расчете максимального значения давления в системе учитывать мощность насоса, которая должна быть на 30% больше Pmax. То есть, достаточно подобрать насос, который обеспечит минимальный напор воды.


Чтобы измерить давление в трубах водоснабжения, используется обычный манометр. Измерения лучше всего проводить в динамике, когда вода движется по трубам. Для обеспечения корректности замеров стоит открыть хотя бы два крана до упора.

Если динамическое давление на протяжении суток серьезно меняется, то можно говорить о нарушении работы водопровода. Также нужно знать, что значения, полученные при измерении системы горячего водоснабжения, могут сильно отличаться от показаний водопровода, транспортирующего холодную воду.

Немаловажным является и погрешность устройств, используемых для проведения замеров. Достаточно хорошим является класс прибора 0,6, погрешность которого составляет 0,6%. Впрочем, для бытового использования вполне подойдет устройства класса 1,5.

Эксплуатация труб водоснабжения

Любой водопровод требует качественного и регулярного обслуживания. Первым делом система проверяется на герметичность. После устранения протечек, если таковые имеются, необходимо измерить давление в системе при помощи манометра. При замерах должно получиться значение, равное Pmin.

Если результат измерений на 10% ниже, чем минимальное расчетное значение давления, то нужно воспользоваться компрессором и увеличить давление до значения, необходимого для запуска насоса. Когда насос выключился, нужно снова измерить давление, но на этот раз его нужно сравнивать с Pmax при той же погрешности. Остается только открыть и закрыть кран, чтобы удостовериться в корректной работе системы водоснабжения.

Гидравлические удары в трубах водоснабжения

Вода, транспортируемая по трубам, имеет определенную инерцию, поэтому при резкой остановке жидкость начинает уплотняться в результате давления, оказываемого той частью воды, которая продолжает движение. В результате появляется сильная ударная волна, направленная в противоположную току воды сторону.

Для разных материалов скорость распространения ударной волны будет отличаться, но эта величина всегда достаточно опасна. Например, в том случае, если насос прекратил подачу воды в расположенный над ним резервуар, вода устремится вниз и тем самым создаст зону повышенного давления.


Эта зона рано или поздно все же достигнет резервуара, но отразится им в сторону насоса, который из-за гидравлического удара может начать работать в обратную сторону. Даже если установить обратный клапан, проблема все равно будет возникать – уплотненная вода все равно ударит в одну из слабых точек системы.

Чтобы такое явление не возникало, необходимо использовать обратный клапан, время срабатывания которого зависит от времени перемещения воды к резервуару и от него. Получится формула вида T = 2L/V, в которой L – расстояние между насосом и резервуаром, а V – скорость движения ударной волны.

Используя эту формулу и известные значения скорости распространения ударной волны, можно нивелировать воздействие гидроударов на систему водоснабжения. Для уменьшения скорости срабатывания обратных клапанов используются дополнительные клапаны-гасители, за счет которых и обеспечивается защита системы.

Заключение

Правильное давление в трубах водоснабжения – это один из важнейших параметров данной системы, напрямую влияющий на ее эффективность и долговечность. Рассчитывать давление в трубах водоснабжения в квартире и частном доме необходимо, чтобы снизить вероятность повреждения системы и последующего ремонта.  


Эффективный способ стабилизации давления в системе водоснабжения

Что может быть проще, чем управление насосом? На сегодня известно достаточно много способов ее решения, но, как оказывается, это не тривиальная задача.

Все зависит от того, какой результат хотим получить. Если только стабилизация давления — это одна задача: если экономичность — это вторая задача, а если максимальная эффективность при минимальном потреблении электроэнергии и незначительном капиталовложения в оборудование, что очень важно в условиях финансового кризиса — это уже другая задача. А если в условия задачи добавить, что руководить нужно двумя и более насосами, тогда вариантов системы управления становится достаточно много.

Перед нами встала такая задача: необходимо реконструировать насосную, включая насосы и систему управления, которая бы эффективно и экономически стабилизировала давление в системе водоснабжения для определенного квартала Львова. Количество насосов — неизвестно.

Как мы знаем, утром и вечером расход имеет максимальное значение, днем ​​и ночью — минимальное. Собрав данные и проанализировав необходимое насосное оборудование и системы управления ими, было принято решение об установке трех насосов — одного основного мощностью 7,5 кВт, и двух вспомогательных 11 кВт. Структурная схема изображена на рис.1.

Рис. 1. Структурная схема системы автоматизации.

Принцип работы схемы в автоматическом режиме. Как видно из рис.1 насос № 1 управляется преобразователем частоты Lenze серии 8200 с ПИД-регулированием, а насосы № 2 и № 3 — двухпозиционным двухканальным регулятором 2ТРМ1 с релейным выходом через плавный пуск. Насос № 1 выполняет функцию плавного регулирования давления, насосы № 2 и № 3 являются вспомогательными и работают в режиме включено-выключено. Основой схемы является датчик давления с выходным сигналом 4 … 20 мА. Сигнал от датчика давления подается на аналоговый вход преобразователя частоты и вход регулятора 2ТРМ1. Данный двухканальный регулятор настроен таким образом, что один входной сигнал подается одновременно на два внутренних компаратора. Использование плавного пуска для насосов обусловлено увеличить ресурс работы насосов и свести к минимуму влияние гидроударов в системе, которые негативно влияют на работу системы в целом.

Работа насосов показана на диаграмме рис.2.

Рис.2.

Рабочее давление в системе Рн = 4,0 бар. Из диаграммы видно, что насос № 1, который управляется преобразователем частоты, работает в диапазоне 3,5 — 4,8 бар. Стабилизация давления в системе обеспечивается внутренним ПИД-регулятором. Если давление уменьшается, выходная частота преобразователя частоты возрастает, и наоборот. Верхнее ограничение части составляет 50 Гц, нижнее — 10 Гц. Если давление уменьшается (при росте расхода) до границы Р1 = 3,5 бар, насос № 1 работает на частоте 50 Гц, срабатывает первый компаратор 2ТРМ1, который запускает насос № 2. Работа этого насоса позволяет поднять давление, при этом выходная частота преобразователя частоты насоса № 1 начинает уменьшаться до 35 Гц. Давление в системе при этом составляет 4,0 бар.

Рассмотрим два варианта дальнейших событий: рост и уменьшение давления в системе.

Вариант 1.

При уменьшении расхода воды давление начинает расти до Р2 = 4,8 бар, выходная частота падает до 10 Гц. При этом первый компаратор открывает насос № 2 и выходная частота при этом возрастает до 35 Гц.

Вариант 2.

При уменьшении давления выходная частота составляет 50 Гц, насос № 2 включен. При достижении давления Р3 = 2,8 бар срабатывает второй компаратор регулятора 2ТРМ1, который запускает насос № 3. Давление соответственно в системе начинает расти. Выходная частота падает до 35 Гц, при этом давление составляет 4,0 бар.

При уменьшении потребления воды давление в системе начинает расти. Выходная частота начинает падать. При достижении значения Р4 = 4,3 бар, выходная частота 22 Гц, второй компаратор открывает насос № 3. При этом выходная частота начинает расти до 35 Гц. При последующем росте давления до Р2 = 4,8 бар выходная частота падает до 10 Гц. При этом первый компаратор открывает насос № 2 и выходная частота при этом возрастает до 35 Гц. Насос № 1 работает один.

В схеме также предусмотрено ручное управление отдельно тремя насосами.

Такая система является дешевым и эффективным решением стабилизации давления с помощью трех насосов и зарекомендовала себя с положительной стороны.

Ответы на часто задаваемые вопросы

Куда обращаться жителям города Москвы в случае предоставления услуг холодного водоснабжения и водоотведения ненадлежащего качества? 

АО «Мосводоканал» в целях повышения информированности населения напоминает, что собственники и пользователи помещений в многоквартирных домах, а также собственники частных жилых домов в случае обнаружения ими факта нарушения качества коммунальной услуги холодного водоснабжения и водоотведения, должны уведомить об этом аварийно-диспетчерскую службу управляющей организации, ТСЖ, ЖСК или иной организации, предоставляющей потребителям данные коммунальные услуги, либо иную службу, указанную перечисленными выше организациями.

В соответствии с разделом X «Правил предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов», утвержденных постановлением Правительства РФ от 06.05.2011 № 354, вступивших в действие с 01.09.2012, сообщение может быть сделано потребителем в письменной форме или устно (в том числе по телефону) и подлежит обязательной регистрации аварийно-диспетчерской службой управляющей организации, ТСЖ, ЖСК или иной организации, предоставляющей потребителям коммунальные услуги холодного водоснабжения и водоотведения.

При этом потребитель обязан сообщить свои фамилию, имя и отчество, точный адрес помещения, где обнаружено нарушение качества коммунальной услуги, и вид такой коммунальной услуги. Сотрудник аварийно-диспетчерской службы обязан сообщить потребителю сведения о лице, принявшем сообщение (фамилию, имя и отчество), номер, за которым зарегистрировано сообщение, и время его регистрации.

В случае если сотруднику аварийно-диспетчерской службы не известны причины нарушения качества коммунальной услуги, он обязан согласовать с потребителем дату и время проведения проверки факта нарушения. При этом работник аварийно-диспетчерской службы обязан немедленно после получения сообщения потребителя уведомить АО «Мосводоканал», как ресурсоснабжающую организацию, о дате и времени проведения такой проверки.

Собственники и пользователи помещений в многоквартирных домах при непосредственном способе управления, а также собственники частных жилых домов, являющиеся абонентами АО «Мосводоканал» по договорам на отпуск воды и прием сточных вод, в случае обнаружении факта нарушения качества услуг холодного водоснабжения и водоотведения, должны обращаются в аварийно-диспетчерскую службу АО «Мосводоканал» по круглосуточному многоканальному телефону: +7 (499) 763-34-34

1 Введение | Системы распределения питьевой воды: оценка и снижение рисков

EPA. 2002c. Анализ пробелов в инфраструктуре чистой воды и питьевой воды. Вашингтон, округ Колумбия: EPA.

EPA. 2005a. Обследование потребностей инфраструктуры питьевого водоснабжения. EPA 816-R-05-001. Вашингтон, округ Колумбия: Управление водных ресурсов EPA.

EPA. 2005b. Фактоиды: статистика питьевой воды и грунтовых вод за 2003 г. EPA 816-K-05-001. Вашингтон, округ Колумбия: Управление водных ресурсов EPA.

Фудзивара, М., Дж. М. Манваринг и Р. М. Кларк. 1995. Питьевая вода в Японии и США: задачи конференции. В: Управление качеством питьевой воды. Р. М. Кларк и Д. А. Кларк (ред.). Ланкастер, Пенсильвания: Technomic Publishing Company Inc.

Григг, Н. С. 2005a. Письмо в редакцию: проектирование систем водораспределения будущего. J. Amer. Водопроводные работы доц. 97 (6): 99–101.

Григг, Н.С. 2005b. Оценка и обновление систем распределения воды. J. Amer. Водопроводные работы доц.97 (2): 58–68.

Гриндлер, Б. Дж. 1967. Вода и права на воду: трактат о законах воды и смежных проблемах: восточный, западный, федеральный. Том 3. Индианаполис, Индиана: Компания Аллана Смита.

Ханке, С. Х. 1972. Ценообразование на городскую воду. Стр. 283–306 In : Государственные цены на общественные товары. С. Мушкин (ред.). Вашингтон, округ Колумбия: Городской институт.

Офис страховых услуг. 1980. График пожарной безопасности. Нью-Йорк: Офис страховых услуг.

Якобсен, Л. 2005. Водный район долины Лас-Вегаса. 18 апреля 2005 г. Представлено в комитет СРН по системам коммунального водоснабжения. Вашингтон, округ Колумбия.

Jacobsen, L., and S. Kamojjala. 2005. Полные системные модели и интеграция с ГИС. In: Proceedings of the AWWA Annual Conference and Exposition, Сан-Франциско, Калифорния.

Jacobsen, L., S. Kamojjala и M. Fang. 2005. Интеграция гидравлических моделей и моделей качества воды с другими коммунальными системами: тематическое исследование. In: Proceedings of the AWWA Information Management and Technology Conference, Denver, CO.

Йоханнесен, Дж., К. Киннер и М. Велардес. 2005. Двойные системы распределения: опыт водного района на ранчо Ирвина. 13 января 2005 г. Представлено в комитет СРН по системам коммунального водоснабжения. Ирвин, Калифорния.

Кирмейер, Г., У. Ричардс и К. Д. Смит. 1994. Оценка систем распределения воды и связанных с этим исследовательских потребностей. Денвер, Колорадо: AwwaRF.

ЛеШевалье, М., Р. Гуллик и М. Карим. 2002. Потенциал риска для здоровья от проникновения загрязняющих веществ в распределительную систему из-за скачков давления. Черновик белой книги о системе распространения. Вашингтон, округ Колумбия: EPA.

Ли, С. Х., Д. А. Леви, Г. Ф. Краун, М. Дж. Бич и Р. Л. Кальдерон. 2002. Эпиднадзор за вспышками болезней, передающихся через воду, в США, 1999–2000 гг. MMWR 51 (№ SS-8): 149.

Леви Ю., С. Пернеттс, О. Вейбл и Л. Киен.1997 г. Демонстрационная установка спутниковой обработки в системе распределения с использованием ультрафильтрации и нанофильтрации. Стр. 581–595 В : Материалы конференции AWWA по конференции мембранных технологий. Новый Орлеан, Луизиана.

Mayer, P., W. B. DeOreo, E. M. Opitz, J. C. Kiefer, W. Y. Davis, B. Dziegielewski, and J. O. Nelson. 1999. Конечное использование воды в жилых домах. Денвер, Колорадо: AwwaRF.

Мале, Дж. У. и Т. М. Вальски. 1991. Системы распределения воды: Руководство по поиску и устранению неисправностей.Челси, Мичиган: Lewis Publishers, Inc.

Мур, Б. К., Ф. С. Кэннон, Д. Х. Мец и Дж. Де Марко. 2003. Структура пор GAC в Цинциннати во время полномасштабной обработки / реактивации. J. Amer. Водопроводные работы доц. 95 (2): 103–118.

Управление давлением в системах водоснабжения с целью снижения энергопотребления и фоновых утечек | Журнал водоснабжения: исследования и технологии-Aqua

Из-за увеличения потребности в воде в городских сообществах, а также сокращения водных ресурсов, управление водными потерями является одной из основных проблем, с которыми сталкиваются инженеры в наши дни. Отчеты показывают, что около 30% или даже больше воды, поступающей в распределительную сеть, расходуется впустую (Araujo et al. 2006). Существует множество факторов, влияющих на количество утечек в системах распределения воды (WDS), таких как давление воды, возраст трубы, качество фитингов, характеристики почвы вокруг трубы и т. Д. Из-за прямой зависимости между давлением и утечки, управление давлением — один из эффективных методов уменьшения утечки в WDS.

WDS предназначен для подачи потребителям достаточного количества воды с минимально допустимым давлением в течение всего времени работы, особенно в часы пик в дни пик. В другое время работы, «когда потребность в воде ниже», узловое давление в сети превышает минимально допустимое давление. Это вызывает увеличение фоновой утечки, выход из строя трубы, а также потери энергии (чтобы создать избыточное давление на WDS).Следовательно, регулирование давления в WDS может сыграть важную роль в уменьшении потерь воды и энергии, что влияет на устойчивость потребления и защиту окружающей среды. Редукционный клапан (PRV) и насос переменной скорости (VSP) чаще всего используются для управления давлением WDS. Предохранительные клапаны, независимо от изменения давления на входе или расхода, могут снизить давление на входе до стабильно более низкого установленного давления. PRV можно контролировать с помощью различных подходов, таких как гидравлические или электронные контроллеры (Vicente 2016).PRV с электронным контроллером могут идеально использоваться в системах диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) в соответствии с текущими условиями эксплуатации. ВСП — это насосы с частотно-регулируемым приводом (VSD). VSD регулирует скорость вращения электродвигателя насоса, изменяя частоту входной мощности. Изменение скорости электродвигателя может изменить гидравлические характеристики насоса (например, потребляемую мощность, расход на выходе и давление).

Было представлено много статей о методах управления давлением в WDS. Germanopoulos и Jowitt (1989) описали взаимосвязь между давлением в сети и потерями при утечке и оценили влияние контроля давления на утечку в сети водоснабжения. Они представили метод линейной теории для поиска оптимальных настроек регулирующего клапана для минимизации узлового избыточного давления, а также утечки воды. Уставка регулирующего клапана должна быть отрегулирована таким образом, чтобы давление в критической точке (соединение с самой высокой отметкой или на дальнем конце водопроводной сети) оставалось в допустимом диапазоне.

Арауджо и др. (2006) представил модель для определения оптимального количества, расположения и выходного давления регулирующих клапанов, чтобы минимизировать давления и, как следствие, утечку WDS. Они использовали генетические алгоритмы, чтобы найти коэффициенты шероховатости трубопроводов, чтобы минимизировать избыточный узловой напор. Трубы с более высоким коэффициентом шероховатости являются потенциальными точками для установки регулирующего клапана. Они оптимизировали уставку регулирующих клапанов, чтобы уменьшить утечку в сети.

В тематическом исследовании Marunga et al. (2006) уменьшил фоновую утечку WDS города Мутаре в Зимбабве, используя управление давлением. Они снизили минимальный ночной поток (MNF) примерно на 25% с уменьшением узлового давления с 77 м до 50 м за счет регулирования давления на выходе из PRV.

Николини и Зоватто (2009) предложили метод многоцелевой оптимизации для поиска оптимального количества, местоположения, а также заданного значения установленных PRV.Первая целевая функция в их исследовании заключалась в минимизации общего количества установленных PRV, в то время как вторая целевая функция заключалась в минимизации общей утечки в WDS. Они достигли фронта Парето, который показывает зависимость общей утечки от количества установленных PRV.

Skworcow et al. (2009) предоставил метод управления энергией и давлением в WDS, чтобы минимизировать эксплуатационные расходы. Они изменили расписание работы насосов (определение количества насосов с фиксированной скоростью в рабочем состоянии) и скорость VSP, а также уставки PRV, чтобы уменьшить избыточное давление и зависимую утечку.Их метод был применен к WDS среднего масштаба, и было показано, что ежедневная стоимость электроэнергии снизилась примерно на 34%.

Баккер и др. (2013 г.) представила модель активного контроля давления для управления давлением на выходе насосной станции в соответствии с прогнозом потери давления в автономных трубопроводах. Модель представляет собой сочетание прогнозирующего контроллера и контроллера обратной связи. Их результаты показали снижение потребления энергии насосами на 31% и снижение потерь воды на 20% за счет применения модели на насосной станции водоочистных сооружений на среднем западе Польши.

Tricarico et al. (2014) предложила новую методологию управления давлением WDS. Они использовали турбины вместо обычных PRV, чтобы снизить давление в сети и одновременно вырабатывать электричество. Минимизация затрат на эксплуатацию насосов за счет снижения избыточного давления в водопроводной сети, а также одновременное увеличение вырабатываемой электроэнергии с помощью турбин также являлись целями их исследования.

Pecci et al. (2015) исследовал метод математического программирования, чтобы найти оптимальное место для PRV и управление их работой, чтобы снизить избыточное давление в WDS при множественных сценариях спроса.

Во всей ранее упомянутой литературе должен быть известен профиль спроса, чтобы определять состояние насосов и настройки клапанов для управления давлением и контроля утечек. Из-за влияния температуры окружающей среды, даты, культуры жителей и других параметров на мгновенное потребление воды использование фиксированного дневного или сезонного профиля спроса во многих случаях может не соответствовать действительности. В этой статье представлен метод управления утечками с обратной связью, чтобы минимизировать фоновую утечку и потребление энергии в WDS путем управления давлением на выходе PRV и скоростью VSP, по отдельности или вместе.

В этом методе количество мгновенных запросов оценивается с помощью кода оптимизации, который был основан на данных, переданных от установленных датчиков на WDS.Чтобы проанализировать влияние устройства управления (PRV / VSP) на утечку и снижение энергии в тематическом исследовании, метод был запущен три раза: (1) управление с помощью PRV, (2) управление с помощью VSP и (3) управление с PRV и VSP одновременно.

В этом исследовании измеренное давление в одной или нескольких точках WDS, где были установлены манометры, использовалось в качестве входных данных для кода средства оценки потребности, чтобы найти множитель мгновенной потребности. Расчетный мгновенный множитель затем используется в качестве входного параметра другой процедуры оптимизации, чтобы уменьшить избыточное узловое давление в WDS, чтобы уменьшить фоновую утечку и потребление энергии. Для этого код оптимизации должен найти оптимальные уставки установленных PRV и оптимальную скорость VSP соответственно. На рисунке 1 показана блок-схема этой методологии.

Рисунок 1

Блок-схема процесса оптимизации.

Рисунок 1

Блок-схема процесса оптимизации.

В указанном выше методе учитываются следующие допущения:

  1. Гидравлическая модель откалибрована.

  2. Ошибка датчика давления игнорируется.

  3. Структура спроса всех узлов потребления одинакова.

В первой части этого исследования для оценки множителя мгновенного спроса был разработан код оптимизации с использованием алгоритма дифференциальной эволюции (DE) в программном обеспечении MATLAB на основе алгоритма, предоставленного Storn & Price (1997). Гидравлический решатель EPANET 2.0 (Россман 2000) использовался в качестве гидравлического решателя и был связан с кодом оптимизации. Узловое давление одной или нескольких точек WDS (в зависимости от сложности сети) через текущие настройки PRV и VSP используется в качестве входных данных для кода оптимизации.Множитель спроса был рассмотрен в качестве проектной переменной в процедуре оптимизации. Кроме того, в качестве целевой функции рассматривалась минимизация разницы между измеренным и рассчитанным узловым давлением «в узлах, где установлены датчики давления». Код может найти фактический множитель спроса с минимальной ошибкой из-за передачи данных из WDS.

В следующей части был представлен другой код оптимизации с использованием алгоритма DE, чтобы найти оптимальную уставку установленных PRV (давление на выходе) и VSP (скорость насоса).Целью этого раздела является управление давлением WDS для уменьшения фоновых утечек и потребления энергии. В представленном коде оцененный множитель потребления используется в качестве входных данных модели, давление на выходе PRV и / или скорость VSP являются проектными переменными и минимизируют математическую сумму общей узловой утечки и потребления энергии (в том же порядке величины) — целевая функция.

Из-за обратной зависимости между потреблением воды и давлением в сети давление на WDS в часы непиковой нагрузки превышает минимально допустимое давление, а большее избыточное давление увеличивает утечку в WDS.Связь между утечкой и давлением часто описывается уравнением (1) (Thornton & Lambert 2005): (1) где — поток утечки в узле i , — постоянный коэффициент утечки узла i , который зависит от длины и количество труб, подключенных к узлу, — узловое давление узла и , а n — фиксированный параметр от 0,5 до 2,5, который зависит от типа утечки.

Был выбран реальный WDS для применения вышеуказанной методологии с целью снижения утечки воды и потребления энергии.Система распределения воды Mehr (MWDS) расположена на севере Ирана в городе Рашт и обслуживает до 44 000 человек. Площадь, покрываемая этой сетью, составляет 144 акра, а ее среднесуточная потребность составляет 366 м 3 в час. Перепад высот MWDS составляет около 4 метров, он имеет 371 трубу длиной 33 километра, 366 стыков, один резервуар, два PRV и насосную станцию ​​с тремя насосами. Эта сеть состоит из восьми имеющихся в продаже размеров труб (от 90 до 500 мм). В связи с наличием в квартирах этого района бытовой цистерны для воды и насосной системы минимально допустимое давление во всех узлах было принято равным 20 метров.Конфигурация трубы и высота MWDS показаны на Рисунке 2.

Рисунок 2

Конфигурация трубопровода (слева) и отметка земли (справа) MWDS.

Рисунок 2

Конфигурация трубопровода (слева) и отметка земли (справа) MWDS.

Согласно профилю потребности MWDS, при отсутствии контрольного оборудования, такого как PRV или VSP, минимальное и максимальное узловое давление при максимальном времени потребности (21:00) составляет 23 и 49 метров соответственно, а минимальное и максимальное давление при минимальном времени потребления (3 часа) составляет 45 и 55 метров соответственно.Согласно уравнению (1), расчетная утечка в максимальное и минимальное время пиковой нагрузки составляет 83,36 м 3 / ч (22,77% от средней часовой потребности) и 115,41 м 3 / ч (31,53% средней часовой потребности). Кроме того, потребляемая мощность насосной станции в пиковое и непиковое время составляет 135,16 кВт и 158,82 кВт соответственно. Целью данного тематического исследования является минимизация фоновой утечки и потребления электроэнергии MWDS в любое время суток за счет использования данных, передаваемых от установленного датчика давления в сети.

Для проверки кода оценки множителя спроса было сгенерировано более 100 случайных множителей в диапазоне от 0,4 до 1,4. Гидравлическая модель запускается для анализа узлового давления в сети после применения каждого сгенерированного множителя. Расчетное давление в средней точке города (точка, где установлен манометр) использовалось в качестве входного параметра кода сметчика вместо передаваемых данных с установленного манометра.Сравнение вводимых данных и оцененного множителя спроса показывает приемлемую точность. Выбор начальной совокупности 10 и номера поколения 40 для процедуры оценки приводит к точности 99,9% в течение 6 секунд для каждого множителя на ПК с 8 ГБ ОЗУ и процессором Intel i7 2,4 ГГц. Этот результат гарантирует, что величина потребления в любой момент будет правильно представлена ​​в коде оптимизации управления давлением. Для управления давлением MWDS были реализованы три различных состояния следующим образом:

  • Состояние 1: Индивидуальный поиск оптимальных уставок PRV (давления на выходе).

  • Состояние 2: Индивидуальный поиск оптимальных уставок VSP (доля скорости в процентах).

  • Состояние 3: Совместное определение оптимальных уставок PRV и VSP.

В состоянии 1 в качестве проектных переменных использовались уставки двух установленных PRV. В состоянии 2, независимо от PRV, уставки трех VSP использовались в качестве проектных переменных. В состоянии 3 уставки PRV и VSP совместно используются в качестве проектных переменных.Во всех вышеупомянутых состояниях целевые функции оптимизации минимизировали математическую сумму общей узловой утечки и потребления энергии в WDS. Первоначальная популяция, а также номер поколения процедуры оптимизации DE составляли 100 и 150 соответственно. На рисунке 3 показан график оптимального распределения давления для MWDS в различных состояниях в непиковое время (3:00 утра) вместе с графиком распределения давления в неконтролируемом режиме.

Рисунок 3

Распределение давления MWDS в 3:00 a.м. (непиковое время): без контроля давления (вверху слева), с контролем PRV (вверху справа), с контролем VSP (внизу слева) и с одновременным контролем PRV и VSP (внизу справа).

Рисунок 3

Распределение давления MWDS в 3 часа ночи (непиковое время): без контроля давления (вверху слева), с контролем PRV (вверху справа), с контролем VSP (внизу слева) и с одновременным PRV и управление ВСП (внизу справа).

Результаты показывают, что использование PRV для управления давлением в WDS (состояние 1) может значительно снизить фоновую утечку, но не может снизить потребление электроэнергии насосной станцией.Использование ВСП для регулирования давления в WDS (состояние 2) дает лучшие результаты из-за одновременного снижения утечек и потребления электроэнергии. Совместное использование PRV и VSP для управления давлением в сети (состояние 3) дает наилучший результат.

Чтобы исследовать влияние упомянутого метода на управление давлением в течение всего дня, к коду оптимизации был применен указанный множитель спроса (рис. 4).Эта информация может быть отправлена ​​SCADA, телеметрической системой или кодом оценки множителя потребности в центральный блок управления. На Рисунке 5 показаны утечка, потребление энергии, минимальное / максимальное узловое давление и уставка PRV / VSP в различных состояниях в зависимости от времени.

Рисунок 4

Зависимость множителя спроса от времени в MWDS.

Рисунок 4

Зависимость множителя спроса от времени в MWDS.

Рисунок 5

Фоновая утечка, потребление энергии, минимальное / максимальное узловое давление и уставка PRV / VSP в различных состояниях в зависимости от времени.

Рисунок 5

Фоновая утечка, потребление энергии, минимальное / максимальное узловое давление и уставка PRV / VSP в различных состояниях в зависимости от времени.

Результаты, показанные на Рисунке 5, показывают, что снижение потребления воды в ночное время приведет к увеличению давления, утечкам и потреблению энергии в неконтролируемом режиме. В состоянии 1 наилучшее заданное значение PRV было показано в разное время, чтобы снизить минимальное узловое давление и удалить избыточное давление.Ночью PRV (особенно PRV2) испытали самое низкое давление на выходе. В этом состоянии фоновая утечка значительно уменьшилась, но потребление энергии насосами не уменьшилось. В состоянии 2 уставка ВСП (процент скорости насоса), вычисленная с помощью кода оптимизации в разное время, путем применения упомянутой уставки к гидравлической модели вызвала снижение минимального узлового давления до минимально допустимого давления. В результате утечки и потребление энергии насосом снизились одновременно.В состоянии 3 уставки PRV и VSP показаны в разное время. Результаты показали, что фоновая утечка и потребление энергии уменьшились в большей степени, чем в двух предыдущих состояниях.

Кроме того, результаты показывают, что, в отличие от неконтролируемого состояния, узловое давление и утечка в непиковые моменты состояний 1, 2 и 3 меньше, чем узловое давление и утечка в пиковые моменты времени. Причина этого явления — снижение избыточного давления в сети в непиковые часы с помощью PRV и VSP, что снижает давление и фоновую утечку в WDS.Следует отметить, что снижение избыточного давления не приводит к повышению качества обслуживания клиентов.

Таким образом, одновременное использование PRV и VSP для управления давлением WDS позволит достичь наилучших результатов в снижении фоновой утечки и потребления энергии. В этом состоянии расчетная утечка при максимальной и минимальной пиковой нагрузке составляет 65,51 м 3 / ч (17,9% средней часовой потребности) и 48.56 м 3 / ч (13,27% от средней часовой потребности). Кроме того, потребляемая мощность насосной станции в периоды максимальной и минимальной нагрузки составляет 126,09 кВт и 76,18 кВт соответственно. Эти значения значительно лучше, чем в неконтролируемом состоянии. Обобщенные результаты полного дня показаны в таблице 1.

Таблица 1

Снижение утечек и энергопотребления за полный день для MWDS с разными состояниями

902 1,5902
. Полная утечка (M 3 / день) . Снижение утечки (%) . Потребление энергии (кВт · ч) . Энергопотребление. снижение (%) .
Без давления man. 2,390 3,507
Штат 1 1,403 41/30 3,506 0/03
902 2,524 28/03
Состояние 3 1,393 41/72 2,511 28/40
902 1,5902 2,524
. Полная утечка (M 3 / день) . Снижение утечки (%) . Потребление энергии (кВт · ч) . Энергопотребление. снижение (%) .
Без давления man. 2,390 3,507
Штат 1 1,403 41/30 3,506 0/03 28/03
Штат 3 1,393 41/72 2,511 28/40

Водораспределительные трубы

Водораспределительная труба находится внутри здания и подает питьевую воду к арматуре.Система подачи воды из источника питьевой воды в здание представляет собой водопроводную трубу.

В систему распределения воды обычно входит как горячая, так и холодная вода. Диапазон температур ограничивает допустимые материалы.

  • водораспределительные трубы обычно рассчитывают на минимальное рабочее давление прибл. 100 фунтов на кв. Дюйм (7 бар) и 180 o F (80 o C)

Если водопроводная вода в здании превышает номинальное давление распределения воды, необходимо установить редукционный клапан.

Обычно используемые и утвержденные материалы в водораспределительных трубопроводах:

  • Медная труба
  • Стальная оцинкованная труба
  • PB — полибутен
  • PEX — сшитый полиэтилен

Водораспределительные трубы

Материалы, используемые для водораспределения трубы по стандартам США.

Материал трубопровода Стандарты США
Пластиковые трубы и трубки из хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ) ASTM D2846; ASTM F441; ASTM F442; CSA B137.6
Хлорированный поливинилхлорид / алюминий / хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ / АЛ / ХПВХ) ASTM F2855
Труба из меди или медного сплава ASTM B42; ASTM B302; ASTM B43
Труба из меди или медного сплава (тип K, WK, L, WL, M или WM) ASTM B75; ASTM B88; ASTM B251; ASTM B447
Пластиковые трубки из сшитого полиэтилена (PEX) ASTM F876; CSA B137.5
Труба из сшитого полиэтилена / алюминия / сшитого полиэтилена (PEX-AL-PEX) ASTM F1281; ASTM F2262; CSA B137.10
Сшитый полиэтилен / алюминий / полиэтилен высокой плотности (PEX-AL-HDPE) ASTM F1986
Труба из ковкого чугуна AWWA C151 / A21.51; AWWA C115 / A21.15
Труба из оцинкованной стали ASTM A53
Полиэтилен / алюминий / полиэтилен (PE-AL-PE) композитная труба ASTM F1282
Полиэтилен повышенной температуры (PE RT) пластиковая трубка ASTM F2769; CSA B137.158
Полипропиленовая (ПП) пластмассовая труба или шланг ASTM F2389; CSA B137.11
Труба из нержавеющей стали (тип 304 / 304L) ASTM A312; ASTM A778
Труба из нержавеющей стали (тип 316 / 316L) ASTM A312; ASTM A778

Высотное водораспределение

К сожалению, вода тяжелее воздуха. Фактически, он весит 62,4 фунта на кубический фут. Эта масса требует давления 0.433 фунта на квадратный дюйм, чтобы поднять воду на один фут (62,4 фунта / 144 дюйма). Другими словами, один фунт на квадратный дюйм поднимет воду на 2,31 фута (1 / 0,433). В одноэтажном здании с давлением на улице 70 фунтов на квадратный дюйм это может быть незначительным. В многоэтажном доме этот фактор будет влиять на проектирование систем горячего и холодного водоснабжения.

Я не знаю, зачем кому-то жить в пентхаусе. Напор воды там мрачный. Чтобы этого не произошло, сантехнику нужно уделить особое внимание зонированию водных систем.Во-первых, необходимо определить высокое и низкое давление. Нормы сантехники обычно ограничивают высокое давление воды до 80 фунтов на квадратный дюйм. Использование 70 фунтов на квадратный дюйм приведет к более управляемой скорости потока в приспособлениях, уменьшению гидравлического удара и более низкой скорости. Эти характеристики приведут к снижению эксплуатационных расходов и увеличению срока службы системы.

Коды

часто ограничивают низкое давление воды до 20 фунтов на квадратный дюйм, если нет приспособлений, таких как промывочные клапаны, которые требуют более высокого давления. Тем не менее, для удобства конечных пользователей рекомендуется минимальное давление 40 фунтов на квадратный дюйм.При перепаде давления 30 фунтов на квадратный дюйм высота зоны не может превышать 69 футов (30 футов x 2.31 футов / фунт на квадратный дюйм). Если использовать типичную высоту от пола до этажа, то для гостиницы, равной 11 футов, одна зона может обслуживать не более шести этажей.

Следующим шагом является определение давления в системе. Давление всасывания можно определить путем сложения уличного давления и увеличения высоты (при условии, что ваш бустерный насос находится в подвале). Добавление ожидаемых потерь, включая трение, высоту и падение PRV к минимальному давлению, приводит к давлению в системе.Вычитание этого из уличного давления дает давление наддува. Производителю также необходимо учитывать внутренние потери в системе подкачивающего насоса.

Подкачивающие насосы

сегодня можно настраивать любым количеством способов. С развитием насосных технологий резервуары с вентилируемой крышей остались в прошлом. Тщательно рассчитанный насос с постоянной скоростью может работать без PRV. Если это так, могут потребоваться клапаны давления на верхнем этаже, и необходимо проверить запорную головку. Запорный напор — это давление в системе, возникающее в результате приближения потребности к нулю.Его можно определить, прибавив давление всасывания к давлению, указанному в дальнем левом конце кривой насоса. В некоторых случаях это давление может превышать пропускную способность трубопроводной системы. Если PRVs предоставляется на выпуске насоса, проблемы с запорными головками могут быть устранены за пределами пакета ДНСА, но по-прежнему должны быть проверены в пакете. Лучшее решение — это бустерный насос с регулируемой скоростью. Путем отслеживания давления, расхода или электрического тока бустерный насос с регулируемой скоростью может обеспечивать постоянное давление при любом расходе.Это обеспечивает более предсказуемое давление в системе и в то же время экономит электроэнергию.

Независимо от типа насоса, в нижних зонах высотного здания потребуются предохранительные клапаны.

В большинстве случаев по экономическим причинам используются PRV прямого действия. Более постоянное давление можно поддерживать, используя два клапана, соединенные параллельно (рис. 1). Клапан меньшего размера может быть рассчитан на работу с 1/3 расхода при приемлемом понижающемся давлении. Тогда больший клапан рассчитан на 2/3 расхода при том же понижающемся давлении.Если меньший клапан настроен на 75 фунтов на квадратный дюйм, а больший клапан настроен на 70 фунтов на квадратный дюйм, то при низком расходе больший клапан будет закрыт, а меньший и более точный клапан будет регулировать давление. Предохранительный клапан необходим ниже по потоку от PRV и потребует косвенного приемника отходов, который часто упускается из виду при проектировании этих станций. Во многих случаях в самой нижней из всех зон может не потребоваться повышение давления. В таком случае отдельная ветвь в основной магистрали перед подкачивающим насосом могла бы обслуживать несколько нижних этажей, сокращая затраты на установку и коммунальные услуги.

Максимальное количество обслуживаемых этажей зависит от используемых материалов. Подкачивающий насос, клапаны, трубопроводы и вспомогательное оборудование должны выдерживать максимальное давление в основании стояка. Понимание номинального давления может оказаться весьма сложным. Бронзовые клапаны с резьбой класса 150 ограничены давлением 200 фунтов на квадратный дюйм при 150 F, в то время как более дорогие клапаны класса 200 ограничены до 400 фунтов на квадратный дюйм. Железные клапаны класса 125 размером до 12 дюймов также ограничены давлением 200 фунтов на квадратный дюйм при 150 F, в то время как более дорогие клапаны класса 250 ограничены до 500 фунтов на квадратный дюйм.Правильные клапаны должны быть указаны в пакете подкачивающего насоса и в системе трубопроводов, по крайней мере, для нижних этажей.

На верхних этажах давление падает; Хорошая практика — снизить класс клапанов при достижении безопасного рабочего давления. Манометры и другие небольшие устройства часто упускаются из виду, а также, что удивительно, трубопровода. Максимальное безопасное рабочее давление 6-дюймовой жестко вытянутой медной трубки при 150 F составляет 376 фунтов на квадратный дюйм, а максимальное манометрическое рабочее давление паяного соединения (с учетом припоя олово-сурьма 95-5) составляет 375 фунтов на квадратный дюйм, но номинальное внутреннее рабочее давление фитинг составляет всего 213 фунтов на квадратный дюйм.Таким образом, обслуживание более 40 этажей может быть в лучшем случае затруднительным.

Одно из решений — добавить еще несколько этажей — использовать трубы из нержавеющей стали. Типичное рабочее давление соединения для модели 10S может составлять 300 фунтов на кв. Дюйм, а для модели 40S — 600 фунтов на кв. Дюйм, в зависимости от используемых муфт. При обслуживании даже более высоких высотных зданий необходимо использовать вторичную насосную станцию ​​(рисунок 2). В этом сценарии нижний насос обслуживает нижнюю половину здания, а также питает всасывающую сторону верхнего насоса, который, в свою очередь, обслуживает верхнюю половину здания.

Особое внимание следует уделять одновременному управлению этими насосными агрегатами; буферный резервуар может быть необходим для поддержания постоянного давления всасывания в верхнем резервуаре. В качестве альтернативы могут быть предусмотрены два нижних насоса: один для нижних приспособлений и один для питания верхнего насоса. Такое разделение верхней и нижней систем здания позволит более независимо контролировать давление и может быть полезно для технического обслуживания.

В большинстве многоэтажных домов вода перекачивается на станции ПРВ, расположенные в верхней части зон.После этого стояки и ответвления идут вниз к арматуре. На это решение, однако, может повлиять тип светильников и расположение водонагревателя. В системе с восходящим потоком потери давления из-за трения и потери давления из-за подъема складываются; худший случай — верхняя часть системы, где давление минимально. В системе с нисходящей подачей, по крайней мере, для труб меньшего размера, потеря давления на трение будет в некоторой степени компенсирована увеличением давления от нисходящей подачи. Кроме того, поскольку потери на трение являются наибольшими в нижней части системы, где наибольшее давление, можно использовать патрубки меньшего размера.Результатом является более постоянное статическое и динамическое давление, улучшающее работу конечного пользователя.

Экономический анализ часто показывает, что стоимость прямого стояка, подводящей трубы без соединений, меньше, чем экономия от меньшего ответвления. Настоятельно рекомендуется, чтобы горячая и холодная вода в любом здании подавалась в одном направлении. В противном случае потери на трение в холодной воде могут быть минимальными, тогда как потери на трение в горячей воде максимальны.Даже с уравновешивающими душевыми клапанами перепад давления в 50% может привести к плачевным результатам. Если водонагреватель находится на крыше, имеет смысл использовать систему с подачей воды.

Проектирование систем горячего водоснабжения выходит за рамки данной статьи. Однако было бы несправедливо не рассматривать циркуляцию горячей воды из нескольких зон с разным давлением. Инженеры часто возвращают эту горячую воду в центральный водонагреватель. Это может создать систему, которую очень трудно сбалансировать.Даже когда каждая зона защищена обратным клапаном, давление из верхней зоны часто препятствует циркуляции в нижних зонах. Лучше использовать циркуляцию в каждой зоне (рис. 3). Хорошо работают насос дробной мощности и небольшой электрический нагреватель бакового типа. На пять галлонов и от трех до девяти киловатт хватит на шесть этажей практически любой площади, так как вода нагревается только от 110 F до 120 F. Поскольку давление уже снижено, циркуляционный насос и резервуар для подогрева можно разместить на любом этаже.Не забудьте про основной стояк горячей воды. Он должен по-прежнему циркулировать обратно в центральную систему, чтобы этот большой столб воды не остыл за ночь.

Последний вопрос, который следует учитывать при распределении как горячей, так и холодной воды, — это возможность удалять воздух из системы. Существуют автоматические вентиляционные отверстия, которые протекают и выходят из строя, и есть ручные вентиляционные отверстия, о которых скоро забывают, но лучший способ удалить воздух из системы — просто обеспечить горизонтальное распределение на полу ниже самого высокого этажа в каждой зоне.Это позволяет воздуху собираться в каждом стояке и подниматься наверх, где он удаляется каждый раз, когда используется приспособление на верхнем этаже. Конечный пользователь редко замечает это, если только прибор не используется редко. Еще раз, зачем кому-то жить в пентхаусе?

Питер Краут имеет лицензию инженера-механика в 20 штатах. В 2001 году он основал South Coast Engineering Group недалеко от Лос-Анджелеса, Калифорния. Он проектирует водопроводные системы и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для коммерческих проектов, включая высотные здания, больницы и даже парки развлечений.С ним можно связаться по телефону (818) 224-2700 или по электронной почте [email protected]

Контроль высокого давления воды | Грин-Ривер, WY

Хороший напор воды — это то, что большинство домовладельцев считают само собой разумеющимся. Нет ничего хуже, чем вернуться домой после тяжелого рабочего дня, с нетерпением ждать хорошего душа, только чтобы быть встреченным струйками воды из-за низкого давления. С другой стороны, чрезмерно высокое давление может стать источником сильного стресса и разочарования. Повреждение всей водопроводной системы — от стыков до линий подачи и кранов.

Потребители получают воду из города Грин-Ривер. Вода перекачивается в водоочистное сооружение Joint Powers, а затем в резервуары для хранения, расположенные на высоких точках по всей распределительной зоне. Высота этих резервуаров относительно зоны распределения — вместе с весом воды — это то, что создает давление. Чем выше бак, тем больше давление.

Вода под давлением перемещается из нескольких резервуаров в водопровод, который питает население.В областях, где давление становится слишком высоким, станции понижения давления перекачивают воду под высоким давлением в области с низким давлением, поддерживая контролируемые уровни во всей системе. Давление в водопроводной сети может превышать 120 psi .

Многие факторы влияют на конечное давление воды в вашем доме. Высота здания относительно высоты резервуара и расположения водопровода может иметь большое значение, равно как и размер магистрали и количество подключенных к ней домов.Линия обслуживания (труба, соединяющая дом с магистралью), размер которой не соответствует потребностям дома, также может повлиять на конечное давление в кране.

Давление воды в жилых помещениях обычно находится в диапазоне от 45 до 80 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм). Все, что ниже 40 фунтов на квадратный дюйм , считается низким, а все, что ниже 30 фунтов на квадратный дюйм , считается слишком низким; минимальное давление, требуемое кодом, составляет 20 фунтов на кв. дюйм . Давление выше 80 фунтов на кв. Дюйм слишком велико. В то время как низкое давление воды является скорее неприятностью, чем серьезной проблемой (некоторые приспособления, например стиральные машины, имеют минимальные требования к давлению), высокое давление воды влечет за собой значительно повышенный риск повреждения труб, стыков, арматуры и уплотнений.

Давление воды можно легко измерить и контролировать с помощью простого и недорогого водяного манометра, который крепится к любому нагруднику шланга.

Чтобы снизить высокое давление в доме, вам понадобится редукционный клапан ( PRV ). Фактически, они часто требуются кодексом для давлений, превышающих 80 фунтов на квадратный дюйм . Эти устройства делают именно то, что они говорят, снижая давление до 400 фунтов на квадратный дюйм до разумного уровня по вашему выбору (большинство из них на заводе установлено на 45 фунтов на квадратный дюйм). Поддержание давления воды на уровне 80 фунтов на квадратный дюйм или меньше снизит риск повреждения оборудования, связанного с водой, такого как водонагреватели, посудомоечные машины, стиральные машины и шланги.

Чтобы защитить ваш дом / бизнес от высокого давления, администрация города Грин-Ривер рекомендует водопользователям установить редукционный клапан на своих линиях обслуживания.

Схема системы управления давлением воды

Перерывы и профилактические работы в системах водоснабжения и желудочно-кишечные заболевания: когортное исследование | Международный эпидемиологический журнал

Аннотация

Общие сведения Во время работ по техническому обслуживанию или перерывов в системе водоснабжения давление воды иногда снижается.Это может привести к проникновению загрязненной воды — либо в место ремонта, либо через трещины или утечки в другом месте распределительной системы. Целью этого исследования было оценить, были ли перерывы или работы по техническому обслуживанию в системе водоснабжения с предполагаемой потерей давления воды связаны с повышенным риском желудочно-кишечных заболеваний среди реципиентов.

Методы Мы провели когортное исследование среди получателей воды из семи гидроузлов в Норвегии в 2003–04 годах.Через неделю после эпизода перебоев в электроснабжении или ремонтных работ в системе водоснабжения, подвергшиеся и не подвергавшиеся воздействию домохозяйства были опрошены о желудочно-кишечных заболеваниях на неделе после эпизода.

Результаты В течение 1-недельного периода после эпизода 12,7% подвергшихся воздействию домашних хозяйств сообщили о желудочно-кишечных заболеваниях в домашнем хозяйстве по сравнению с 8,0% в домашних хозяйствах, не подвергавшихся воздействию [коэффициент риска (ОР) 1,58, 95% доверительный интервал (ДИ). ): 1.1, 2.3]. Риск был самым высоким в домохозяйствах с более высоким средним потреблением воды.Относимая доля среди подвергшихся воздействию домохозяйств составила 37% через неделю после заражения.

Заключение Наши результаты показывают, что перерывы и работы по техническому обслуживанию в системах распределения воды вызвали повышенный риск желудочно-кишечных заболеваний среди реципиентов воды. Для оценки бремени загрязнения питьевой воды внутри распределительной сети необходимы более точные данные о возникновении эпизодов низкого давления и улучшенная регистрация разрывов магистральных сетей и работ по техническому обслуживанию водораспределительной сети.

Введение

В течение последних десятилетий основной упор в профилактике заболеваний, передающихся через воду, в промышленно развитых странах был сделан на модернизации водоочистных сооружений, улучшении защиты источников воды и улучшении правил водоснабжения. В этой области был достигнут большой прогресс в улучшении качества воды, выходящей из очистных сооружений. Все чаще возникает озабоченность по поводу загрязнения, происходящего в системе распределения. Это может происходить из-за перекрестных соединений, загрязненных складских помещений, обратного потока, а также во время инцидентов с низким и отрицательным давлением.Существует множество причин переходных процессов давления, таких как включение и выключение насоса, открытие и закрытие клапанов, сбои в подаче электроэнергии, промывка сети, пожаротушение и все, что вызывает внезапное изменение спроса. Перебои в электроснабжении, техническое обслуживание и ремонт могут привести к потере давления воды на несколько часов. Исследования, проведенные в Соединенных Штатах, показали, что происшествия с низким давлением в водопроводных трубах, которые в остальном удовлетворительные, могут вызвать всасывание микроорганизмов из окружающей почвы. 1

В последние годы значительная часть вспышек заболеваний, передаваемых через воду, была связана с отказами в системе распределения. На недостатки системы распределения приходилось 36% (17/47) вспышек заболеваний, передаваемых через воду, в общинных системах водоснабжения, зарегистрированных в США в 1991–98 гг. 2 , и эта цифра увеличилась до 50% (9/18) в течение 1999–2002 гг. 3, 4 Поскольку эти вспышки часто поражают меньшую часть населения, их может быть труднее обнаружить.Меньшее количество вспышек, вызванных загрязнением исходной воды или недостаточной дезинфекцией, также могло способствовать относительному увеличению.

Насколько нам известно, не проводилось исследований связи между перерывами или работами по техническому обслуживанию в системе распределения воды и частотой желудочно-кишечных заболеваний в сообществе. Основная цель настоящего исследования состояла в том, чтобы оценить связь между перебоями в электроснабжении или работами по техническому обслуживанию в системе распределения воды с предполагаемой потерей давления и желудочно-кишечными заболеваниями среди реципиентов на следующей неделе.Вторичной целью было выяснить, связаны ли некоторые факторы, связанные с эпизодами, такие как погодные условия или меры по предотвращению загрязнения, с повышенным или пониженным риском в пострадавших домохозяйствах.

Методы

Мы провели когортное исследование среди получателей воды из семи крупных гидротехнических сооружений в городских районах Норвегии в течение 1-летнего периода, начиная с 15 сентября 2003 г. Каждая из них обслуживает от 35 000 до 460 000 человек, в общей сложности около 1 100 000 человек.

Мощность

С выборкой из 600 подвергшихся и 600 необлученных домашних хозяйств и оценочной частоты домашних хозяйств с желудочно-кишечными заболеваниями в 4% среди домашних хозяйств, не подвергавшихся облучению в течение 1-недельного периода, мы оценили, что исследование имело мощность 80% для определения коэффициента риска ) 2 с двусторонним альфа-уровнем 0,05.

Подборка серий

Каждому водопроводу было предложено выявить до двух эпизодов низкого давления в месяц в течение 1 года.Эпизод низкого давления был определен как инцидент, когда часть водораспределительной сети была закрыта из-за перебоев в магистрали или работ по техническому обслуживанию с предполагаемой потерей давления воды в распределительной системе. Эпизоды были либо плановыми, то есть относящимися к текущим ремонтным работам, либо внеплановыми, то есть вызванными самопроизвольным разрывом труб или авариями во время строительных работ. Гидротехническим сооружениям было предложено выбрать первый запланированный и первый незапланированный эпизод, происходящий каждый месяц, который затронул не менее 10 домашних хозяйств.Для каждого эпизода регистрировалась следующая информация: время и место, климатические условия, причина эпизода низкого давления, меры, принятые для предотвращения загрязнения, расположение канализационной трубы по отношению к водопроводу и собственная оценка риска персоналом водников. загрязнения.

Выбор домохозяйств

Для каждого эпизода гидротехнические сооружения случайным образом выбрали из реестра потребителей 10 подвергшихся воздействию домохозяйств среди всех домохозяйств, затронутых эпизодом низкого давления.Десять необлученных домохозяйств были случайным образом выбраны из реестра потребителей среди незатронутых домохозяйств в том же районе, что и подвергшееся воздействию домохозяйство. В письме ко всем выбранным домохозяйствам мы проинформировали их об исследовании и о том, что с ними свяжутся по телефону и попросят принять участие в исследовании. Одно и то же информационное письмо и анкета использовались как для подвергшихся, так и для неэкспонированных домохозяйств, чтобы не выявить статус воздействия в домохозяйстве.

Интервьюеры, которые не знали о статусе воздействия в домохозяйствах, опросили одного человека (старше 16 лет) как в подвергшихся, так и в неэкспонированных домохозяйствах через 8–14 дней после эпизода, используя стандартный вопросник и руководство по интервью.Домохозяйства были проинформированы об интервью письмом во время эпизода, чтобы респондент мог подготовиться к ответам на вопросы от имени всех членов домохозяйства. Была собрана следующая информация: возраст и пол всех членов домохозяйства, среднее потребление водопроводной воды дома на человека в домохозяйстве, любые поездки за границу в течение последнего месяца, дети в детском саду, занятость в детском саду, домашние животные в домохозяйстве или другой регулярный контакт с животными. Кроме того, их спросили, заметили ли они какое-либо изменение цвета или странный привкус водопроводной воды в течение последних 14 дней, или думали ли они, что в последнее время проводились какие-либо работы с водопроводными трубами.

Опрошенного человека также спросили, были ли в семье в течение недели после определенной даты какие-либо эпизоды острого желудочно-кишечного заболевания, которые соответствовали эпизоду низкого давления в домашних хозяйствах, подвергшихся воздействию («период наблюдения»). Эпизод желудочно-кишечного заболевания определялся как эпизод рвоты и / или диареи с как минимум тремя жидкими стулами в течение 24 часов. Информация о возрасте, поле и симптомах острого желудочно-кишечного заболевания всех членов домохозяйства собиралась на индивидуальном уровне.

Этика, обработка и анализ данных

Исследование было рассмотрено и одобрено Региональным комитетом по этике медицинских исследований.

Мы вводили и анализировали данные с помощью Microsoft Office Excel (Microsoft Corporation) и STATA 8.0 (Stata Corporation, College Station, TX, USA).

Основной анализ проводился на уровне домохозяйств. Домохозяйство, охваченное заболеванием, было определено как домохозяйство, в котором, по крайней мере, один человек имел эпизод желудочно-кишечного заболевания в течение периода наблюдения.Мы оценили частоту приступов желудочно-кишечного заболевания в домохозяйствах, подвергшихся и не подвергавшихся воздействию, соответственно, ОР и разницу рисков с 95% доверительным интервалом (ДИ). Приписываемая доля среди подвергшихся воздействию домохозяйств была рассчитана в соответствии с методом, описанным Ротманом, 5 Стратифицированный анализ с расчетом скорректированных ОР по Мантелу – Хензелю был проведен для оценки возможных искажающих факторов. Взаимодействие оценивалось с помощью теста отношения правдоподобия между логистическими моделями с и без условия взаимодействия.

Чтобы учесть влияние кластеризации домохозяйств и, возможно, вторичной передачи внутри домохозяйств, был проведен второй анализ на индивидуальном уровне, где мы рассчитали уровни атак, стратифицированные по возрасту и полу среди подвергшихся и не подвергавшихся воздействию членов домохозяйства. Чтобы учесть эффект кластеризации домохозяйств, мы использовали процедуру xtlogit в STATA с домохозяйством в качестве переменной идентификатора панели.

Мы оценили возможные модификаторы эффекта в отдельной модели логистической регрессии только в группе домохозяйств, подвергшейся воздействию.В модели оценивались переменные со значением P <0,2. Окончательная модель сохранила все переменные со значением P <0,1.

Результаты

Описание учебных материалов

Всего в исследование было включено 88 эпизодов низкого давления, варьирующихся от 2 до 24 на гидроузлы. Основными причинами, по которым не было включено больше эпизодов, было отсутствие возможностей для проведения интервью или отсутствие эпизодов. Обрывы или утечки электросети были наиболее частыми причинами зарегистрированных эпизодов, на которые приходилось 63% (55/88).На смену оборудования (клапаны, трубы и т. Д.) Пришлось 26% (23/88), а на другие причины, такие как очистка труб, строительные работы рядом с водопроводными трубами, неисправные клапаны и т. Д., Приходилось последние 11% (10 / 88). Пятьдесят эпизодов не были запланированы, из них 48 были вызваны утечками или отключениями электросети. Подача воды отключалась в среднем на 6,6 ч за эпизод (в среднем 5 ч, диапазон 1–33,5 ч). Почти в половине (47%) отключение воды было ограничено обычным рабочим временем (08: 00–16: 00).

Только одна гидротехническая станция хлорировала поврежденный участок трубы после работ / ремонта, и это было сделано в 12 из 14 случаев, зарегистрированных этой гидротехнической станцией.Промывание крови производилось в 77 (87%) эпизодах. Советы получателям кипячения не давались ни в одном из эпизодов, о которых сообщалось. Пробы воды были получены только в 18 из 62 эпизодов, в которых была предоставлена ​​эта информация (29%), и только один образец был положительным на Escherichia coli .

Общее количество пострадавших домохозяйств в 88 эпизодах составило 5935, в среднем 67 домохозяйств на эпизод (Таблица 1).

Таблица 1

Количество эпизодов низкого давления, включенных в исследование, общее количество домашних хозяйств, подвергшихся воздействию этих эпизодов низкого давления, и количество подвергшихся и не подвергавшихся воздействию домашних хозяйств, опрошенных в ходе исследования

902 902 902
Водопровод . Эпизоды низкого давления . Общее количество домохозяйств, подвергшихся воздействию . Опрошенные незащищенные домохозяйства . Опрошенные домохозяйства, у которых нет информации . Общее количество опрошенных домохозяйств .
A 24 2191 108 90 198
B 4 144 64 32 144 32 32 9 735 119 113 232
D 2 2 59 15 13 28
E 97
F 15 695 135 124 259
G 18 1858 144 1858 137 902 5935 612 547 1159
9038 5 902 902 902
Водопровод . Эпизоды низкого давления . Общее количество домохозяйств, подвергшихся воздействию . Опрошенные незащищенные домохозяйства . Опрошенные домохозяйства, у которых нет информации . Общее количество опрошенных домохозяйств .
A 24 2191 108 90 198
B 4 144 64 32 144 32 32 9 735 119 113 232
D 2 2 59 15 13 28
E 97
F 15 695 135 124 259
G 18 1858 144 1858 137 902 5935 612 547 1159
Стол 1

Количество эпизодов низкого давления, включенных в исследование, общее количество домашних хозяйств, подвергшихся воздействию этих эпизодов низкого давления, и количество подвергшихся и не подвергавшихся воздействию домашних хозяйств, опрошенных в ходе исследования

902 902 902
Водопровод . Эпизоды низкого давления . Общее количество домохозяйств, подвергшихся воздействию . Опрошенные незащищенные домохозяйства . Опрошенные домохозяйства, у которых нет информации . Общее количество опрошенных домохозяйств .
A 24 2191 108 90 198
B 4 144 64 32 144 32 32 9 735 119 113 232
D 2 2 59 15 13 28
E 97
F 15 695 135 124 259
G 18 1858 144 1858 137 902 5935 612 547 1159
9038 5 902 902 902
Водопровод . Эпизоды низкого давления . Общее количество домохозяйств, подвергшихся воздействию . Опрошенные незащищенные домохозяйства . Опрошенные домохозяйства, у которых нет информации . Общее количество опрошенных домохозяйств .
A 24 2191 108 90 198
B 4 144 64 32 144 32 32 9 735 119 113 232
D 2 2 59 15 13 28
E 97
F 15 695 135 124 259
G 18 1858 144 1858 137 902 5935 612 547 1159

Всего все 616 подвергшихся воздействию и 549 не подвергавшихся воздействию домашних хозяйств были опрошены в 88 эпизодах, что дает процент ответов 70% (616/880) и 62% (549/880) соответственно.Основными причинами отсева были невозможность связаться с домохозяйствами по телефону (37%), то, что они переехали, или невозможность получить телефонный номер (21%), или то, что они отказались участвовать в исследовании (20%). Для 15% причина неучастия не была указана. Четыре подвергшихся воздействию и два не подвергавшихся воздействию домохозяйства были исключены, потому что они не могли рассчитать время своего желудочно-кишечного заболевания по отношению к эпизоду.

Облученные и необлученные домохозяйства были схожи в отношении известных исследованных факторов риска (Таблица 2).

Таблица 2

Базовые характеристики опрошенных домохозяйств, подвергшихся эпизоду низкого давления ( n = 612) и не подвергшихся воздействию домохозяйств ( n = 547)

233 9033 9033 902 0,94 Член семьи, работающий в детском саду 0.11
. Открытые домохозяйства . Неизвестные домохозяйства . P -значение * .
Среднее количество человек в домохозяйстве 2.3 2,3 0,94
Средний возраст членов домохозяйства (лет) 37,4 37,9 0,55
Ребенок в детском саду 13%
4% 7% 0,02
Контакт с животными 34% 33% 0,75
Лица, выезжающие за границу 19%
Среднее потребление воды> 1 стакан воды на человека в день 83% 83% 0,75
Семья в детском саду
. Открытые домохозяйства . Неизвестные домохозяйства . P -значение * .
Среднее количество человек в домохозяйстве 2,3 2.3 0,94
Средний возраст членов домохозяйства (лет) 37,4 37,9 0,55
Ребенок в детском саду 13% 14% 4% 7% 0,02
Контакт с животными 34% 33% 0,75
Лица, выезжающие за границу 15233 19% 19% .11
Среднее потребление воды> 1 стакан воды на человека в день 83% 83% 0,75
Таблица 2

Базовые характеристики опрошенных домохозяйств, подвергшихся эпизоду низкого давления ( n = 612) и неэкспонированные домохозяйства ( n = 547)

. Открытые домохозяйства . Неизвестные домохозяйства . P -значение * .
Среднее количество человек в домохозяйстве 2,3 2,3 0,94
Средний возраст членов домохозяйства (лет) 37,4 37,9 0,55 ребенок в детском саду 13% 14% 0,94
Член семьи, работающий в детском саду 4% 7% 0.02
Контакт с животными 34% 33% 0,75
Человек, выезжающий за границу 19% 15% 0,11
Среднее потребление воды на человека> 1 стакан воды день 83% 83% 0,75
. Открытые домохозяйства . Неизвестные домохозяйства . P -значение * .
Среднее количество человек в домохозяйстве 2,3 2,3 0,94
Средний возраст членов домохозяйства (лет) 37,4 37,9 0,55 ребенок в детском саду 13% 14% 0,94
Член семьи, работающий в детском саду 4% 7% 0.02
Контакт с животными 34% 33% 0,75
Человек, выезжающий за границу 19% 15% 0,11
Среднее потребление воды на человека> 1 стакан воды день 83% 83% 0,75

Анализ желудочно-кишечного тракта

За период наблюдения после зарегистрированного эпизода 12.7% домохозяйств, подвергшихся воздействию, сообщили о желудочно-кишечных заболеваниях в домохозяйстве, по сравнению с 8,0% в домохозяйствах, не подвергавшихся воздействию (Таблица 3). ОР составил 1,58 (95% ДИ: 1,1, 2,3), а разница рисков 4,7% (95% ДИ: 1,2, 8,2). Относимая доля среди подвергшихся воздействию домохозяйств составила 37%. Стратифицированный анализ зарубежных поездок или сотрудников детского сада не изменил приблизительную оценку (таблица 3). RR, рассчитанный для каждого гидротехнического сооружения, варьировался от 1,3 до 2,2 для пяти гидротехнических сооружений. Для гидротехнических сооружений, которые обычно подвергались хлорированию, ОР составлял 1.1 и для последнего гидротехнического сооружения были включены только два эпизода, что дает очень неточную оценку (ОР = 0,9, 95% ДИ: 0,1, 5,3).

Таблица 3

Частота атак (AR) и коэффициент риска приступов (RR) острых желудочно-кишечных заболеваний в домохозяйствах, подвергшихся перерывам / работам по техническому обслуживанию в системе водоснабжения, по сравнению с домохозяйствами, не подвергавшимися воздействию, стратифицированными некоторыми возможными искажающими факторами, модификаторами воздействия и факторами, которые могут вызвать информацию смещение

9162 9022 905 902 90 hom233 57 0,6 0,6 902 Хозяйственные работы были проведены последние ремонтные работы двух из 905, полагают, что 905 недель 0,5 , 2,7 905 905 905 905 905 воды из-под крана за последние две недели 905 заметили 905 плохой вкус 905 902 9033 902 902 902 902 902 Сезон 2622 декабрь 902
. Открыто . Не обнаружено . . .
Бытовой уровень . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . руб. . 95% ДИ .
Сырая нефть 78 612 12,7 44 547 8,0 1,58 1,1, член 2,3 Да 5 23 21,7 2 39 5.1 4,24 0,9, 20,1
72 588 12,2 42 508 8,3 1,48 1,0, 2,1 902 H) P = 0,20
Mantel – Haenszel с поправкой RR 1,1, 2,2
Домохозяйства с лицами, выезжающими за границу
Да 14 115 12,2 8 83 9,6 83 9,6
62 494 12,6 36 462 7,8 1,61 1,1, 2,4
Тест на однородность (M – H) 9033 902 902 P = 0.60
Mantel – Haenszel скорректированный RR 1,54 1,1, 2,2
Да 62 462 13,4 14 138 10,1 1,32 0.8, 2,3
16 150 10,7 30 409 7,3 1,45 0,8, 2,6
Тест на однородность 902 (M) P = 0,82
RR с поправкой на Mantel – Haenszel 0,9, 2,1
За последние две недели домохозяйства заметили обесцвечивание водопроводной воды
Да 32 179 17,9 6 40
45 430 10,5 37 504 7,3 1,43 0,9, 2,2
Тест на однородность P = 0.70
Mantel – Haenszel скорректирована RR 1,37 0,9, 2,0
Да 7 23 30,4 5 23 21,7 1,40 0,5, 3,8
Нет 66 2 5716 38 512 7,4 1,56 1,1, 2,3
Испытание на однородность (M – H)
RR Mantel – Haenszel, скорректированная 1,54 1,1, 2,2
191 13.6 15 184 8,2 1,67 0,91
Весна (март – май) 15 136 11,0 12 127
Лето (июнь – август) 9 77 11,7 4 66 6,1 1,93 0,62
Осень (сен – ноябрь 902) 28 13.5 13 170 7,6 1,76 0,94
Тест на однородность (M – H)
RR с поправкой на Mantel – Haenszel 1,60 1,1, 2,3
9162 9022 905 902 90 hom233 57 0,6 0,6 902 Хозяйственные работы были проведены последние ремонтные работы двух из 905, полагают, что 905 недель 0,5 , 2,7 905 905 905 905 905 воды из-под крана за последние две недели 905 заметили 905 плохой вкус 905 902 9033 902 902 902 902 902 Сезон 2622 декабрь 902
. Открыто . Не обнаружено . . .
Бытовой уровень . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . руб. . 95% ДИ .
Сырая нефть 78 612 12,7 44 547 8,0 1,58 1,1, член 2,3 Да 5 23 21,7 2 39 5.1 4,24 0,9, 20,1
72 588 12,2 42 508 8,3 1,48 1,0, 2,1 902 H) P = 0,20
Mantel – Haenszel с поправкой RR 1,1, 2,2
Домохозяйства с лицами, выезжающими за границу
Да 14 115 12,2 8 83 9,6 83 9,6
62 494 12,6 36 462 7,8 1,61 1,1, 2,4
Тест на однородность (M – H) 9033 902 902 P = 0.60
Mantel – Haenszel скорректированный RR 1,54 1,1, 2,2
Да 62 462 13,4 14 138 10,1 1,32 0.8, 2,3
16 150 10,7 30 409 7,3 1,45 0,8, 2,6
Тест на однородность 902 (M) P = 0,82
RR с поправкой на Mantel – Haenszel 0,9, 2,1
За последние две недели домохозяйства заметили обесцвечивание водопроводной воды
Да 32 179 17,9 6 40
45 430 10,5 37 504 7,3 1,43 0,9, 2,2
Тест на однородность P = 0.70
Mantel – Haenszel скорректирована RR 1,37 0,9, 2,0
Да 7 23 30,4 5 23 21,7 1,40 0,5, 3,8
Нет 66 2 5716 38 512 7,4 1,56 1,1, 2,3
Испытание на однородность (M – H)
RR Mantel – Haenszel, скорректированная 1,54 1,1, 2,2
191 13.6 15 184 8,2 1,67 0,91
Весна (март – май) 15 136 11,0 12 127
Лето (июнь – август) 9 77 11,7 4 66 6,1 1,93 0,62
Осень (сен – ноябрь 902) 28 13.5 13 170 7,6 1,76 0,94
Тест на однородность (M – H)
RR с поправкой на Mantel – Haenszel 1,60 1,1, 2,3
Коэффициент атаки и риск RR (Таблица 3)

острое желудочно-кишечное заболевание в домохозяйствах, подвергшихся перебоям / работам по техническому обслуживанию в системе водоснабжения, по сравнению с домохозяйствами, не подвергавшимися воздействию, стратифицированное некоторыми возможными искажающими факторами, модификаторами воздействия и факторами, которые могут вызвать искажение информации

9162 9022 905 902 90 hom233 57 0,6 0,6 902 Хозяйственные работы были проведены последние ремонтные работы двух из 905, полагают, что 905 недель 0,5 , 2,7 905 905 905 905 905 воды из-под крана за последние две недели 905 заметили 905 плохой вкус 905 902 9033 902 902 902 902 902 Сезон 2622 декабрь 902
. Открыто . Не обнаружено . . .
Бытовой уровень . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . руб. . 95% ДИ .
Сырая нефть 78 612 12,7 44 547 8,0 1,58 1,1, член 2,3 Да 5 23 21,7 2 39 5.1 4,24 0,9, 20,1
72 588 12,2 42 508 8,3 1,48 1,0, 2,1 902 H) P = 0,20
Mantel – Haenszel с поправкой RR 1,1, 2,2
Домохозяйства с лицами, выезжающими за границу
Да 14 115 12,2 8 83 9,6 83 9,6
62 494 12,6 36 462 7,8 1,61 1,1, 2,4
Тест на однородность (M – H) 9033 902 902 P = 0.60
Mantel – Haenszel скорректированный RR 1,54 1,1, 2,2
Да 62 462 13,4 14 138 10,1 1,32 0.8, 2,3
16 150 10,7 30 409 7,3 1,45 0,8, 2,6
Тест на однородность 902 (M) P = 0,82
RR с поправкой на Mantel – Haenszel 0,9, 2,1
За последние две недели домохозяйства заметили обесцвечивание водопроводной воды
Да 32 179 17,9 6 40
45 430 10,5 37 504 7,3 1,43 0,9, 2,2
Тест на однородность P = 0.70
Mantel – Haenszel скорректирована RR 1,37 0,9, 2,0
Да 7 23 30,4 5 23 21,7 1,40 0,5, 3,8
Нет 66 2 5716 38 512 7,4 1,56 1,1, 2,3
Испытание на однородность (M – H)
RR Mantel – Haenszel, скорректированная 1,54 1,1, 2,2
191 13.6 15 184 8,2 1,67 0,91
Весна (март – май) 15 136 11,0 12 127
Лето (июнь – август) 9 77 11,7 4 66 6,1 1,93 0,62
Осень (сен – ноябрь 902) 28 13.5 13 170 7,6 1,76 0,94
Тест на однородность (M – H)
RR с поправкой на Mantel – Haenszel 1,60 1,1, 2,3
9162 9022 905 902 90 hom233 57 0,6 0,6 902 Хозяйственные работы были проведены последние ремонтные работы двух из 905, полагают, что 905 недель 0,5 , 2,7 905 905 905 905 905 воды из-под крана за последние две недели 905 заметили 905 плохой вкус 905 902 9033 902 902 902 902 902 Сезон 2622 декабрь 902
. Открыто . Не обнаружено . . .
Бытовой уровень . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . AR (%) . руб. . 95% ДИ .
Сырая нефть 78 612 12,7 44 547 8,0 1,58 1,1, член 2,3 Да 5 23 21,7 2 39 5.1 4,24 0,9, 20,1
72 588 12,2 42 508 8,3 1,48 1,0, 2,1 902 H) P = 0,20
Mantel – Haenszel с поправкой RR 1,1, 2,2
Домохозяйства с лицами, выезжающими за границу
Да 14 115 12,2 8 83 9,6 83 9,6
62 494 12,6 36 462 7,8 1,61 1,1, 2,4
Тест на однородность (M – H) 9033 902 902 P = 0.60
Mantel – Haenszel скорректированный RR 1,54 1,1, 2,2
Да 62 462 13,4 14 138 10,1 1,32 0.8, 2,3
16 150 10,7 30 409 7,3 1,45 0,8, 2,6
Тест на однородность 902 (M) P = 0,82
RR с поправкой на Mantel – Haenszel 0,9, 2,1
За последние две недели домохозяйства заметили обесцвечивание водопроводной воды
Да 32 179 17,9 6 40
45 430 10,5 37 504 7,3 1,43 0,9, 2,2
Тест на однородность P = 0.70
Mantel – Haenszel скорректирована RR 1,37 0,9, 2,0
Да 7 23 30,4 5 23 21,7 1,40 0,5, 3,8
Нет 66 2 5716 38 512 7,4 1,56 1,1, 2,3
Испытание на однородность (M – H)
RR Mantel – Haenszel, скорректированная 1,54 1,1, 2,2
191 13.6 15 184 8,2 1,67 0,91
Весна (март – май) 15 136 11,0 12 127
Лето (июнь – август) 9 77 11,7 4 66 6,1 1,93 0,62
Осень (сен – ноябрь 902) 28 13.5 13 170 7,6 1,76 0,94
Тест на однородность (M – H)
Mantel – Haenszel скорректирована RR 1,60 1,1, 2,3

Три четверти всех обнаруженных домохозяйств ремонтировали трубы / считалось, что там ремонт % среди неэкспонированных домохозяйств ( P <0.001). Для оценки систематической ошибки в информации, касающейся неслепящего воздействия, мы провели стратифицированный анализ того, думали ли домохозяйства, что в системе распределения воды проводились работы / ремонт; заметили ли они изменение цвета или неприятный вкус водопроводной воды. Скорректированный коэффициент риска Мантела – Хензеля составил 1,38, 1,37 и 1,54, соответственно (таблица 3).

Доля домохозяйств, сообщающих о желудочно-кишечных заболеваниях, была самой высокой в ​​зимние месяцы (10,9%; 41/375) и самой низкой в ​​летние месяцы (9.1%; 13/143). Стратифицированный анализ по сезонам не изменил приблизительную оценку ОР (таблица 3), и не было сильного взаимодействия (критерий отношения правдоподобия взаимодействия P = 0,82)

В подвергшихся воздействию домашних хозяйствах более высокое среднесуточное потребление воды ( > 1 стакан воды на человека в день) был сильно связан с желудочно-кишечными заболеваниями по сравнению с более низким среднесуточным потреблением воды (≤1 стакан воды на человека в день) (ОР = 4,9, 95% ДИ: 1,6, 15,2). В домашних хозяйствах, не подвергавшихся облучению, количество потребляемой воды не было сильно связано с желудочно-кишечными заболеваниями (ОР = 1.1, 95% ДИ: 0,5, 2,4) (Таблица 4). Анализ взаимодействия показал сильную положительную взаимосвязь между воздействием и количеством воды, потребляемой в домашнем хозяйстве ( P = 0,029).

Таблица 4

Риск острого гастроэнтерита в домохозяйстве стратифицирован по количеству перерывов / работ по техническому обслуживанию в системе водоснабжения и среднему количеству ежедневного потребления воды на человека в домохозяйстве

стекло вода
. Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . Скорость атаки (%) . Коэффициент риска . 95% ДИ .
Подвержены поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 75 510 14,7 4,9 1,6, 15,2
902 902 стакан воды 3.0 исх.
Не подвержен поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 37 452 8,2 1,1 0,5, 2,4 7 95 7,4 исх.
стекло вода
. Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . Скорость атаки (%) . Коэффициент риска . 95% ДИ .
Подвержены поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 75 510 14,7 4,9 1,6, 15,2
902 902 стакан воды 3.0 исх.
Не подвержен поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 37 452 8,2 1,1 0,5, 2,4 7 95 7,4 исх.
Таблица 4

Риск острого гастроэнтерита в домашнем хозяйстве стратифицирован перерывами / ремонтными работами в системе распределения воды и средним количеством ежедневной воды потребление на человека в домохозяйстве

стекло вода
. Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . Скорость атаки (%) . Коэффициент риска . 95% ДИ .
Подвержены поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 75 510 14,7 4,9 1,6, 15,2
902 902 стакан воды 3.0 исх.
Не подвержен поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 37 452 8,2 1,1 0,5, 2,4 7 95 7,4 исх.
стекло вода
. Больные домохозяйства . Общее количество домохозяйств . Скорость атаки (%) . Коэффициент риска . 95% ДИ .
Подвержены поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 75 510 14,7 4,9 1,6, 15,2
902 902 стакан воды 3.0 исх.
Не подвергается поломкам / техобслуживанию
> 1 стакан воды 37 452 8,2 1,1 0,5, 2,4 7 95 7,4 исх.

Всего в опрошенных домохозяйствах было 3020 членов домохозяйств. Заболеваемость желудочно-кишечным заболеванием за период наблюдения после перерыва / ремонта водопровода составила 7.5% и 3,9% в домохозяйствах, подвергшихся воздействию, и не подвергавшихся воздействию, соответственно, что дает отношение шансов 2,0. Самый высокий уровень атак был у самых маленьких детей (0–5 лет) как в подвергшихся, так и не подвергнутых воздействию домашних хозяйствах; однако самый высокий ОР наблюдался у взрослых 20–39 лет, где частота атак составляла 10,2% и 1,8% среди подвергшихся и не подвергавшихся воздействию, соответственно (Таблица 5).

Таблица 5

Риск острого гастроэнтерита среди членов домохозяйств в домохозяйствах, подвергшихся перерывам / ремонтным работам в системе водоснабжения, по сравнению с домохозяйствами, не подвергавшимися воздействию, стратифицированными по полу и возрастным группам

902 902 902 902 / 689 902/10
. Открыто . Без воздействия . . .
. Ill / всего . Скорость атаки (%) . Ill / всего . Скорость атаки (%) . Соотношение шансов a . 95% ДИ .
Итого 120/1597 7.5 55/1423 3,9 2,0 1,3, 3,2
Пол
3,5 2,3 1,3, 3,9
Женский 62/817 7,6 31/734 4,2 1,9 1.1, 3,2
Возраст (лет)
0–5 22/124 17,7 0,9, 6,0
6–19 25/338 7,4 10/294 3,4 2,4 1,1, 5,4
20–39 40/2391 .2 6/328 1,8 7,2 2,8, 18,7
40–69 28/575 4,9 25/538 4,7 1,1 4,7 1,1
70+ 5/164 3,1 3/148 2,0 1,5 0,3, 6,8
. Открыто . Без воздействия . . .
. Ill / всего . Скорость атаки (%) . Ill / всего . Скорость атаки (%) . Соотношение шансов a . 95% ДИ .
Итого 120/1597 7,5 55/1423 3.9 2,0 1,3, 3,2
Пол
Мужской 58/780 3,5 1,3, 3,9
Женщины 62/817 7,6 31/734 4,2 1,9 1,1, 3,2
0–5 22/124 17.7 11/109 10,0 2,3 0,9, 6,0
6–19 25/338 7,4 10/294 3,4 2,4 1,1
20–39 40/391 10,2 6/328 1,8 7,2 2,8, 18,7
40–69 28/575 4,9 4,7 1.1 0,6, 1,8
70+ 5/164 3,1 3/148 2,0 1,5 0,3, 6,8
Таблица 5

члены домохозяйств, подвергшиеся перебоям / работам по техническому обслуживанию в системе водоснабжения, в сравнении с домохозяйствами, не подвергшимися воздействию, стратифицированными по полу и возрастным группам

902 902 902 902 / 689 902/10
. Открыто . Без воздействия . . .
. Ill / всего . Скорость атаки (%) . Ill / всего . Скорость атаки (%) . Соотношение шансов a . 95% ДИ .
Итого 120/1597 7.5 55/1423 3,9 2,0 1,3, 3,2
Пол
3,5 2,3 1,3, 3,9
Женский 62/817 7,6 31/734 4,2 1,9 1.1, 3,2
Возраст (лет)
0–5 22/124 17,7 0,9, 6,0
6–19 25/338 7,4 10/294 3,4 2,4 1,1, 5,4
20–39 40/2391 .2 6/328 1,8 7,2 2,8, 18,7
40–69 28/575 4,9 25/538 4,7 1,1 4,7 1,1
70+ 5/164 3,1 3/148 2,0 1,5 0,3, 6,8
. Открыто . Без воздействия . . .
. Ill / всего . Скорость атаки (%) . Ill / всего . Скорость атаки (%) . Соотношение шансов a . 95% ДИ .
Итого 120/1597 7,5 55/1423 3.9 2,0 1,3, 3,2
Пол
Мужской 58/780 3,5 1,3, 3,9
Женщины 62/817 7,6 31/734 4,2 1,9 1,1, 3,2
0–5 22/124 17.7 11/109 10,0 2,3 0,9, 6,0
6–19 25/338 7,4 10/294 3,4 2,4 1,1
20–39 40/391 10,2 6/328 1,8 7,2 2,8, 18,7
40–69 28/575 4,9 4,7 1.1 0,6, 1,8
70+ 5/164 3,1 3/148 2,0 1,5 0,3, 6,8

Клинические симптомы и медицинское обслуживание были аналогичными подвергшиеся и необлученные домохозяйства (Таблица 6). Средняя продолжительность заболевания составила 2 дня. Двадцать три процента были вынуждены не ходить на работу или учебу, в среднем 2 дня отсутствия.

Таблица 6

Симптомы и лечение среди больных членов домохозяйства, подвергшихся эпизодам низкого давления, связанных с перерывами / работами по техническому обслуживанию в системе водоснабжения, по сравнению с необлученными

. Открытые ( n = 120) . Не обнаружено ( n = 55) .
Диарея 101 84% 46 84%
Рвота 38 32% 22 22 17% 13 24%
Отсутствие учебы / работы 26 22% 13 24%
Медицинское обслуживание, обратившееся в контакт 4 902 334% 5%
Образец фекалий 0 0% 1 2%
Медиана
Возраст 32 1–95 40 1–87
Продолжительность o f болезнь в днях 2 1–14 2 1–14
Количество дней отсутствия в школе / на работе 2 1–5 2 1–5
80 Таблица 6

Симптомы и лечение среди больных членов домохозяйства, подвергшихся эпизодам низкого давления, связанным с перерывами / работами по техническому обслуживанию в системе водоснабжения, по сравнению с неэкспонированными

. Открытые ( n = 120) . Не обнаружено ( n = 55) .
Диарея 101 84% 46 84%
Рвота 38 32% 22 22 17% 13 24%
Отсутствие учебы / работы 26 22% 13 24%
Медицинское обслуживание, обратившееся в контакт 4 902 334% 5%
Образец фекалий 0 0% 1 2%
Медиана
Возраст 32 1–95 40 1–87
Продолжительность o f болезнь в днях 2 1–14 2 1–14
Количество дней отсутствия в школе / на работе 2 1–5 2 1–5
. Открытые ( n = 120) . Не обнаружено ( n = 55) .
Диарея 101 84% 46 84%
Рвота 38 32% 22 22 17% 13 24%
Отсутствие учебы / работы 26 22% 13 24%
Медицинское обслуживание, обратившееся в контакт 4 902 334% 5%
Образец фекалий 0 0% 1 2%
Медиана
Возраст 32 1–95 40 1–87
Продолжительность o f болезнь в днях 2 1–14 2 1–14
Количество дней отсутствия в школе / на работе 2 1–5 2 1–5
80 Факторы, влияющие на риск заболевания, связанного с разрывом трубы / ремонтными работами

Следующие факторы, по-видимому, увеличивают риск в домохозяйствах, подвергшихся воздействию: чистка труб тампоном, дождь во время перерывов или работ по техническому обслуживанию и более длительная продолжительность отключения воды (Таблица 7).Промывка водопроводных труб и хлорирование указывают на снижение риска. Только промывка труб, использование хлорирования и продолжительность отключения воды имели значение P <0,1 в модели многомерной логистической регрессии.

Таблица 7

Факторы, влияющие на риск острых желудочно-кишечных заболеваний в домохозяйствах, подвергшихся разрывам труб или ремонту водопроводной сети

. Открытые ( n = 120) . Не обнаружено ( n = 55) .
Диарея 101 84% 46 84%
Рвота 38 32% 22 22 17% 13 24%
Отсутствие учебы / работы 26 22% 13 24%
Медицинское обслуживание, обратившееся в контакт 4 902 334% 5%
Образец фекалий 0 0% 1 2%
Медиана
Возраст 32 1–95 40 1–87
Продолжительность o f болезнь в днях 2 1–14 2 1–14
Количество дней отсутствия в школе / на работе 2 1–5 2 1–5
эпизода) 45/383 Многовариантная регрессия 902 модель
. С коэффициентом . Без коэффициента . . . .
.
.

.
. . .
Факторы . Ill / всего . Ill / всего . Коэффициент риска . 95% ДИ . P -значение .
Одномерный анализ
Оценка риска заражения персоналом гидротехнических сооружений (Низкий риск: 73 эпизода, средний риск 902/34 59/498 1.8 1,0, 3,2 0,066
Водопроводная и канализационная трубы в той же канаве (71 эпизод) 62/482 15/127 1,1 0,6, 1,8 0,752 Использование гиперхлорирования (12 эпизодов a ) 6/104 65/487 0,4 0,2, 1,0 0,042
мазок (4 эпизода) 8/33 2.2 1,1, 4,2 0,018
Промывка (77 эпизодов) 58/514 15/82 0,6 0,4, 1,0 0,067
(дождь во время работы) эпизодов) 23/147 44/396 1,4 0,9, 2,2 0,151
Продолжительность отключения воды> 6 ч (31 эпизод) 33/220 45/383 1.3 0,8, 1,9 0,251
Плановые работы / ремонт (38 эпизодов) 35/276 43/336 1,0 0,7, 1,5 0,966
Использование гиперхлорирования a 0,4 0.1, 1,2 0,093
Промывка 0,4 0,2, 0,8 0,008
Продолжительность отключения воды> 6 ч 902 0,044
эпизода) 4 эпизода) 901 1,2
. С коэффициентом . Без коэффициента . . . .
.
.

.
. . .
Факторы . Ill / всего . Ill / всего . Коэффициент риска . 95% ДИ . P -значение .
Одномерный анализ
Оценка риска заражения персоналом гидротехнических сооружений (Низкий риск: 73 эпизода, средний риск 902/34 59/498 1,8 1,0, 3,2 0,066
Водопровод и канализация в одной канаве (71 эпизод) 62/482 15/127 1.1 0,6, 1,8 0,752
Использование гиперхлорирования (12 эпизодов a ) 6/104 65/487 0,4 0,2, 1,0 0,042 0,042 8/33 61/549 2,2 1,1, 4,2 0,018
Промывание (77 эпизодов) 58/514 15/82 0,6 9024, 1,0 0,067
Дождь во время работы / ремонта (32 эпизода) 23/147 44/396 1,4 0,9, 2,2 0,151
Продолжительность отключения воды> 6 ч (31 серия) 33/220 45/383 1,3 0,8, 1,9 0,251
Плановые работы / ремонт (38 серий) 35/276 43/336 43/336 1.0 0,7, 1,5 0,966
Модель многопараметрической логистической регрессии
0,093
Промывка 0,4 0,2, 0,8 0,008
Продолжительность отключения воды> 6 ч 19 1,0, 3,4 0,044
Таблица 7

Факторы, влияющие на риск острого желудочно-кишечного заболевания в домохозяйствах, подвергшихся разрыву труб или работам по техническому обслуживанию в водопроводной сети

эпизода) 4 эпизода) 901 1,2
. С коэффициентом . Без коэффициента . . . .
.
.

.
. . .
Факторы . Ill / всего . Ill / всего . Коэффициент риска . 95% ДИ . P -значение .
Одномерный анализ
Оценка риска заражения персоналом гидротехнических сооружений (Низкий риск: 73 эпизода, средний риск 902/34 59/498 1,8 1,0, 3,2 0,066
Водопровод и канализация в одной канаве (71 эпизод) 62/482 15/127 1.1 0,6, 1,8 0,752
Использование гиперхлорирования (12 эпизодов a ) 6/104 65/487 0,4 0,2, 1,0 0,042 0,042 8/33 61/549 2,2 1,1, 4,2 0,018
Промывание (77 эпизодов) 58/514 15/82 0,6 9024, 1,0 0,067
Дождь во время работы / ремонта (32 эпизода) 23/147 44/396 1,4 0,9, 2,2 0,151
Продолжительность отключения воды> 6 ч (31 серия) 33/220 45/383 1,3 0,8, 1,9 0,251
Плановые работы / ремонт (38 серий) 35/276 43/336 43/336 1.0 0,7, 1,5 0,966
Модель многопараметрической логистической регрессии
0,093
Промывка 0,4 0,2, 0,8 0,008
Продолжительность отключения воды> 6 ч 19 1,0, 3,4 0,044
эпизода) 45/383 Многовариантная регрессия 902 модель
. С коэффициентом . Без коэффициента . . . .
.
.

.
. . .
Факторы . Ill / всего . Ill / всего . Коэффициент риска . 95% ДИ . P -значение .
Одномерный анализ
Оценка риска заражения персоналом гидротехнических сооружений (Низкий риск: 73 эпизода, средний риск 902/34 59/498 1.8 1,0, 3,2 0,066
Водопроводная и канализационная трубы в той же канаве (71 эпизод) 62/482 15/127 1,1 0,6, 1,8 0,752 Использование гиперхлорирования (12 эпизодов a ) 6/104 65/487 0,4 0,2, 1,0 0,042
мазок (4 эпизода) 8/33 2.2 1,1, 4,2 0,018
Промывка (77 эпизодов) 58/514 15/82 0,6 0,4, 1,0 0,067
(дождь во время работы) эпизодов) 23/147 44/396 1,4 0,9, 2,2 0,151
Продолжительность отключения воды> 6 ч (31 эпизод) 33/220 45/383 1.3 0,8, 1,9 0,251
Плановые работы / ремонт (38 эпизодов) 35/276 43/336 1,0 0,7, 1,5 0,966
Использование гиперхлорирования a 0,4 0.1, 1,2 0,093
Промывка 0,4 0,2, 0,8 0,008
Продолжительность отключения воды> 6 ч 902 0,044

Персоналу водопроводчиков, выполняющему работы на водопроводе, было предложено провести оценку риска попадания загрязненной воды к потребителю и разделить на низкий, средний и высокий риск.Ни один из эпизодов не был классифицирован как высокий риск, и только семь были классифицированы как средний риск (8,8%). Эпизоды, отнесенные к категории среднего риска, были связаны с более высоким риском заболевания, чем эпизоды с низким риском (ОР = 1,8; 95% ДИ: 1,0, 3,2).

Обсуждение

Мы обнаружили повышенный риск острых желудочно-кишечных заболеваний в домохозяйствах, пострадавших от работы на водопроводной сети с предполагаемой потерей давления. Риск заболевания желудочно-кишечным трактом был почти в два раза выше для людей, живущих в домохозяйствах, подвергшихся воздействию, по сравнению с лицами в домохозяйствах, не подвергавшихся воздействию.Ни в одном из зарегистрированных эпизодов персонал гидротехнических сооружений не считал, что имелся высокий риск попадания загрязненной воды к потребителям, и не было дано никаких рекомендаций по кипячению.

Было высказано предположение, что значительная часть эндемических острых желудочно-кишечных заболеваний может быть связана с проблемами в системе распределения, делающими воду небезопасной, когда она попадает в краны клиентов. Несколько исследователей изучали влияние питьевой воды из-под крана по сравнению с питьевой водой в бутылках или водой, обработанной в домашних водоочистных установках, на частоту гастроэнтерита.Интервенционное испытание Payment et al . 6 из Канады предположил, что 14-40% желудочно-кишечных заболеваний были связаны с водопроводной водой, соответствующей текущим стандартам, и что система распределения, по-видимому, частично ответственна за этот повышенный риск. Моделирование системы распределения показало, что она очень подвержена отрицательному давлению. 7 Аналогичное слепое исследование с вмешательством в США 8, 9 не выявило каких-либо различий в риске желудочно-кишечных заболеваний между домохозяйствами, получившими вмешательство, и контрольными домохозяйствами.Тем не менее, исследование было ограничено только одним гидротехническим сооружением, которое было оценено среди 2% лучших в стране, и в течение периода исследования не было случаев отрицательного давления. 1 Похожее рандомизированное двойное слепое исследование было проведено в Мельбурне, с аналогичными результатами — отсутствие эффекта от обработки водопроводной воды. 10

В исследовании случай-контроль спорадического криптоспоридиоза в Великобритании были изучены факторы риска диареи в контрольной группе. 11 Исследователи обнаружили тесную связь между поносом, о котором сообщают сами люди, и низким давлением воды в кране.Однако исследование было относительно небольшим, и из-за его дизайна они не смогли подтвердить, что события потери давления предшествовали диарее.

Экологическое исследование факторов риска окружающей среды и кампилобактериоза в Швеции показало, что риск инфицирования возрастает в связи с более длинной средней длиной водораспределительной системы. Авторы предположили, что это могло быть вызвано проникновением загрязняющих веществ в распределительную сеть, 12 , подчеркнув проблему загрязнения в системе распределения воды.

Расхождения между результатами исследований по изучению риска заболеваний, вызванных загрязнением в системах распределения питьевой воды, неудивительны, поскольку на результаты может влиять множество факторов. Различия в дизайне исследований, особенно в отношении слепоты участников, могут привести к эффекту плацебо, тем самым повышая относительный риск в неслепых исследованиях. Однако различия в качестве систем водоснабжения и распределения в исследуемых районах также могут повлиять на результаты исследования, в том числе на техническое состояние трубопроводной системы, количество утечек, наличие патогенов в окрестностях водопроводных труб. и возникновение переходных процессов давления в распределительных системах.

Во время ремонтных работ или ремонта поломок существует несколько возможных способов попадания внешних загрязняющих веществ внутрь водопроводных труб. Во время нормальной работы вода в распределительной сети подвержена избыточному давлению. Это предотвращает проникновение внешних загрязняющих веществ через утечки или трещины. В Норвегии 20–50% воды теряется из-за утечек в распределительной системе, 13, 14 , и поэтому можно ожидать, что существует высокий потенциал проникновения воды при понижении или даже обратном давлении.Когда вода перекрывается для проведения работ в системе распределения, в некоторых частях сети, особенно в частях, расположенных на более высоком уровне, может возникнуть отрицательное давление, и это может привести к проникновению воды, окружающей трубу.

В исследовании, проведенном в США по изучению наличия микробных загрязнителей в образцах почвы и воды, собранных в непосредственной близости от трубопроводов питьевой воды, фекальные колиформные бактерии были обнаружены в 43% образцов воды и 50% образцов почвы, что указывает на присутствие фекальное загрязнение. 15 То же исследование показало, что 56% проб положительны на вирусы; были обнаружены преимущественно энтеровирусы, но также были обнаружены норовирус и вирус гепатита А, что явилось очевидным доказательством загрязнения фекалиями человека непосредственно снаружи трубы. Также в Норвегии канализационные линии часто расположены в той же канаве, что и водопровод, и можно ожидать таких же микробиологических результатов, как в исследовании в США.

Для снижения риска проникновения канализационные трубы должны располагаться ниже водопроводных труб; однако было показано, что в условиях насыщенной почвы микробы могут перемещаться на несколько метров за короткие периоды времени. 16

Эпизод, вызывающий потерю давления воды в водопроводной трубе, может, таким образом, привести к проникновению патогенных микроорганизмов, присутствующих в окрестностях труб, возможно, из-за утечки из канализационных труб, расположенных поблизости. В нашем исследовании клинические симптомы желудочно-кишечных заболеваний, как правило, были умеренными и были сходными в семьях, подвергшихся и не подвергавшихся воздействию. Это можно объяснить вторжением, в результате которого патогены из протекающих канализационных труб попадают в водопроводные трубы. Виды желудочно-кишечных заболеваний, вызванные заражением во время перерывов или работ по техническому обслуживанию в системе водоснабжения в группе, подвергшейся воздействию, будут отражать желудочно-кишечные инфекции, которые являются эндемическими для населения, проживающего поблизости.

В когорте, подвергшейся воздействию, более высокое среднее потребление воды в домохозяйстве увеличивало риск в 4 раза по сравнению с домохозяйствами с более низким потреблением воды, что подтверждает основные результаты. В то время как самый высокий уровень желудочно-кишечных заболеваний, как и ожидалось, наблюдался у детей, самый высокий относительный риск заболевания наблюдался среди молодых людей — возрастной группы, которая обычно потребляет больше всего воды. 17 Данные о воздействии не собирались на индивидуальном уровне, и поэтому невозможно было оценить влияние на индивидуальное потребление.

Промывка трубопроводов и хлорирование после эпизода, по-видимому, снижали риск заболевания. Общие профессиональные инструкции в Норвегии по эксплуатации водопроводов рекомендуют хлорировать водопроводные трубопроводы после технического обслуживания, потери давления воды или и того, и другого и перед повторным повышением давления, чтобы защитить водопроводную воду от загрязнения. 18 Однако рекомендации относятся к инцидентам, когда считается, что существует риск заражения, и поэтому часто этого не происходит.Лишь один из семи участвующих гидроузлов подвергался хлорированию на всех этапах работ на водопроводе. Процедура включала добавление гипохлорита кальция [Ca (OCl) 2 ] в сегмент трубы при его заполнении водой, дезинфекцию в течение двух часов с последующей промывкой. Количество гипохлорита кальция в граммах было эквивалентно диаметру трубы в миллиметрах в соответствии с инструкциями Норвежского института общественного здравоохранения. Весь процесс хлорирования занимает несколько часов, и основная причина пропуска этого шага состоит в том, чтобы свести к минимуму время, в течение которого пострадавшие домохозяйства лишаются водопроводной воды.Однако, поскольку исследование не было разработано специально для изучения эффективности этих мер, результаты следует интерпретировать с осторожностью.

Для выработки рекомендаций, основанных на фактах, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какие защитные меры следует применять на гидротехнических сооружениях для наиболее эффективного снижения риска заболеваний. Срочное уведомление широкой общественности о «вскипании воды» считается неэффективным, но может быть уместным для людей, подвергающихся особому риску, например, в больницах или других учреждениях.

Чтобы иметь возможность оценить бремя болезней, которое может быть связано с потерей давления воды, связанной с перебоями в магистрали или работами по техническому обслуживанию в водопроводной сети, нам необходимо знать распространенность воздействия. Хотя есть некоторые данные о зарегистрированных перерывах в работе или плановых операциях по техническому обслуживанию, они часто не полны. Кроме того, незаметные скачки давления могут возникать также во время нормальной работы системы распределения, что может привести к проникновению загрязненной воды в водопровод. 1 Если мы ожидаем, что 20% из 4,5 миллионов жителей Норвегии будут подвергаться одному эпизоду низкого давления каждый год, с абсолютной разницей риска на индивидуальном уровне 7,5% — 3,9% = 3,6% (Таблица 5), это приведет к около 33 000 случаев острых желудочно-кишечных заболеваний. Однако, если мы предполагаем, что переходные процессы давления в распределительной системе будут более частым явлением, вызывающим частые, более мелкие эпизоды вторжения, предполагаемое бремя болезни может быть большим.

Ограничения

При интерпретации результатов требуется некоторая осторожность. Наше исследование было основано на данных крупных водопроводных сетей, снабжающих в основном городские районы. Таким образом, результаты не могут быть распространены на более мелкие водопроводные сети в сельской местности, где более длинные распределительные трубопроводы могут быть более подвержены утечкам и скачкам давления. Как было показано Кирмейером и др. . 1 , система распределения, изученная Payment и др. . 6, 19 был очень подвержен отрицательному давлению.Анализ данных также показал, что наибольший риск развития гастроэнтерита имели люди, живущие далеко от лечебных учреждений. 1

Воздействие воды в рекреационных целях — еще один важный фактор риска заболеваний, передающихся через воду. Летом использование небольших частных пластиковых бассейнов, наполненных водопроводной водой, может представлять еще один риск воздействия загрязненной воды после эпизодов низкого давления. Это воздействие не оценивалось в настоящем исследовании, но может объяснить некоторые из более высоких рисков в домохозяйствах, подвергшихся воздействию.

Для некоторых патогенов, таких как Giardia и Cryptosporidium, инкубационный период может длиться более одной недели. Поскольку мы использовали только 1-недельный период наблюдения, мы не включали эффект контаминации патогенами с более длительным инкубационным периодом. Это могло в некоторой степени снизить наши расчетные оценки риска. Однако эндемичный уровень этих патогенов в Норвегии считается низким.

Хотя мы пытались ослепить участников относительно воздействия, это не было полностью успешным.Это могло вызвать некоторую предвзятость к воспоминаниям среди участников и, следовательно, могло повлиять на наши результаты. Однако при стратификации того, считают ли домохозяйства, что они подверглись воздействию, скорректированный ОР был лишь немного ниже нескорректированного, тем самым указывая на то, что это не имело большого влияния на результаты.

В наше исследование мы включили несколько средних и крупных гидротехнических сооружений из разных частей Норвегии. Это дает более репрезентативную картину риска и делает результаты более обобщаемыми, чем исследования с участием только отдельных гидротехнических сооружений.Даже если исследование было слишком маленьким, чтобы дать точную оценку риска для каждого гидротехнического сооружения отдельно, оценки указывали в том же направлении. Повышенный риск, связанный с более высоким среднесуточным потреблением воды, также подтверждает наши выводы о причинной связи.

Заключение

Насколько нам известно, это первое исследование по оценке риска желудочно-кишечных заболеваний после перерывов или работ по техническому обслуживанию системы водоснабжения, и наши результаты указывают на повышенный риск острых желудочно-кишечных заболеваний в пострадавших домах.Риск был самым высоким в домохозяйствах с более высоким средним потреблением воды. Клинические симптомы обычно были легкими и непродолжительными. Попадание загрязненной воды, связанное с потерей давления в водопроводе, было предложено как потенциальный риск для здоровья населения, но, насколько нам известно, не было прямо рассмотрено в аналитических эпидемиологических исследованиях. Результаты и выводы нашего исследования подтверждают гипотезу о такой связи.

Это исследование необходимо продолжить, чтобы установить эффективные профилактические меры для предотвращения заболеваний, связанных с заражением в распределительной сети.Необходимы более точные данные о возникновении эпизодов низкого давления и улучшенная регистрация разрывов магистралей и работ по техническому обслуживанию водораспределительной сети в городских и сельских районах, чтобы лучше оценить бремя загрязнения водораспределительной сети для здоровья населения.

Благодарности

Авторы с благодарностью признают вклад участвующих районных органов по безопасности пищевых продуктов и гидротехнических сооружений в Осло, Шиене, Кристиансанде, Санднесе, Ставангере, Бергене и Тронхейме, без которых это исследование не могло бы быть завершено.

Проект был организован Норвежской компанией Water and Wastwater BA (NORVAR BA), которая также была основным спонсором.

Ответственность за его содержание несут исключительно авторы, и оно не обязательно отражает официальную точку зрения Норвежского агентства по безопасности пищевых продуктов.

Конфликт интересов: Не объявлен.

  • Перерывы и работы по техническому обслуживанию в системах распределения воды увеличивают риск желудочно-кишечных заболеваний среди подвергшихся воздействию домашних хозяйств в когортном исследовании в Норвегии.

  • Риск загрязнения питьевой воды во время ремонта разрывов трубопровода считался малым или пренебрежимо малым.

  • Бремя для здоровья населения, вызванное загрязнением питьевой воды в распределительной сети, может быть больше, чем ожидалось, и требует дальнейшей оценки.

Список литературы

1,,,,.

Потенциальный риск для здоровья от проникновения загрязняющих веществ в систему распределения из-за скачков давления

,

J Water Health

,

2003

, vol.

1

(стр.

3

14

) 2,,,.

Вспышки в системах питьевого водоснабжения, 1991–1998 годы

,

J Environ Health

,

2002

, vol.

65

(стр.

16

23

) 3,,,,.

Эпиднадзор за вспышками болезней, передающихся через воду — США, 1999–2000 гг.

,

MMWR Surveill Summ

,

2002

, vol.

51

(стр.

1

47

) 4« и др.

Эпиднадзор за вспышками болезней, передаваемых через воду, связанных с питьевой водой — США, 2001–2002 гг.

,

MMWR Surveill Summ

,

2004

, vol.

53

(стр.

23

45

) 5.

Меры воздействия

,

Современная эпидемиология.

,

1986

Бостон, Массачусетс

Little, Brown and Company

(стр.

35

40

) 6,,,,,.

Проспективное эпидемиологическое исследование воздействия на здоровье желудочно-кишечного тракта при употреблении питьевой воды

,

Int J Environ Health Res

,

1997

, vol.

7

(стр.

5

31

) 7,, et al.,

Проникновение патогена в систему распространения.

,

2001

Денвер, CO

Исследовательский фонд AWWA и Американская ассоциация водопроводных сетей

8,,, et al.

Ослепление участников и желудочно-кишечное заболевание в рандомизированном контролируемом исследовании применения питьевой воды на дому

,

Emerg Infect Dis

,

2002

, vol.

8

(стр.

29

36

) 9« и др.

Рандомизированное контролируемое исследование питьевой воды на дому для уменьшения желудочно-кишечных заболеваний

,

Am J Epidemiol

,

2005

, vol.

161

(стр.

472

82

) 10,,,.

Рандомизированное слепое контролируемое испытание, изучающее влияние качества питьевой воды на здоровье желудочно-кишечного тракта

,

Environ Health Perspect

,

2001

, vol.

109

(стр.

773

78

) 11,,,.

О диарее в контрольной группе: сильная связь с сообщениями о событиях низкого давления в водопроводной воде

,

Clin Infect Dis

,

2005

, vol.

40

(стр.

e32

e34

) 12,,, et al.

Связь между факторами риска окружающей среды и инфекциями кампилобактерии в Швеции

,

Epidemiol Infect

,

2004

, vol.

132

(стр.

317

25

) 13,,.

Питьевая вода 2003 — отчет Норвежского регистра водоснабжения

,

Отчет 2004-2.

Осло

Норвежский институт общественного здравоохранения

14,.

[Утечки из норвежских систем водоснабжения]

,

Ванн

,

2002

, vol.

37

(стр.

237

42

) 15,,.

Возможность проникновения патогенов во время скачков давления

,

J Am Water Works Assoc

,

2003

, vol.

95

(стр.

134

46

) 16,,,,.

Транспорт микроорганизмов через почву

,

Вода, воздух, воздух, почва

,

1994

, т.

75

(стр.

141

58

) 17,. ,

NORKOST 1997 [Национальное диетологическое обследование среди мужчин и женщин в возрасте 16-79 лет.].

Осло

Национальный совет по питанию (Statens råd for ernæring og fysisk aktivitet). 2/1999 1999

18

Норвежский институт общественного здравоохранения

,

Vannforsyningens ABC [на норвежском языке].

,

2006

Норвежский институт общественного здравоохранения

(стр.

49

60

) 19,,,,,.

Рандомизированное испытание для оценки риска желудочно-кишечных заболеваний из-за потребления питьевой воды, соответствующей текущим микробиологическим стандартам

,

Am J Public Health

,

1991

, vol.

81

(стр.

703

8

)

Опубликовано Oxford University Press от имени Международной эпидемиологической ассоциации © Автор 2007; все права защищены.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/), которая разрешает некоммерческое повторное использование, распространение , а также воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинала.По вопросам коммерческого повторного использования обращайтесь по адресу [email protected]

Какое давление воды требуется для системы пожаротушения?

Давление воды в оросителях необходимо, но сколько его достаточно?

Система водоснабжения здания, будь то городская водопроводная станция, колодец или резервуар, должна иметь достаточную мощность и давление, чтобы соответствовать требованиям его системы пожаротушения, а насос часто должен увеличивать давление. Когда в системе не хватает адекватного водоснабжения под достаточным давлением, она может считаться неисправной в соответствии с руководящими принципами NFPA 25 : Осмотр, испытание и обслуживание систем противопожарной защиты на водной основе.

Но какой поток и давление нужны спринклерной системе? По сути, проектировщики определяют это число, оценивая требования к потоку и давлению, необходимые для борьбы с возгоранием в особо сложных областях системы . Разработчики спринклерных систем не планируют, чтобы все спринклерные системы в здании активировались сразу. В NFPA 13 : Справочник по автоматическим спринклерным системам (издание 2019 г.) объясняется:

«Водоснабжение должно соответствовать наиболее требовательным к гидравлическим характеристикам участкам систем.”

Инженеры отвечают на вопрос о потребности в давлении с двух сторон. Нисходящий подход (от спринклерных головок) определяет потребности системы . При восходящем подходе (от водопровода) определяет пропускную способность водопровода , а — потери давления и расхода, которые он испытывает при транспортировке.

В этой статье мы объясняем:

Помните, что это сложная работа, которую должны выполнять квалифицированные специалисты по пожарной безопасности .Спринклерные системы пожаротушения — это жизненно важная инфраструктура, а не проекты, сделанные своими руками.

Определение потребности в напоре воды для спринклера с расчетными областями

Инженеры по противопожарной защите проектируют спринклерные системы для контроля или тушения пожаров в самых сложных местах внутри системы.

Здание, которое защищает система, может иметь множество различных опасностей и топливных нагрузок. Размеры спринклерных головок и трубопроводов выбираются с учетом требований контроля этих различных опасностей.Самый требовательный набор оросителей в каждой из этих областей называется областью проектирования. Обычно эти головы находятся дальше всего от водопровода.

Определив области проектирования с наибольшей гидравлической потребностью в случае пожара, проектировщики могут определить общие требования к потоку и давлению системы.

То, что представляет собой «сложная проектная зона», в основном проистекает из двух факторов: удаленность (поскольку расстояние и сила тяжести затрудняют доставку воды) и опасность занятости (которая описывает загрузку топлива и другие факторы, которые могут потребовать большего количества воды для тушения пожара) или и то, и другое.

Если в системе имеется достаточное давление для доставки требуемого потока в наиболее сложные области проектирования, она, безусловно, может удовлетворить гидравлические требования любой другой секции. Место с наибольшим спросом на гидравлику не всегда очевидно, поэтому часто анализируются несколько областей проектирования.

Чтобы определить потребность в спринклерной системе, инженеры противопожарной защиты следуют этому грубому процессу:

  • Они определяют уровни опасности в здании в зависимости от количества топлива.
  • В зависимости от степени опасности и удаленности они определяют области проектирования с высокими требованиями.
  • На основании размера расчетной зоны и опасности проектировщики определяют требуемый расход.
  • Расход позволяет проектировщикам определять требования к давлению.
  • Уровень опасности также устанавливает расстояние между оросителями. Он, наряду с некоторыми особенностями конструкции здания, определяет максимальную площадь покрытия для каждого спринклера. Это помогает определить, сколько спринклеров находится в расчетной области и как они будут использовать поток при требуемом давлении.

Опасность занятости зависит от количества топлива

Раздел 19.3.1.2.4 из NFPA 13 : Стандарт на установку спринклерных систем подразделяет здания или части зданий на шесть классов опасности проживания , классификацию . Это:

  • Легкая опасность
  • Обычная опасность (группа 1)
  • Обычная опасность (группа 2)
  • Особая опасность (группа 1)
  • Особая опасность (группа 2)
  • Особая опасность при помещении

Многие факторы способствуют присвоению этих классификаций:

Из издания NFPA 13

от 2019 г.

19.3.1.2.3 Места обитания или части помещений должны классифицироваться в соответствии с количеством и воспламеняемостью содержимого, ожидаемыми скоростями выделения тепла, общим потенциалом выделения энергии, высотой штабелей и наличием легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. используя определения, содержащиеся в 4.3.2–4.3.7.

Эти категории опасностей при работе напоминают классы, используемые в других документах NFPA. NFPA 101 : Кодекс безопасности жизни , например, также определяет опасности, связанные с работой.Однако шесть категорий, перечисленных в NFPA 13, относятся только к процессу проектирования спринклерных систем пожаротушения. В стандарте указывается, что они «не предназначены для использования в качестве общей классификации опасностей на рабочем месте» ( 4.3.1.2 ).

Классификация опасностей различается. Особые требования предъявляются к спринклерным системам, защищающим участки с низкими складскими помещениями, например, в продуктовом магазине. Необходимо учитывать тип хранимых материалов и их топливную нагрузку.

Отнести объект или его части к категории опасности сложнее, чем кажется.Стивен Скандалиато, член комитета NFPA 13, объясняет, что требуется критическое мышление и глубокое знание кода, чтобы классифицировать даже, казалось бы, простой розничный проект. Многочисленные факторы могут изменить опасность занятости или вызвать особые правила. Как мы продемонстрируем в следующем разделе, в основном все зависит от правильного выполнения этой части .

Тем не менее, вот несколько неполных списков объектов, которые часто попадают в различные категории опасности в соответствии с NFPA 13 ( A 4.3.2-6 ). Обратите внимание, что это предлагаемые (типовые) классификации в Приложении, а не часть обязательной части стандарта:

Легкая опасность

  • Церкви
  • Булавы
  • Образовательное
  • Больницы, в том числе ветеринарные
  • Учреждения
  • Питомники
  • Музеи
  • Дома престарелых и домов для выздоравливающих
  • Офисы, включая обработку данных
  • Жилой
  • Залы ресторана
  • Театры и зрительные залы
  • Чердаки неиспользованные

Обычная опасность (группа 1)

  • Автостоянки и автосалоны
  • Булочные
  • Производство напитков
  • Консервные заводы
  • Производство и переработка молочных продуктов
  • Установки электронные
  • Стекло и производство изделий из него
  • Прачечные
  • Зоны ресторанного обслуживания
  • Портовые шары
  • Механические помещения

Обычная опасность (группа 2)

  • Сельскохозяйственные угодья (в т.ч.сараи и конюшни)
  • Зерновые мельницы
  • Химический завод — обыкновенный
  • Химчистка
  • Библиотеки (большие стековые помещения)
  • Механические цеха
  • Металлообработка
  • Товарная
  • Целлюлозно-бумажные комбинаты
  • Причалы и причалы
  • Этапы
  • Текстильное производство
  • Производство шин
  • Плотницкие работы

Особая опасность (группа 1)

  • Авиационные подвески
  • Области применения горючей гидравлической жидкости
  • Литье под давлением
  • Прессование металла
  • Производство фанеры и ДСП
  • Печать чернилами с низкой температурой воспламенения
  • Каучуковый завод
  • Лесопилки
  • Текстильные работы
  • Обивка пенопластом

Особая опасность (группа 2)

  • Асфальт насыщающий
  • Распыление легковоспламеняющихся жидкостей
  • Покрытие Flow
  • Открытая закалка в масле
  • Производство пластмасс
  • Очистка растворителем
  • Лак и краска окунанием

Обратите внимание на то, что хранилище с высокими сваями ( 4.3.7 ) классифицируется отдельно в соответствии с правилами, содержащимися в главах с 20 по 25 NFPA 13. Кроме того, в категорию «Особые опасные условия проживания» входят занятия (часто особенно опасные), регулируемые другими стандартами NFPA. К ним могут относиться легковоспламеняющиеся жидкости, аэрозоли, легковоспламеняющиеся спреи, химические лаборатории и многое другое.

Расчет необходимого расхода для расчетной площади

Требуемый расход определяют два фактора: расчетная площадь , уровень опасности и размер .После того, как проектировщик идентифицирует опасность (-ы) занятости объекта, следующим шагом является определение соответствующих проектных областей и , определение их размера .

Размер расчетной области может варьироваться, но необходимо соблюдать минимальный размер ( 19.3.3.1.4 ). Для зон легкой и обычной опасности минимальный размер составляет 1500 футов 2 . Для особо опасных зон минимальный размер составляет 2500 футов 2 . В зависимости от местоположения необходимо или разрешено несколько корректировок эффективного размера расчетной области.К ним относятся необходимые увеличения размера из-за:

  • Наклонные потолки ( 3.3.2.4 )
  • Использование сухой трубы или систем предварительного срабатывания с двойной блокировкой ( 3.3.2.5 )
  • Незаполненные горючие скрытые пространства, прилегающие к проектной зоне ( 3.3.1.5.1 )

При выполнении определенных условий использование спринклеров с быстрым срабатыванием позволяет проектировщикам уменьшить размер расчетной площади на ( 19.3.3.2.3.1 ).Кроме того, раздел 19.3.3.2.6 допускает 25-процентное сокращение, когда высокотемпературные головки используются в условиях повышенной опасности, но площадь не может быть ниже 2000 квадратных футов.

Как только размер расчетной области известен, вычислить требуемый поток несложно. NFPA 13 предоставляет кривые плотности / площади. Профессионалы просто выбирают кривую для соответствующего уровня опасности и используют размер , чтобы найти соответствующую плотность воды. Затем они используют эту формулу для расчета требуемого расхода:

Q = d x A

Где:

Q = минимально необходимый расход (галлонов в минуту)

d = плотность воды (галлонов в минуту / фут 2 )

A = площадь (футы 2 )

Вот пример того, как кривые плотности / площади могут быть использованы для расчета расхода, необходимого для расчетной зоны на высоте 2500 футов 2 Дополнительная группа опасности 1:

При проектировании спринклерных систем пожаротушения главное — правильно определить размер расчетной зоны и степень опасности.Эти две точки данных позволяют инженеру определить требуемую плотность, что позволяет им рассчитать требуемый расход и давление. Источник: NFPA 13

.

Выбор оросительных головок и определение необходимого давления

После того, как известен минимальный требуемый расход, можно определить минимальное требуемое давление. Давление и расход связаны со значением, называемым К-фактором, который описывает, сколько воды течет из сопла (например, спринклерной головки) при заданном давлении.У каждого пожарного спринклера есть определенный К-фактор. Соотношение между давлением (P), расходом (Q) и K-фактором (K) составляет:

Q = K√P

Чтобы определить необходимое давление в помещении, инженер рассчитывает расход через каждую спринклерную головку в помещении. На практике разные спринклерные головки в помещении могут испытывать разное давление и расход. Но для наглядности мы разделим общий требуемый расход на количество спринклерных головок, чтобы получить необходимый расход от каждой головки.Затем для спринклеров выбирается К-фактор и рассчитывается давление.

Давайте вернемся в нашу комнату повышенной опасности площадью 2500 футов 2 и предположим, что в ней используются 20 спринклеров с K = 8,0. Из графика «Кривые плотности / площади» выше (рис. 19.3.3.1.1) мы знаем, что требуемый расход для всей расчетной площади составляет 750 галлонов в минуту (галлонов в минуту).

Минимальный расход от каждой спринклерной головки:

Q = 750 галлонов в минуту ÷ 20 спринклерных головок = 37.5 галлонов в минуту от каждой спринклерной головки

Требуемое давление на каждой спринклерной головке:

P = ( Q ÷ K ) 2

P = (37,5 гал / мин ÷ 8,0 к) 2

P = 21,97 фунт / кв. Дюйм

Помните, квалифицированный инженер должен выполнять эту работу.Математика может показаться несложной, но, как объясняет Стивен Скандалиато, все остальное оказывается неверным, если вы неправильно определяете плотность. Для этого вы должны понимать всю сложность топливной загрузки и опасности занятости. Для этого нужен эксперт.

Профессионалы измеряют доступное давление с помощью теста потока

Другой ключевой вопрос при проектировании спринклерной системы — , какое давление и расход воды доступны для спринклерной системы. Определение гидравлических требований системы имеет решающее значение, но проектировщикам также необходимо знать гидравлическую мощность , чтобы принимать решения.Для многих объектов пропускная способность отражает пропускную способность муниципального водоснабжения, но для других сооружений используются резервуары, колодцы, озера или другие резервуары.

Пропускная способность воды определяется с помощью теста расхода . В NFPA 13 говорится, что «Объем и давление в системе водоснабжения должны определяться на основании данных испытаний на расход воды или других утвержденных методов» ( 5.2.2.2 ). Эти испытания потока проводятся с использованием двух соседних пожарных кранов . Для проведения гидравлических испытаний инженеры и специалисты ITM используют манометры Пито для измерения давления в гидранте.Обратите внимание, что NFPA 291 : Рекомендуемая практика для испытаний на огнестойкость и маркировки гидрантов предоставляет руководство по проведению этих испытаний.

В процессе проектирования спринклерной системы инженеры должны определить, какое давление доступно в их системе водоснабжения. Чтобы оценить городское водоснабжение, проверка расхода на пожарном гидранте позволяет определить остаточное давление.

Это видео предлагает краткую демонстрацию того, как проводится тест потока:

Остаточное показание на гидранте A используется для сопровождения значения потока, полученного от гидранта B.Эти две ключевые точки данных, нанесенные на график или диаграмму с логарифмической шкалой, определяют «кривую», используемую для прогнозирования расхода при заданном давлении или давления при заданном расходе.

Тест показывает, что доступно на трубе, на которой проводился тест, а не у основания стояка. Проектировщик рассчитывает потребность системы вплоть до того места, где водоснабжение «известно» — обычно это линия, на которой проводился тест (например, городской водопровод на улице).

Какое бы давление ни было доступно, некоторая его часть теряется, когда вода проходит через здание .В следующем разделе мы объясним, что вызывает потерю давления и как инженеры учитывают это в гидравлических расчетах.

QRFS имеет инструменты для квалифицированных рабочих для проведения гидравлических испытаний. У нас есть испытательные наборы с манометрами, инструментами Пито и форсунками , необходимыми для проверки потока, а также гаечные ключи для пожарных гидрантов для открытия клапанов.

Учет потерь давления в системе пожаротушения

Давление, доступное в гидранте или стояке пожарного спринклера, не то, что доступно для данной спринклерной головки .Такие факторы, как размер трубы и ее конструкция, влияют на давление, поступающее в спринклер. Потеря давления (иногда называемая потерей напора) между водопроводом и спринклерной головкой вызвана:

  • Труба трение
  • Турбулентность вокруг фитингов и клапанов или через них
  • Перепады высот (сила тяжести)

Помимо этих факторов, проектировщики должны учитывать требования, предъявляемые пожарными к системе водоснабжения, когда они подключают шланги к пожарным кранам ( 19.2.6.2 ).

Другими словами, доступное давление на спринклерных головках — это доступное давление в источнике (измеренное при испытании потока) за вычетом потери напора и других требований к системе.

Учет потерь давления на трение

Когда вода проходит через трубы, она испытывает трение о стенки трубы. Это трение работает против давления, проталкивающего воду через систему.

Потери на трение зависят от нескольких факторов.Во-первых, у более быстрой воды потери на трение больше . Во-вторых, трубы меньшего диаметра могут создавать больше потерь на трение на фут при аналогичной скорости потока . Наконец, различные типы труб создают большее или меньшее трение в зависимости от того, насколько они «грубые» . Шероховатость измеряется коэффициентом трения C (он же «C-фактор»). Коэффициенты трения стандартных материалов труб приведены в таблице ниже:

В формуле Хазена-Вильямса определяет шероховатость трубы.Низкое значение C указывает на высокую шероховатость. Правильный выбор трубы может снизить потерю давления. Источник: NFPA 13

.

Трубы становятся грубее по мере старения, коррозии и накипи. Практическое следствие этого состоит в том, что доступное давление воды может со временем уменьшаться из-за износа труб. Управляющие производством должны принять меры для предотвращения коррозии трубопроводных систем — и не только ради поддержания давления воды. Коррозия сокращает срок службы спринклерных систем и значительно увеличивает затраты на их обслуживание.Узнайте больше о коррозии труб, ее последствиях и предотвращении в нашем предыдущем блоге.

Внутренняя коррозия труб увеличивает их шероховатость и может даже уменьшить их внутренний диаметр при достаточном времени. Это приводит к большим потерям на трение. Источник изображения: NFPA и Potter Corrosion Solutions

Для расчета потерь на трение с этими коэффициентами NFPA 13 одобряет использование формулы Хазена-Вильямса:

Из издания NFPA 13

от 2019 г.

27.2.2.1.1 Потери на трение в трубе определяют по формуле Хазена-Вильямса следующим образом:

p = (4,52 Q 1,85 ) ÷ ( C 1,85 d 4,87 )

где:

p = сопротивление трению (фунт / кв. Дюйм трубы)

Q = расход (галлонов в минуту)

C = коэффициент потерь на трение

d = фактический внутренний диаметр трубы (дюйм.)

В этом случае Q представляет собой поток воды из активированной спринклерной головки. Чем больше открывается спринклерных головок, тем больше расход и потери давления из-за трения на .

Давайте вернемся в нашу гипотетическую камеру повышенной опасности с расходом 750 галлонов в минуту. Скажем, в эту комнату подается 100 футов 4-дюймовой стальной трубы Schedule 40 (внутренний диаметр = 4,026 дюйма) с C-фактором 120 . Если не учитывать длину поперечных магистралей и ответвлений, потери напора из-за трения, которые могут возникнуть, если все спринклеры в этом помещении будут активированы, рассчитываются следующим образом:

p = (4.52Q 1.85 ) ÷ (C 1.85 d 4.87 )

p = (4,52 x 750 галлонов в минуту 1,85 ) ÷ (120 1,85 x 4,026 дюйма 4,87 )

p = 0,15 фунта на кв. Дюйм на фут трубы

Полная потеря давления = 0,15 x 100 футов = 15 фунтов на кв. Дюйм.

Хотя доступны более точные методы, формула Хазена-Вильямса представляет собой простой метод расчета потерь на трение. NFPA 13 одобряет эту формулу , за исключением случаев, когда антифризные добавки используются в системах объемом до 40 галлонов .Когда эти химические вещества присутствуют в более крупных системах, это влияет на вязкость жидкости. См. Инструкции в этом случае в разделе 27.2.2.1.3 .

Учет потери давления воды в оросителях из-за турбулентности на арматуре и клапанах

Фитинги (тройники, колена и т. Д.) Создают турбулентность в потоке воды, которая вызывает потерю давления. Эти потери не равны трению потерям как таковым . Однако они рассчитываются как эквивалентные потери на трение для длины трубы.В стандарте NFPA 13 ( 27.2.3.1.1 ) говорится, что потери из-за определенных фитингов и клапанов следует понимать с точки зрения стальной трубы Schedule 40 на основе приведенной ниже таблицы:

Трубопроводная арматура, клапаны и другие устройства создают турбулентность, которая работает против имеющегося давления водоснабжения. NFPA инструктирует инженеров рассчитывать потери от фитингов и устройств, определяя эквивалентную длину трубы, которая даст такие же потери. Источник: NFPA 13

.

Основываясь на этой таблице, вы можете видеть, что стандартный 90-градусный колен номинального размера 4 дюйма создает такое же сопротивление трению, как и 10 футов.трубы стальные сортамента 40 того же размера. В этом случае это будет означать потерю еще 1,5 фунта на квадратный дюйм.

Конечно, не все трубы изготовлены из стали Schedule 40. NFPA 13 позволяет проектировщикам рассчитать эквивалентную длину для других схем трубопроводов и значений C на основе множителей, найденных в , Таблица 27.2.3.2.1 (для разных значений C) и параграфе 27.2.3.1.3.1 (для разных размеров) .

Если тип фитинга или устройства не указан в таблицах NFPA 13 (или когда это выгодно), разработчик может ( 27.2.3.1.1 ) используйте эквивалентную длину, предоставленную установщиком или производителем устройства.

Потеря давления воды в оросителе от силы тяжести

Когда вода должна двигаться вертикально вверх по трубе, сила тяжести противодействует давлению, которое ее проводит (давление также увеличивается на , когда вода движется вертикально на вниз на ). Потеря напора из-за силы тяжести для воды составляет 0,433 фунтов на квадратный дюйм на каждый фут вертикального возвышения. Помимо потерь на трение, наш пример с 100-фут.стояк потеряет 43,3 фунта на квадратный дюйм просто из-за высоты.

Что касается давления, то в нашем примере для помещения повышенной опасности дела обстоят не лучшим образом. Суммарные потери напора составляют до 58,3 фунтов на квадратный дюйм (43,3 фунта на квадратный дюйм + 15 фунтов на квадратный дюйм) без учета каких-либо устройств, перекрестных линий или ответвлений. При фактической потребности (21,97 фунта на квадратный дюйм) подача воды должна обеспечивать более 80 фунтов на квадратный дюйм на стояке. Давление воды выше 80 фунтов на квадратный дюйм может вызвать проблемы с водопроводом, поэтому маловероятно, что городское водоснабжение удовлетворит этот спрос.

В системе понадобится помпа!

Примечание: Помните, что цель нашего примера повышенной опасности — продемонстрировать, как работают требования и потери давления воды; он не включает другие части процесса проектирования, такие как прокладка спринклерной системы или правильный выбор размеров труб.

Правильное давление и поток необходимы для системы пожаротушения

Без минимального давления и расхода воды пожарные спринклеры не могут работать должным образом. Они не смогут потушить достаточно воды для тушения пожаров. Если давление в головке спринклера ниже минимального 7 фунтов на квадратный дюйм, вода не сможет вытолкнуть крышку спринклера при поломке термочувствительной лампы. Вот почему ни одна конструкция не может иметь «начальное давление» ниже 7 фунтов на квадратный дюйм для любого спринклера.

Как инженеры обеспечивают соответствие водоснабжения спросу? Что, если, как это было в нашем примере, потребность в давлении превышает возможности давления подачи? В зависимости от того, является ли проект новым или обновленным, у инженеров есть несколько способов согласовать цифры.Они могут:

  • Управление давлением с помощью спринклеров с быстрым откликом
  • Управляйте спросом на давление с помощью большего К-фактора
  • Управляйте потерями на трение, используя более гладкую и большую трубу
  • Давление наддува пожарным насосом

Проектирование спринклерных систем пожаротушения должно выполняться квалифицированным персоналом. Для получения дополнительной информации по темам, затронутым в этой статье, ознакомьтесь с различными статьями в нашем блоге. Вам может понравиться эта статья о требованиях NFPA к тестированию пожарных насосов, эта статья о процедуре ежегодного испытания потока пожарного насоса или наша серия статей по установке спринклерных систем в жилых помещениях.

А если у вас есть какие-либо вопросы о выборе инструментов и оборудования для противопожарной защиты QRFS, позвоните нам по телефону +1 (888) 361-6662 или по электронной почте [адрес электронной почты защищен].

Этот блог изначально был размещен по адресу QRFS.com/blog . Если эта статья вам помогла, посетите нас: Facebook.com/QuickResponseFireSupply или Twitter @QuickResponseFS .

Материал представлен по «Мысли о пожаре» и QRFS.com, включая весь текст, изображения, графику и другую информацию, предоставляется только в рекламных и информационных целях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *