CC BY
18-------ЖИЛИЩНОЕ
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 556.535.3
А.П. СВИНЦОВ, д-р техн. наук (svintsovap@rambler.ru), В.Н. СУЧЕНКО, д-р техн. наук, ЕЛ. ГЛЕБОВ, магистр техники и технологии, ТАМИАЛЬ-ХАРАМИ, инженер, Российский университет дружбы народов
Рациональное использование воды в жилых зданиях
Представлены результаты исследования водопотребления в жилых зданиях в аспекте потребительского поведения при использовании воды как важнейшего и незаменимого (не имеющего аналога) продукта питания и средства удовлетворения хозяйственных и бытовых потребностей населения.
Ключевые слова: жилые дома, водоснабжение, водопотребление, комфорт, потребители.
Создание комфортных условий в современных жилых зданиях неразрывно связано с обеспечением населения доброкачественной водопроводной водой и средствами во-доотведения. Оборудование жилых зданий системами водоснабжения и водоотведения воспринимается населением как естественная и неотъемлемая часть инженерного благоустройства жилища. В современных жилых зданиях инженерное оборудование может быть самым разнообразным, например бассейн, нестандартная ванна, ванна с гидромассажем и пр., которые характеризуются повышенной водоемкостью.
В настоящее время системы водоснабжения жилых зданий почти во всех городах России оснащаются приборами учета. Первым этапом налаживания приборного учета водопотребления является установка счетчиков на водопроводных вводах в жилые дома [1]. Как показали многочисленные наблюдения и измерения, использование счетчиков воды только на водопроводных вводах в жилые дома и оплата собственниками домов по показаниям этих приборов не приводят к экономии воды. В этом случае для потребителей условия оплаты принципиально не отличаются от оплаты по норме удельного водопотребления. Разница заключается только в масштабе округления - город в целом или отдельно взятый жилой дом. При наличии коллективной заинтересованности жителей од-
□ Холодная вода □ Горячая вода □ Общий расход
Рис. 1. Распределение водопотребления в домохозяйствах, оборудованных счетчиками воды в квартирах
ного дома в рациональном расходовании воды каждый отдельный потребитель использует ее с учетом удовлетворения только собственных потребностей без учета полезности для других.
Наиболее эффективное решение указанной задачи возможно при экономической заинтересованности потребителей в рациональном использовании водопроводной воды. Потребность в водосбережении (в рациональном использовании воды) становится водосберегающим мотивом только тогда, когда она побуждает человека открывать кран, контролируя расход воды от начала до конца процедуры (умывание, мытье посуды, стирка одежды и т. п.). В этих условиях водопотребление будет близким к рациональному с наименьшими потерями, но рациональным с точки зрения каждого отдельного потребителя или каждого отдельного домохозяйства.
В домохозяйствах с оплатой водопотребления и водоот-ведения в соответствии с показаниями приборов учета непосредственно в квартирах удельное суточное водопотреб-ление составляет в среднем 191 л/(чел. сут) при колебаниях 120-425 л/(чел. сут) (рис. 1).
Анализ диаграммы показывает, что в домохозяйствах с одинаковой заселенностью квартир удельное суточное во-допотребление различно. Например, в одном домохозяйстве, состоящем из одного человека, суточное водопотребление составляет 176 л, а в другом - 218 л. В то же время в домохозяйствах с заселенностью 5 человек -123 л и 425 л на человека в сутки. Неравномерность водо-потребления связана с тем, что использование воды в жилых зданиях представляет собой случайный процесс и при наличии приборов учета квартирного типа с соответствующей оплатой население удовлетворяет свои потребности в водопроводной воде, имея в виду собственные представления о водном комфорте и необходимость оплаты использованного количества.
Одним из важнейших элементов создания условий для рационального использования воды в жилых зданиях является оснащение внутренних водопроводов санитарно-тех-нической арматурой с водосберегающими гидравлическими характеристиками. В реализуемых проектах жилых зданий массовой застройки в качестве водоразборной сани-тарно-технической арматуры еще нередко предусматрива-
щи
л
ются смесители с вентильными головками поршневого типа, характеризуемые очень низкой регулирующей способностью. В процессе пользования арматурой потребителю необходимо затратить время для регулировки желаемого расхода воды и ее температуры, в течение которого водос-четчики фиксируют объемы изъятой и подлежащей оплате холодной и горячей воды.
В Российском университете дружбы народов выполнены стендовые испытания смесителей с вентильными головками указанного типа (рис. 2).
На диаграмме видно, что по мере открытия проходного отверстия при давлении 0,05 МПа расход воды увеличивается, асимптотически приближаясь к расчетному значению (д0), принятому за 100%.
При открытии крана на один оборот рукояти вентильной головки и давлении 0,3 и 0,5 МПа расход воды резко увеличивается. При дальнейшем открытии крана расход воды практически не изменяется.
Анализ диаграмм в аспекте регулирующей способности показывает, что открытие крана на 0,25 оборота рукояти (на свободное движение кисти руки) дает расход воды при давлениях: 0,05 МПа - 33% от д0; 0,3 МПа - 94%; 0,5 МПа -155%. При повороте рукояти от 0,25 до 0,5 оборота расход воды увеличивается при давлении: 0,05 МПа - на 23%; 0,3 МПа - на 75%; 0,5 МПа - на 150%. Наилучшее регулирование осуществляется при давлении 0,05 МПа. Однако такое давление нехарактерно для работы систем внутреннего водопровода жилых зданий, так как наблюдается в период максимального водопотребления перед диктующими водоразборными приборами. В остальной период суток давление в этих точках обычно выше расчетных значений. По мере снижения к первому этажу давление перед водоразборной арматурой увеличивается. При повышении давления незначительный поворот рукояти вентильной головки смесителя приводит к резкому изменению расхода воды, и потребитель вынужден затрачивать много времени на регулировку. Это приводит к потерям воды в виде непроизводительных расходов.
В настоящее время на строительном рынке появилось множество различных конструкций водоразборной сани-тарно-технической арматуры, снабженной вентильными головками с плоской керамической запорной парой шайбового типа [2]. Эти конструкции существенно надежнее в эксплуатации, редко допускают утечки воды из-за нарушения герметичности запорной пары. В Российском университете дружбы народов выполнены стендовые испытания смесителей с вентильными головками с плоскими керамическими запорными парами шайбового типа. Полное открытие запорной пары производится поворотом рукояти на 180°, а полностью открытое проходное отверстие запорной пары имеет форму полукруга. Изменение расхода воды через указанную арматуру представлено на рис. 3.
Особенностью гидравлической работы запорной пары с полукруглым проходным отверстием является наличие условно называемого «сухого хода», когда поворот рукояти приблизительно на 20-40° особенно при низких давлениях, дает очень низкий расход воды - 7-10% от д0.
При давлении 0,05 МПа и полностью открытом кране расход воды не превышает 83% от требуемого значения. При давлениях 0,3 МПа и 0,5 МПа и повороте рукояти вентильной головки от 45о до 90о расход воды увеличивается соответственно на 160% и 180%. Резкое изменение расхо-
0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Обороты рукояти вентильной головки
Рис. 2. Изменение расхода воды через вентильную головку поршневого типа: 1 - 0,05МПа; 2 - 0,3МПа; 3 - 0,5МПа; 4 - д0
да воды приводит к ее потерям в процессе пользования водоразборной арматурой.
В Российском университете дружбы народов разработан ряд технических решений плоской керамической запорной пары с плавно изменяющимся сечением проходного отверстия. Выполненные стендовые испытания показали высокую регулирующую способность водоразборной арматуры, вентильные головки которой снабжены запорной парой указанной конструкции (рис. 4).
При полностью открытом кране и давлении 0,05 МПа расход воды на 10% выше требуемого значения. По мере открытия крана расход воды увеличивается практически пропорционально на 5-7% на каждые 10о поворота рукояти.
При давлениях 0,3 МПа и 0,5 МПа расход воды увеличивается соответственно на 20-25% и 30-40% на каждые 10о поворота рукояти. Это показывает высокую регулирующую способность вентильных головок, снабженных плоскими керамическими запорными парами с плавно изменяющимся сечением проходного отверстия. Линейное изменение расхода воды в зависимости от степени открытия крана позволяет потребителю значительно быстрее устанавливать необходимый расход воды с желаемой температурой.
23 45 68 90 113 135 158 180 Поворот рукояти, град.
Рис. 3. Изменение расхода воды через водоразборную арматуру с плоской керамической запорной парой типа «полукруг»: 1 - 0,05 МПа; 2 - 0,3 МПа; 3 - 0,5 МПа; 4 -
42
www.rifsm.ru
3'2010
щи
I
600 500 I 400 Ü 300
О
g 200
О са
100
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Поворот рукояти, град.
Рис. 4. Изменение расхода воды в зависимости от степени открытия проходного отверстия плоской запорной пары при различных давлениях
Экспериментальная проверка водосберегающей способности указанной арматуры в эксплуатационных условиях показала их высокую эффективность. Для домохозяйства из трех человек снижение водопотребления составляет 12-15% в месяц при прочих равных условиях по сравнению с вентильными головками, имеющими запорную пару с отверстием в виде полукруга.
Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:
1. При наличии приборного учета квартирного типа и оплаты водопроводной воды и услуг водоотведения в соответствии с показаниями счетчиков величина удельного суточного водопотребления в домохозяйствах с одинаковой заселенностью квартир представляет собой результат случайного процесса и формируется под
влиянием потребностей в водном комфорте, понимаемых каждым потребителем и домохозяйством индивидуально.
2. Вентильные головки поршневого типа морально устарели и характеризуются низкой регулирующей способностью. В этой связи их применение в системах внутренних водопроводов жилых зданий представляется нецелесообразным.
3. Вентильные головки с керамическим затвором характеризуются высокой эксплуатационной надежностью, работают практически без утечек воды. В то же время указанные приборы с проходным отверстием в виде полукруга имеют низкую регулирующую характеристику, что приводит к непроизводительным расходам воды в процессе использования смесительной арматуры.
4. Вентильные головки с плавно изменяющимся сечением проходного отверстия обеспечивают практически линейное изменение расхода воды в зависимости от степени открытия крана, что способствует снижению непроизводительных расходов воды и снижению ее потерь при водопо-треблении.
Список литературы
1. Поршнев В.Н., Масалов Е.В., Новикова Л.В. Организация учета водопотребления в Москве // Водоснабжение и сан. техника. 2007. № 9, ч. 1. С. 41-47.
2. Пат. №2003107948 РФ. Вентильная головка / Храмен-ков С.В., Подковыров В.П., Чешля Р.Р., Чупраков Ю.И. 20.12.2004. Бюл. № 35.
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ЦЕНТР ПРОЕКТНОЙ ПРОДУКЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ»
(ОАО ЦПП)
ОСУЩЕСТВЛЯЕТ
ведение Федерального фонда нормативной, методической, типовой проектной документации и других изданий для строительства, архитектуры и эксплуатации зданий и сооружений.
ИЗДАЕТ И РАСПРОСТРАНЯЕТ
II:
□ федеральные нормативные документы (СНиП, ГСН, ГЭСН, ФЕР, ГОСТ, ГОСТ Р, СП, СН, РДС, НПБ, СанПиН, ГН) — официальные издания
□ справочно-информационные издания о нормативной, методической и типовой проектной документации (Информационный бюллетень, Перечни НМД и ТПД и др.)
RSë™
ш
□ методические документы и другие издания по строительству {рекомендации, инструкции, указания)
□ типовую проектную документацию (ТПД) жилых и общественных зданий, предприятий, зданий и сооружений промышленности, сельского хозяйства, электроэнергетики, транспорта, связи, складского хозяйства и санитарной техники
ОАО ЦПП осуществляет сертификацию проектной документации на строительные конструкции и объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений. Центр аккредитован в качестве Органа по сертификации в Системе ГОСТ Р {ОС «ГУП ЦПП» — аттестат аккредитации N5 РОСС Ри.0001,11СР48).
ТЕЛЕФОНЫ ДЛЯ СПРАВОК
Общероссийский строительный каталог (тематические каталоги, перечни, указатели)
проекты коттеджей, садовых домов, бань, хоз-п о строек, теплиц
Ml
Г1
ОТДЕЛ ЗАКАЗОВ И РЕАЛИЗАЦИИ (495)482-4294 ОТДЕЛ ФОНДА ДОКУМЕНТАЦИИ (495)482-4112
ПРОЕКТНЫЙ КАБИНЕТ (495)482-4297 ОТДЕЛ СЕРТИФИКАЦИИ [495)482-0778
ФАКС; [495)482-4265
Наш адрес: 127238, Москва, Дмитровское шоссе, 46, корп. 2
