Vodohospodářské stavby BS01 Inženýrské sítě CZ.1.07/2.2.00/15.0426 Posílení kvality bakalářského studijního programu Stavební Inženýrství
Inženýrské sítě Vznik sídel městského typu vyvolal vznik IS První IS vodohospodářské - přiváděna pitná a užitková voda. První vodovody – Mezopotámie, Blízký východ Potřeba využití vzdálenějších zdrojů Průmyslová revoluce - rozvoj sítí - plynofikace, teplovody, silové rozvody elektrické energie a sítě sdělovací
IS jsou indikátorem technické pokročilosti společnosti
Rozdělení inženýrských sítí Umístění
podzemní a nadzemní
Příčného řezu
trubní
Účelu
a
vodičové
Tepelné sítě Silové rozvody elektrické energie (silnoproud) Plynovody Telekomunikační sítě (slaboproud) Vodovody a kanalizace
vodohospodářské, energetické, sdělovací
Významu – 1. až 4. kategorie IS zhruba podle velikosti území, které zásobují: 1. kategorie – sítě mezistátního až transkontinentálního významu 2. kategorie – regionální distribuční sítě 3. kategorie – lokální distribuční sítě 4. kategorie – přípojky k jednotlivým nemovitostem
Kategorie sítí - vodovod 1. kategorie 2. kategorie
VDJ Zásobovací řad
3. kategorie 4. kategorie
SPOTŘEBIŠTĚ
ZDROJ
PROSTOROVÁ KOORDINACE INŽENÝRSKÝCH SÍTÍ Umisťovat prioritně na veřejném statku (tj. pozemky státu či obce) Nutnost prostorové regulace – hlavní zásady: - přístupnosti sítí pro budoucí havarijní zásahy - dodržení dostatečných odstupů, aby se sítě navzájem negativně neovlivňovaly
ČSN 73 6005 „Prostorové uspořádání sítí technického vybavení“ - Prostorová norma
ČSN 73 6005 „Prostorová norma“ Minimální vzájemné odstupy sítí: - při souběhu (horizontální odstupy) - při křížení (vertikální odstupy) Zájmová pásma podzemních vedení v přidruženém prostoru (část prostoru v příčném řezu místní komunikace není tvořena vozovkou)
Vyhrazené pásmo – pro každý typ sítě Typizované příčné řezy místními komunikacemi
Minimální krytí sítí
ČSN 73 6005 „Prostorová norma“ – Minimální krytí sítí Tepelná izolace (brání namrzání a zvýšeným ztrátám tepla) Ochrana sítě před člověkem (vandalismus, terorismus, sabotáže černé odběry) Chrání člověka před mediem (vysoká teplota, tlak, napětí) Chrání síť před dynamickým namáháním z povrchu (doprava). Sítě ve vozovkách mají vyšší krytí než sítě, uložené mimo vozovku.
Tepelné sítě Sítě CZT – centralizovaného zásobování teplem Soustavy zásobování teplem - soustava tvořená zdroji tepla, tepelnými sítěmi, předávacími stanicemi a vnitřním zařízením Otevřená - odběr tepl. látky odběratelem pro přímé využití Uzavřená - obíhá konst. množství teplonosné látky, předává teplo pro nepřímé využití
Zdroje tepelné energie Okrsková kotelna - zdroj tepla pro více budov s přímou dodávkou tepelnými sítěmi, bez předávacích stanic Výtopna - samostatně umístěný zdroj tepla pro obytný soubor s dodávkou tepla tepelnými sítěmi přes předávací stanice Teplárna – samostatně umístěný zdroj tepla pro městskou část, výroba elektřiny Elektrárna - výroba elektřiny a sekundární zdroj tepla
Schéma systému centralizovaného zásobování teplem Teplotní roztažnost = problém !
Horkovod délky 400 m, T = 100 C L = 0,48m - kompenzátory
Voda – měrné teplo 4,2 kJ/kg.K – horkovod Pára – skupenské teplo 2230 kJ/kg.K - parovod
Plynovody Topné plyny = směsi plynů - svítiplyn, zemný plyn (TOP), bioplyn, propan-butan svítiplyn
- vodík - výhřevnost N= 15.103 kJ.m-3 - výbušnost 35%
zemní plyn - 80-90% metan - CH4 - výhřevnost N= 33.103 kJ.m –3 - výbušnost 5-15% propan
+ záměrný zápach – merkaptan
- výhřevnost N= 46,1.103 kJ.m –3
Plynovody nízkotlaké středotlaké vysokotlaké velmi vysoký tlak plynovod vvtl
ntl stl vtl vvtl
(do 5 kPa) (5 - 300 kPa) (0,3 - 4,0 MPa) (4 - 10 MPa)
- nesmí vést přes obydlené útvary (min. vzdálenost 75 m od obydlené budovy) - nesmí být na mostech - kompresorové stanice (zesilování tlaků) - zásobníky plynu - zpravidla podzemní
plynovod vtl
- do profilu DN 200 na mostech, min. 50m od budovy
Schéma plynárenské soustavy vvtl
vtl
RS vvtlvtl
I. kategorie
stl
RS vtl-stl
II. kategorie
ntl
RS stl-ntl
II.-III. kategorie
III.-IV. kategorie
Materiál plynovodů Ocel (vyhoví i vvtl) - koroze, vnější povrch - povlaky z umělých hmot (PE), tkanina ze skelných vláken, sycených bitumenem. PE (pouze pro tlakové úrovně ntl. a stl.) Tlakové úrovně jsou navzájem propojeny regulačními stanicemi - RS. Směrem ke spotřebiteli tlak klesá. ⇨ regulační stanice - vvtl min. 20m od jiného objektu - vtl, stl min. 10m od jiného objektu - p<0,1MPa 5m od jiného objektu ⇨ regulační stanice plynu – hl. součást - redukční ventil (nebezpečí výbuchu plynu, proto větrání vnitřního prostoru) Nejslabší prvek konstrukce = střecha
VODIČOVÉ SÍTĚ Plný průřez vedou elektrický proud - tok elektronů, nebo světlo – tok fotonů Silové rozvody elektrické energie systém výroby a rozvodu elektrické energie - střídavý proud (zdroj - elektrárny tepelné, atomové, vodní, větrné) přenosové napětí … TRAFOSTANICE, MĚNÍRNY malé napětí do 50 V nízké napětí do 500 V vysoké napětí do 35 kV velmi vysoké napětí nad 35 kV, (do 400 kV)
- mn - nn - vn -vvn
elektroenergetická soustava 1) elektrárny
2) rozvody - rozvodny, transformovny, měnírny, vlastní vedení 3) spotřebiče – 3 stupně a) nadřazená soustava - mezinárodní síť + rozvod od elektrárny k místu spotřeby (vvn-400 kV) b) přenosová soustava - pro přenos z nadřazené do rozvodné
c) rozvodná soustava A) primární (vn - 6,10,22 kV) B) sekundární (nn 220,380V)
soustavy (vn)
zabezpečenost dodávky, topologie silových rozvodů: uspořádat topologii (prostorové, plošné rozmístění ) – aby dodávky byly co nejméně ovlivněna poruchami či haváriemi na
trase Z tohoto hlediska rozlišujeme uspořádání : paprskové: nízko zatížené koncové úseky venkovské zástavby - při přerušení v 1 místě vypadá celá síť z provozu okružní: běžná venkovská a okrajová městská zástavba - vyšší
spotřeba materiálu, vyšší spolehlivost mřížové: městská zástavba - malé ztráty energie, používají se pro zásobování el. energií v městských aglomeracích
KOLEKTORY Sdružené trasy inženýrských sítí, které se stávají samy sítěmi – převážně ve velkých městských aglomeracích – v budovách –technické chodby Výstavba 1) otevření výkopu 2) ražení
Dělení primární (1. a 2. kategorie - většinou ražené) sekundární (většinou 3. kategorie -většinou hloubené)
Stavební řešení
- monolitické - prefabrikované
4 části:
1) těleso kolektoru 2) kolektorové komory (uzel na trase kolektoru) 3) kolektorové šachty (mají zpravidla více funkcí) - vstupní šachta - armaturní šachta - montážní šachta - větrací šachta 4) kolektorová přípojka (připojení vlastních objektů)
Větrací šachty - teplota 5 až 25°C - výměna vzduchu 1 až 2x za hodinu - pokud je v kolektoru plynovod, pak 3 až 5x za hodinu v kolektoru se nesmí ukládat některé sítě : - s nebezpečně vysokými provozními parametry - plynovody vvtl. a vtl. - rozvody elektrické energie pod napětím > 110 kV, parovody s tlaky > 1,6 MPa, a horkovody T > 180 oC
- zakáz ukládat vedení propan-butanu (úniky - vytlačí vzduch) ⇨ nedoporučuje se ukládat do kolektorů stoky: - spád stoky a spád kolektoru (stoka uložena pode dno kolektoru) - musí se zabránit pronikaní stokových plynů a úniků vody při stavech přetížení stokové sítě
Funkční vybavení
umožňuje provozování souboru sítě - stavební část v kolektoru je nutno postarat se o : - osvětlení - větrání - odvádění vody (uniklé ze sítí nebo prosáklé z podzemí) pro tyto účely - instalován : soubor vlastních sítí kolektoru elektrických obvodů světelných a motorických Instalovanými stroji
- ventilátory + čerpadla (přečerpávají vodu akumulovanou ve sběrných jímkách do výše uložené kanalizace)
Signalizační síť a monitoring (snímá a přenáší do velínu tyto parametry): - minimální a maximální teploty - úniky plynu
- stavy hladin ve sběrných jímkách - chod strojů a stavy vstupů (otevřený - zavřený)
