Vodohospodářské stavby BS001 Inženýrské sítě. CZ.1.07/2.2.00/ Posílení kvality bakalářského studijního programu Stavební Inženýrství

Transkript

1 Vodohospodářské stavby BS001 Inženýrské sítě CZ.1.07/2.2.00/ Posílení kvality bakalářského studijního programu Stavební Inženýrství

2 Harmonogram přednášek 1. Úvod a základní informace o předmětu, úvod do vodního hospodářství ČR 2. Vodní nádrže, přehrady a využití vodní energie 3. Jezy, odběry vody z vodních toků, vodní cesty a plavba 4. Vodní toky a jejich úprava, hrazení bystřin 5. Základní pojmy a vztahy hydrauliky 6. Základní pojmy a vztahy hydrauliky 7. Základní pojmy a vztahy hydrauliky 8. Hydrologie, koloběh vody v přírodě, hydrologie nádrží 9. Rybníky a účelové nádrže, ochrana před velkými vodami, ochranné hráze 10. Závlahy, odvodnění, ochrana a organizace povodí 11. Inženýrské sítě 12. Zásobování pitnou vodou, doprava a úprava vody, balneotechnika 13. Stokování a čištění odpadních vod

3 Význam a historie inženýrských sítí 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 IS = samostatný inženýrský obor městské inženýrství (řeší problémy urbanizovaného území v celé komplexnosti)

4 TRUBNÍ SÍTĚ Základní rozdělení IS Tepelné sítě Plynovody Vodovody a kanalizace samostatně přednášené VODIČOVÉ SÍTĚ Silové rozvody elektrické energie (silnoproud) Telekomunikační sítě (slaboproud) KOLEKTORY Sdružené vedení více IS

5 Rozdělení IS Umístění podzemní nebo nadzemní Příčný řez trubní nebo vodičové Účel vodohospodářský, energetický, sdělovací Význam 1. až 4. kategorie podle velikosti území, které zásobují: 1. kategorie sítě mezist. až transkontinentálního významu 2. kategorie regionální distribuční sítě 3. kategorie lokální distribuční sítě 4. kategorie přípojky k jednotlivým nemovitostem

6 Kategorie sítí - vodovod ZDROJ 1. kategorie 2. kategorie VDJ Zásobovací řad 3. kategorie 4. kategorie SPOTŘEBIŠTĚ

7 Hierarchie IS IS funkčně nadřazené Sítě, využívané k provozu a řízení ostatních sítí - rozvody elektrické energie (umožňují provozování např. sítí tepelných a některých částí vodohospodářských sítí. Sdělovací sítě Jsou na nejvyšší úrovni v hierarchii sítí

8 Prostorová koordinace inženýrských sítí

9 Prostorová koordinace inženýrských sítí

10 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 Prostorové uspořádání sítí technického vybavení - Prostorová norma

11 ČSN 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

12 Minimální vodorovné vzdálenosti IS

13 Minimální vzájemné odstupy při křížení IS

14 Zájmová pásma IS

15 ČSN Prostorová norma Vztah k vegetaci Sítě nesmí být ukládány pod stromy (kořeny nesmí ohrožovat vedení min. vzdálenost 1m) Vztah ke komunikacím Uložení souběžně s komunikacemi Primárně do přidruženého dopravního prostoru - využití nezpevněných ploch Uložení do komunikace v krajním případě V komunikaci nejčastěji sítě 1. a 2. kategorie při oboustranné zástavbě Pořadí od budovy el, plyn, vodovod, sdělovací kabely, stoky

16 ČSN Prostorová norma Krytí vzdálenost od povrchu terénu po horní hranu konstrukce podzemního vedení (prostor - vyplněný zeminou) Úloha krytí 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.

17 Minimální krytí podzemních IS

18 Minimální krytí podzemních IS

19 Tepelné sítě

20 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 Okrsková kotelna - zdroj tepla pro více budov s přímou dodávkou tepelnými sítěmi a bez předávacích stanic Výtopna - samostatně umístěný zdroj tepla pro obytný soubor s dodávkou tepla tepelnými sítěmi přes předávací stanice

21 Schéma systému CZT Voda měrné teplo 4,2 kj/kg.k horkovod Pára skupenské teplo 2230 kj/kg.k - parovod

22 Tepelné sítě rozvodná síť Primární - dopravuje medium k objektům (předávacím stanicím), přívodní ( C) a vratné potrubí (70 C) - ocel Sekundární - dopravuje medium k objektům spotřebitelů, při CZT+TUV, celkem 4 potrubí PVC, HDPE, ocel Zásobování teplem - uzavřená soustava, přívodní potrubí (do 97 C), vratné (70 C) Zásobování TUV - otevřená soustava, přívodní potrubí (55 C), vratné cirkulační potrubí

23 PLYNOVODY

24 Plynovody topné plyny Směsi plynů Svítiplyn, zemní plyn (TOP), Bioplyn, Propan-butan Svítiplyn vodík výhřevnost N= 15,0 kj.m -3 výbušnost 35% Zemní plyn 80-90% metan - CH4 výhřevnost N= 33,0 kj.m 3 výbušnost 5-15% + záměrný zápach merkaptan

25 Plynovody rozvodná síť nízkotlaké ntl (do 5 kpa) středotlaké stl (5-300 kpa) vysokotlaké vtl (0,3-4,0 MPa) velmi vysoký tlak vvtl (4-10 MPa) plynovod vvtl nesmí vést přes obydlené útvary (min. 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 vzdálenost 75 m

26 Tranzitní soustava ČR

27 Schéma plynárenské soustavy vvtl vtl stl ntl RS vvtl-vtl RS vtl-stl RS stl-ntl I. kategorie II. kategorie II.-III. kategorie III.-IV. kategorie

28 Regulační stanice plynu 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 Nejslabší prvek konstrukce = střecha

29 Potřeba plynu Obyvatelstvo A : m3/rok (pouze pro vaření) B : m3/rok (vaření a příprava TUV) C : m3/rok (vaření, TUV, vytápění)

30 Doprava plynu Dvojstupňový systém Hlavní rozvod stl, prostřednictvím regulační stanice se připojují místní nízkotlaké sítě. Max. hodnota tlaku v regulační stanici 2,1kPa (zemní plyn) Jednostupňový systém Celý rozvod je stl - každý dům má svůj vlastní regulátor Nejmenší dovolená vzdálenost od zástavby stl - 4m ntl - 1m krytí (0,6-1,2) m

31 Materiál plynovodů ocel, HDPE

32 VODIČOVÉ SÍTĚ

33 Vodičové sítě silové rozvody Plný průřezem vedou elektrický proud - tok elektronů, nebo světlo tok fotonů Výroba a distribuce elektrické energie - střídavý proud Přenosové napětí mn - malé napětí do 50 V nn - nízké napětí do 500 V vn - vysoké napětí do 35 kv vvn - velmi vysoké napětí nad 35 kv (do 400 kv)

34 Elektroenergetická soustava Elektrárna tepelné, atomové, vodní, větrné, sluneční Distribuce rozvodny, transformovny, měnírny, vlastní vedení Spotřebiče Soustava nadřazená - mezinárodní síť + rozvod od elektrárny k místu spotřeby (vvn-400kv) přenosová - pro přenos z nadřazené do rozvodné soustavy (vn) rozvodná A) primární (vn - 6,10,22 kv) B) sekundární (nn 220,380V)

35 Nadřazená elektroenergetická soustav ČR

36 Topologie sítí, zabezpečenost dodávky Paprskové Nízkozatížené koncové úseky venkovské zástavby - při přerušení v jednom 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

37 Elektrická vedení Nadzemní - venkovní (v.v.n., v.n. mimo intravilán) Podzemní - v.v.n. (v.n. přednostně intravilán) Z úrovně v.n. jsou zásobeni velkoodběratelé Z distribuční sítě n.n. maloodběratelé (obyvatelstvo)

38 Uložení kabelů

39 KOLEKTORY

40 Výstavba kolektorů Hloubené/Ražené Primární (sítě 1. a 2. kategorie - většinou ražené) Sekundární (sítě 3. kategorie - většinou hloubené) Stavební řešení Monolitické Prefabrikované Zdroj: Pozemní stavby Zakládání staveb, a.s.

41 Konstrukce raženého kolektoru 1. Primární ostění stříkaný beton 2. Sekundární ostění 3. Železobeton 4. Prostý beton 5. Vodotěsná izolace 6. Drén DN 80 odvodnění během stavby 7. Odvodňovací žlábek 8. Kabelový kanálek 9. Stoka 10. Otvor pro čištění kanalizace Zdroj: časopis Stavebnictví

42 Kolektory Brno V současné době Technické sítě Brno, a. s. zajišťují správu a provoz 7775 m ražených primárních kolektorů, 5106 m ražených sekundárních kolektorů a 8426 m hloubených sekundárních kolektorů. Primární kolektory Ražené primární kolektory jsou prováděny klasickou ražbou v hloubce cca 30 m pod povrchem. Nejsou přímo propojeny s uliční sítí. V primárním kolektoru jsou umístěny liniové stavby tranzitních rozvodů a sítí technického vybavení na větší vzdálenosti. Pro hlavní trasy se rozměr ustálil na kruhovém profilu o průměru 5,10 m s rovným dnem o světlé výšce 4,0 m. Sekundární kolektory Ražené sekundární kolektory jsou považovány za distribuční soustavu, která slouží k rozvodu sítí do jednotlivých objektů na povrchu. Jsou raženy v hloubkách cca 5 m pod povrchem a opatřeny nadzemními vstupními nebo ventilačními objekty. Příčný profil je závislý na obsazení inženýrskými sítěmi. V hlavních trasách je velikost 3,0 m x 3,3 m.

43 Kolektory Brno

44 Uložení IS Návrh příčného řezu vychází z rozměrů člověka průchozí prostor - (0,75 x 2,1 m)

45 Uložení IS Kabely VN Teplovod přívodní potrubí Teplovod vratné potrubí Sdělovací kabely Vodovod

46 Nesmí se ukládat některé sítě Uložení IS 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 C Zákaz 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 únikům vody při stavech přetížení stokové sítě

47 Zdroj: časopis Stavebnictví Stavební části kolektoru - přípojka

48 Stavební a funkční části kolektoru Těleso kolektoru Kolektorové komory (uzel na trase kolektoru) Kolektorové šachty (mají zpravidla více funkcí) - vstupní šachta - armaturní šachta - montážní šachta - větrací šachta Kolektorová přípojka (připojení vlastních objektů) Větrací šachty - teplota (5 až 25) C - výměna vzduchu 1x až 2x za hodinu - pokud je v kolektoru plynovod, pak 3 až 5x za hodinu Funkční vybavení kolektoru Osvětlení Větrání - ventilátory Odvádění vody (uniklé ze sítí nebo prosáklé z podzemí) čerpadla a jímky