Организация обеспечения строительства энергией и водой. Расчет их потребности

Обеспечение строительства энергией и водой.Производство строительно-монтажных и других работ на строительной площадке требует потребления электроэнергии, горячей и холодной воды, пара и сжатого воздуха.

Наилучшим вариантом питания строительной площадки электроэнергией, водой, газом и паром являются постоянные сети действующих или проектируемых систем. Если проектом строительства предприятия, района застройки предусматривается прокладка сетей энерго-, водо-, газоснабжения, канализации, то эта прокладка осуществляется в подготовительный период к строительству.

Менее приемлемым вариантом является временное обеспечение строительной площадки указанными ресурсами на период строительства объектов. Устройство временных сетей водо-, энергоснабжения и других сетей осуществляется также в подготовительный период к строительству.

Потребная электрическая нагрузка на строительство комплекса объектов в составе ПОС определяется по удельной потребной электрической мощности на 1 или 100 млн р. сметной стоимости строительно-монтажных работ. Удельная мощность определяется на основе данных статистики о фактическом потреблении электроэнергии строительно-монтажными организациями. Она различна и зависит от вида строительства и характера возводимых объектов. В жилищно-гражданском строительстве удельная электрическая мощность составляет от 70 до 205 киловольтампер (кВА) на 1 млн р. сметной стоимости строительно-монтажных работ в ценах 1984 г. Для объектов промышленного назначения этот показатель колеблется от 60 до 400 кВА.

Расчет потребности энергии.Расчетная мощность силового трансформатора М_тр определяется по формуле

М_тр = VmК_р,

где V— годовой объем строительно-монтажных работ, подлежащих выполнению в период наивысшей интенсивности хода работ, млн р.; т— величина удельной электрической мощности, кВА/млн р.; К_р — коэффициент, учитывающий район строительства, длительность зимнего периода и уровень низких температур.

Потребная электрическая нагрузка на строительстве отдельного объекта в ППР рассчитывается по мощности электроприемников (электродвигателей, осветительных приборов, электроподогревающих установок и т.п.) и мощности, потребной на технологические нужды (электропрогрев бетона и др.). Величина мощности трансформатора М_тр определяется по формуле

где 1,1 — коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети; М_м — силовая мощность электродвигателей строительных машин и установок, кВт; М_т — потребная мощность на технологические нужды, кВт; М_о.в — мощность внутренних установленных приборов освещения, вентиляции и кондиционирования воздуха, кВт; М_о.н. — мощность установленных приборов общего и местного наружного освещения, кВт; К₁ К₂, К₃, К₄ — коэффициенты, учитывающие одновременность работы электродвигателей, приборов освещения, вентиляции, выполнения работ, требующих расхода энергии на технологические нужды; cos φ — коэффициент мощности, зависящий от характера потребителей электроэнергии.

Значения коэффициентов, учитывающих одновременность работы электродвигателей и электроприборов, а также параметра cos φ приведены в табл. 1.

Показатели потребной мощности приборов освещения рассчитываются путем умножения освещаемой площади на удельные показатели, приведенные в табл. 2.

На основе рассчитанной мощности производится выбор источников энергоснабжения и подбор трансформатора. Наиболее экономичным и удобным способом удовлетворения потребности в электроэнергии является получение ее от районных сетей высокого напряжения на 6 и 10 кВ. В этом случае в подготовительный период к строительству сооружаются ответвление от районной высоковольтной сети и трансформаторная электроподстанция.

Если строительство или реконструкция объектов осуществляется вблизи от городских квартальных подстанций или от действующего предприятия, то на строительных площадках или объектах устанавливаются электрощитовые, которые подключаются к указанным постоянным электроподстанциям. Разрешение на подключение дают служба главного энергетика предприятия или службы квартальных электросетей в соответствии с рассчитанной потребной электрической мощностью.

Таблица 1- Коэффициенты спроса электроэнергии и мощности

Наименование потребителей электроэнергии	Коэффициент спроса
электроэнергии	мощности (cos φ)
1. Башенные краны 2. Установки электропрогрева 3. Компрессоры, насосы 4. Сварочные трансформаторы 5. Бетонные установки 6. Приборы наружного освещения 7. Приборы внутреннего освещения	0,7 0,5 0,7 0,35 0,5 1,0 0,8	0,5 0,85 0,8 0,4 0,65 1,0 1,0

При отсутствии возможности получения электроэнергии от районных высоковольтных сетей, квартальных электроподстанций и подстанций промышленных предприятий, а также при строительстве в неосвоенных районах применяются временные передвижные электростанции малой и средней мощности (до 100 кВт) и крупные электростанции мощностью до 1000 кВт. Передвижные электростанции в большей степени применяются при строительстве линейных сооружений (магистральных трубопроводов, железных дорог, линий электропередачи), мостов, когда поблизости нет районных высоковольтных электросетей. Запитка источников электропотребления на строительной площадке производится электрическими кабелями и проводами по воздушной разводке.

Таблица 2 - Показатели удельной мощности осветительных приборов

Наименование освещаемых территорий, участков и помещений	Величина освещенности, лк	Удельная мощность, Вт/м2
1. Территория строительства в зоне производства работ		0,4
2. Проходы и проезды (на 1 км):
Главные		5000,0
Второстепенные		2500,0
3. Зона монтажа строительных конструкций и кирпичной кладки		3,0
4. Отделочные работы		15,0
5. Механизированные земляные и бетонные работы		1,0
6. Освещение помещений (служебные, бытовые и др.)		15,0
7. Такелажные работы и места складирования конструкций		2,0

Кроме электроэнергии на строительных площадках возникает потребность и в других видах энергии, в частности в сжатом воздухе при работе с применением пневмоинструмента (перфораторы, бетоноломы, клепальный инструмент и др.), в паре для термообработки бетонных и железобетонных изделий, изготавливаемых непосредственно на объекте. Для временного отопления временных помещений и строящихся зданий и сооружений также необходим теплоноситель.

Расход сжатого воздуха, м³/мин, в целом по крупным стройкам при разработке ПОС определяется ориентировочно по укрупненным нормам на 1 млн. р. сметной стоимости строительно-монтажных работ. По конкретным объектам при разработке ППР этот расход Q_с.в.определяется по нормам расхода при работе соответствующих инструментов по формуле

где q_t — норма расхода сжатого воздуха i-м инструментом, механизмом; n_i — количество применяемых i-х инструментов и механизмов; К_i — коэффициенты, учитывающие одновременность работы механизмов и инструментов, принимаемые равными 1 при количестве инструментов и механизмов от 1 до 2 и 0,6 при количестве инструментов или механизмов от 8 до 10.

Источниками получения сжатого воздуха могут быть передвижные и стационарные компрессорные установки разной производительности. При проведении работ на реконструкции объектов действующих предприятий сжатый воздух может быть получен от их сетей. Подведение воздуха к местам его потребления осуществляется по металлическим трубам, а подключение инструментов к трубопроводу — с помощью гибких резиновых шлангов. Диаметр трубопроводов для подачи сжатого воздуха 4в рассчитывается по формуле

Расчет потребности теплоэнергии.Наиболее распространенным теплоносителем для обогрева помещений является горячая вода.

Таблица 3 - Тепловые характеристики зданий и сооружений

Характер зданий и сооружений	Объем зданий по наружному обмеру, тыс.м3	Удельная тепловая характеристика, qi	Расчетная температура воздуха в помещениях, °С
1. Жилые здания постоянного назначения	2...5	1,6...1,9
2. Временные здания санитарно-бытового назначения	0,5...1; 1...2	3...3,8; 2,3...2,8	16...25
3. Деревообделочные цеха	До 5	3...3,8
4. Механические мастерские	До 5	2,8...3,4	8...10
5. Гаражи	До 3	3...3.8
6. Тепляки строительные	До 0,5	3,8...4,2

Она же используется в душевых установках и умывальных комнатах. При производстве бетонных работ в зимнее время может использоваться горячий пар. Проектирование горячего водо- и пароснабжения начинается с расчета потребности в тепле по отдельным потребителям и по строительной площадке в целом. После этого определяется источник теплоснабжения и проектируются наружные и внутренние сети паропровода и горячего водопровода. Расход тепла, необходимого для отопления временных помещений и временного отопления возводимых зданий и сооружений Q_от, кДж/час, рассчитывается по формуле

где — объем i-го отапливаемого здания по наружному обмеру; q_i — удельная тепловая характеристика i-го здания; а — коэффициент, зависящий от величины расчетной температуры наружного воздуха; t_в и t_н — расчетные температуры соответственно внутреннего в помещениях и наружного воздуха.

Тепловые характеристики зданий и сооружений принимаются по справочным данным, часть которых приведена в табл. 3.

Расход тепла на производственные нужды определяется в каждом конкретном случае исходя из объемов работ, требующих расхода тепла, и расчетных норм его расхода в зависимости от температуры наружного воздуха, характера применяемой технологии производства работ. Для этого существуют соответствующие таблицы и графики.

Общий расход тепла Q_об определяется суммированием его затрат на отопление и производственные нужды с учетом возможных его потерь по формуле

Q_об = (Q_от + Q_п.н.)K₁K₂

где Q_от + Q_п.н — расчетный расход тепла соответственно на отопление и производственно-технологические нужды; К₁ — коэффициент, учитывающий потери тепла в сети, принимаемый ориентировочно равным 1,15; К₂ — коэффициент, предусматривающий добавку тепла на неучтенные потребности.

При строительстве в городских условиях, а также на территориях действующих предприятий в большинстве случаев имеется возможность получения теплоэнергии от существующих теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), центральных котельных. Если проектом строительства крупных предприятий или районов застройки предусматривается строительство котельной, то оно осуществляется в подготовительный период к строительству и в последующем используется в процессе возведения зданий и сооружений. Если указанных возможностей нет, то организуется создание временного источника получения тепла. В качестве источника могут использоваться передвижные котельные установки, старые паровозы и локомобили.

По рассчитанной потребности в теплоэнергии и мощности котельных и других установок, по выработке тепла на строительной площадке определяют потребность в топливе. Она рассчитывается путем деления расчетного количества тепла на теплотворную способность топлива в тех же единицах.

Для подачи тепла к местам его потребления по возможности используют постоянные сети, предусмотренные проектом. Для этого их прокладывают заблаговременно к началу необходимой подачи тепла. Перед сдачей объектов в эксплуатацию использованные сети дополнительно проверяют и при необходимости восстанавливают. В качестве топлива во временных котельных может использоваться не только мазут, каменный уголь, соляровое масло, но и природный газ. В таком случае предусматривают подключение временных котельных к газопроводу, прокладку газопровода.

Расчет потребности воды.Холодная вода на строительных площадках расходуется на производственные (приготовление бетонов и растворов, полив кирпича и др.), хозяйственные (душевые установки, канализованные туалеты, умывальники, питьевые установки) нужды, а также на случай возникновения пожаров.

Общий расчетный часовой расход воды на строительной площадке, л, по которому определяется диаметр временного водопровода, (2_расч принимается равным максимальному из двух следующих значений:

Q_расч = Q_с.п. + Q_с.м.+ Q_х.п

Q_расч = Q_пож

где Q_cn, Q_cm, Q_nx, Q_пож — максимальный часовой расход воды соответственно на строительные процессы, строительные машины и транспорт (мойка и др.), хозяйственные и питьевые нужды, на пожаротушение, л.

Максимальные часовые расходы воды на строительные процессы, строительные машины, хозяйственные и питьевые нужды рассчитываются по формулам

где V_i — объемы выполнения i-x видов строительно-монтажных работ, которые требуют потребления воды, м³; N_j — количество машин, транспортных средств j-го типа (марки), которые требуют расхода воды, ед.; Ч_см — численность рабочих, руководителей и специалистов, работающих в смену на строительной площадке в самый напряженный период, чел.; q_i q_j, q — нормы расхода воды соответственно на единицу объема работ, на одну строительную машину или транспортное средство, на одного человека, принимаемые по справочникам, л; К_i K_j, К — коэффициенты неравномерности потребления воды при производстве строительных работ, мойке и заправке строительных машин и транспортных средств, санитарно-гигиенических процедурах; t — продолжительность смены, ч.

Ниже приведены нормы расхода воды на производственные нужды (средний расход воды) и значения коэффициентов неравномерности потребления воды в течение смены.

Нормы расхода воды в строительстве на производственные нужды, л

Приготовление 1 м3:
бетонной смеси	200...300
цементного раствора	170...210
известкового и сложного раствора	250...300
Гашение извести на 1т	2500...3500
Механизированная промывка 1 м3:
гравия или щебня	750... 1000
Песка	750…1250
Поливка:
кирпича на 1 тыс. шт. в сут	200...250
Бетона на 1 м3 в сут.	200... 250
Штукатурка стен при готовом растворе на 1 м2	2...6
Устройство щебеночной подготовки под полы с поливкой водой на 1 м3	650...700
Заправка и мойка в сут:
на 1 автомобиль	300... 400
на 1 трактор	150...250
на 1 экскаватор с двигателем внутреннего сгорания	5...10
Коэффициенты неравномерности потребления воды в течение смены
производственные расходы	1,6
Подсобные предприятия	1,25
Силовые установки	1,1
Транспортное хозяйство	2,0
Санитарно-бытовые устройства на стройплощадке	2,7

Норма расхода воды на пожаротушение принимается по согласованию с органами пожарного надзора. Обычно эта норма принимается равной 10 л/с при расположении гидрантов через каждые 80 м по трассе водопровода. По данным максимального расчетного расхода воды в смену рассчитывается диаметр водопровода d, мм. Формула расчета имеет следующий вид:

(1)

где Q_расч — расчетный расход воды, л/с; v — скорость движения воды по трубам, принимаемая равной 1,5...2,0 м/с при большом расходе воды и 0,7... 1,2 м/с — при малом.

По полученной согласно формуле (1) величине диаметра трубопровода принимается ближайший больший размер трубы для прокладки временного водопровода. В любом случае по требованиям пожарной безопасности диаметр водопровода не должен быть менее 100 мм.

Водопроводная сеть, если предоставляется возможным, должна быть закольцована, с тем чтобы в случае повреждения трубопровода в каком-либо месте вода могла быть подана с другой стороны. Однако допускается и тупиковая схема подачи воды, или комбинированная, при которой одна часть трубопровода закольцована, а другая часть представляет собой тупиковые ветви.

Источниками водоснабжения могут быть существующие водопроводные коллекторы, артезианские скважины, открытые водоемы. Вода из открытых водоемов используется на производственные нужды и при тушении пожаров. В таких случаях прокладываются раздельные системы водоснабжения — производственная хозяйственно-питьевая.

Для отвода воды со строительной площадки предусматриваете устройство временной канализации. В целях уменьшения сетей временной канализации места мойки строительных машин, транспорта, сброса бытовых стоков желательно располагать как можно ближе к существующей канализационной сети.