Rodzaje i zadania sieci wodociągowych

1. 1
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Źródło: http://pl.fotolia.com/
KURS Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
MODUŁ Rodzaje i zadania sieci wodociągowych

2. 2
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
4 Rodzaje i zadania sieci wodociągowych
4.1 Układy i wyposażenie sieci wodociągowej1
4.1.1 Przewody sieci wodociągowej
Sieć wodociągowa to zespół przewodów i urządzeń, których zadaniem jest
rozprowadzenie wody po obszarze miasta, osiedla lub zakładu przemysłowego.
Sieć wodociągowa przeznaczana jest na różne potrzeby, głównie gospodarcze.
Składa się z następujących rodzajów przewodów:
 przewody tranzytowe – ich zadaniem jest doprowadzenie wody z ujęcia lub stacji
uzdatniania do początku magistrali miejskiej;
 przewody magistralne – ich zadaniem jest doprowadzenie wody do poszczególnych
dzielnic miasta i zakładów przemysłowych. Na ogół do przewodów magistralnych
zalicza się przewody od Φ300 mm. Przewody te służą do zasilania przewodów
rozdzielczych;
 przewody rozdzielcze – ich średnica nie powinna być mniejsza od Φ100 mm
w miastach i osiedlach oraz Φ80 mm w wodociągach wiejskich. Przewody
rozdzielcze układa się wzdłuż większości ulic. Z nich odbiorcy pobierają wodę przez
połączenia domowe;
 połączenie domowe (przyłącze).
Przewód magistralny umieszcza się przeważnie wzdłuż głównych ulic miasta
i grzbietów nierówności terenowych, co pozwala uzyskać równomierne ciśnienie.
Połączenie wodociągowe – jest to odcinek przewodu łączący sieć wodociągową
lub lokalne źródło wody z instalacją w budynku. Połączenie wodociągowe powinno być
ułożone z 3% spadkiem w kierunku przewodu wodociągowego i zagłębione poniżej
głębokości przemarzania gruntu (1,5 – 1,7 m). Przewody przechodzące przez ściany
zewnętrzne budynku należy układać w rurze ochronnej (rysunek 4.1). Zakończeniem
połączenia wodociągowego jest zestaw wodomierzowy. Zarówno połączenie
wodociągowe, jak i zestaw wodomierzowy są własnością dostawcy wody.
1 Popek M., Wapińska B., O instalacjach sanitarnych najkrócej, WSiP, Warszawa 2001

3. 3
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Schemat połączenia wodociągowego z instalacją domową
Rysunek 4.1 Schemat połączenia wodociągowego z instalacją domową
Źródło: Popek M., Wapińska B., O instalacjach sanitarnych najkrócej, WSiP, Warszawa 2001
Oznaczenia do rysunku 4.1:
l – przewód uliczny,
2 – opaska z siodełkiem,
3 – kurek nawiertny,
4 – zasuwa domowa,
5 – podejście wodomierzowe,
6 – wodomierz,
7 – obejście przeciwporażeniowe z płaskownika,
8 – przewód rozdzielczy (poziom),
9 – przewody pionowe (piony),
10 – odgałęzienie,
11 – punkty czerpania.
4.1.2 Układy sieci wodociągowej
Aby zapoznać się ze szczegółowymi informacjami dotyczącymi tej części
treści, przejdź do prezentacji pt. „Układy sieci wodociągowej”.

4. 4
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Podstawą układu sieci wodociągowej jest sieć przewodów magistralnych,
która stanowi szkielet projektowanej sieci wodociągowej. Na etapie projektowania
istotne jest ustalenie przewodów magistralnych i rozdzielczych. Rozróżnia się trzy
główne rodzaje sieci wodociągowej:
 układ rozgałęziony, tzw. promienisty;
 układ pierścieniowy, tzw. obwodowy;
 układ mieszany.
System promienisty odznacza się tym, że przewód magistralny o dużej średnicy
dzieli się na przewody o średnicach stopniowo zmniejszających się i ślepo
zakończonych. System ten ma wiele wad, z których najważniejsza to konieczność
wyłączenia wody dla całej dzielnicy czy całego osiedla w przypadku uszkodzenia
jednego z początkowych odcinków sieci. Charakteryzuje się dużo większą zawodnością
w dostawie wody. Zasilenie tylko z jednej strony może być niebezpieczne ze względów
przeciwpożarowych w godzinach największego zużycia wody. Sieci rozdzielcze
stosuje się w ograniczonym zakresie m.in. dla dostawy wody do oddzielnych,
oddalonych od siebie obiektów, w niektórych zakładach przemysłowych, w małych
jednostkach osadniczych, w wodociągach tymczasowych na budowie lub w małych
wodociągach komunalnych. Układ promienisty może stanowić również etap przejściowy
do budowy układu pierścieniowego. Sieć promienista jest z reguły tańsza w budowie
i eksploatacji niż sieć pierścieniowa.
Rysunek 4.2 Schemat układu sieci promienistej
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm
Oznaczenia do rysunku 4.2:
1 – przewody tranzytowe,
2 – przewody magistralne,
3 – przewody rozdzielcze.

5. 5
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
System pierścieniowy składa się z przewodów magistralnych i rozdzielczych,
których sposób połączenia umożliwia dopływ wody do każdego miejsca z dwóch stron.
Gwarantuje on dużą niezawodność w dostawie wody oraz – większą niż w przypadku
sieci rozgałęzionej – stabilność ciśnienia. W przypadku uszkodzenia odcinka sieci woda
dopływa w sieci z innych kierunków. Również względy pożarowe przemawiają
za układem pierścieniowym. W dodatku lepiej znosi on uderzenia hydrauliczne
przy gwałtownym zatrzymaniu przepływu wody. Wadą sieci pierścieniowej jest to, że
jest dłuższa i kosztowniejsza od promienistej.
Rysunek 4.3 Schemat układu obwodowego
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm
Oznaczenia do rysunku 4.3:
1 – przewody tranzytowe,
2 – przewody magistralne,
3 – przewody rozdzielcze.
Sieć mieszana jest najczęściej spotykanym układem. Polega na objęciu
pierścieniami możliwie największego obszaru jednostki osadniczej przy jednoczesnym
zasilaniu pojedynczymi odcinkami przewodów jedynie najdalszych rejonów tej
jednostki.
Sieci wodociągowe w miastach układa się z reguły w systemie pierścieniowym.
System promienisty najczęściej spotyka się w zakładach przemysłowych i małych
sieciach wodociągowych. Na terenach zakładów przemysłowych układa się niekiedy
kilka niezależnych sieci wodociągowych, np. wody pitnej, technologicznej, chłodniczej
i przeciwpożarowej. Wykonanie oddzielnych sieci jest niezbędne ze względu na różne
wymagania stawiane poszczególnym rodzajom wody.

6. 6
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Rysunek 4.4 Schemat układu mieszanego
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm
Oznaczenia do rysunku 4.4:
1 – przewód tranzytowy,
2 – przewody magistralne,
3 – przewody rozdzielcze.
4.1.3 Przykładowe schematy sieci wodociągowej2
Sieć wodociągowa należy do jednego z najważniejszych i najkosztowniejszych
elementów systemu wodociągowego. Dobrze zaprojektowana decyduje o kosztach
eksploatacji systemu wodociągowego. Projektując sieć, należy dążyć do zapewnienia
dostawy wody w wymaganej ilości, odpowiedniej jakości oraz pod pożądanym
ciśnieniem dla wszystkich użytkowników objętych działaniem wodociągu.
Niezawodność dostawy wody, możliwie najniższy koszt budowy i eksploatacji
oraz trwałość wodociągu to podstawowe wymagania, które należy spełnić
przy wykonywaniu sieci wodociągowej.
Spełnienie powyższych wymagań można osiągnąć poprzez:
 właściwy wybór układu sieci przewodów;
 odpowiedni dobór materiałów, rur i ich połączeń;
 właściwe zwymiarowanie przewodów (dobór średnic, prędkości i określenie strat
ciśnienia);
 odpowiedni dobór uzbrojenia sieci;
 zapewnienie dobrej jakości wykonania sieci;
 właściwą eksploatację, która obejmuje naprawy awaryjne, przeglądy i konserwacje,
remonty sieci, sygnalizacje i sterowanie pracą sieci.
2 http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm

7. 7
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
4.2 Uzbrojenie sieci wodociągowej3
Prawidłowe działanie i eksploatacja przewodów wodociągowych są zapewnione
przez uzbrojenie sieci. Uzbrojenie sieci można podzielić na następujące grupy:
 regulujące przepływ wody – zasuwy: kielichowe, kołnierzowe, klapy zwrotne
(rysunek 4.5), spusty (odwodnienia).
Zasuwy służą do otwierania i zamykania przepływu wody w rurociągu. Można
stosować zasuwy kołnierzowe w pompowniach i zbiornikach lub kielichowe
w rurociągach podziemnych. Zasuwy o średnicach powyżej 500 mm umieszcza się
w studzienkach. Montuje się je w węzłach na dłuższych odcinkach magistrali co 500 –
700 m oraz na przewodzie rozdzielczym przy oddzieleniu go od przewodu
magistralnego. Odnalezienie zasuwy w terenie jest możliwe za pomocą tabliczki
orientacyjnej.
Przykład zasuwy
Rysunek 4.5 Zasuwa nożowa dwustronnie szczelna
Źródło: http://www.saga.info.pl/files/fotob/product-1227.jpg
3 Hoffmann Z. Lisicki K., Instalacje budowlane, WSIP, Warszawa

8. 8
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
W miejscach, w których trzeba zapewnić jednokierunkowy przepływ wody,
montuje się klapy zwrotne. Umieszczane są one w pompowniach, na rurociągach
tłocznych i na przewodach wodociągowych przed wodomierzem sieciowym.
Przykład zaworu zwrotnego
Rysunek 4.6 Zawór zwrotny klapowy kołnierzowy
Źródło: http://static.medium.opole.pl/towar-zdjecie/694/link.jpeg
Rysunek 4.7 Zawór zwrotny grzybkowy kołnierzowy
Źródło: http://www.saga.info.pl/files/fotob/product-467.jpg

9. 9
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
 czerpalne – zdroje uliczne, hydranty pożarowe (nadziemne, podziemne).
Na obszarach, gdzie w budynkach nie ma instalacji wodociągowej, ustawia się
zdroje uliczne na przewodach rozdzielczych sieci wodociągowej (rysunek 4.8). Kolumna
zdroju montowana jest w studzience, w której umieszcza się zasuwę i wodomierz.
Przykład zdroju ulicznego
Rysunek 4.8 Zdrój uliczny standardowy, przyłącze gwintowane
Źródło: http://www.akwa.com.pl/images/oferta/oferta-hydranty-zdroj-uliczny-pn10-main.jpg
Na przewodach sieci wodociągowych instalowane są hydranty. Do celów
przeciwpożarowych służą hydranty nadziemne (rysunek 4.9) i podziemne (rysunek
4.10). Hydrat powinien być ustawiony na kolanie ze stopką, na podmurówce z cegły,
do którego za pomocą kołnierza przyłączony jest korpus hydrantu. W jego dolnej części
znajduje się zawór zamykający/otwierający przepływ wody. W górnej części hydrant ma
zakończenie typu momentalnego do podłączania rury stojakowej, za pomocą której
możemy podłączyć wąż przeciwpożarowy. Hydrant podziemny osłonięty jest żeliwną
skrzynką, umożliwiającą dostęp do niego. Górna część znajduje się na poziomie terenu.

10. 10
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Przykład hydrantu pożarowego
Rysunek 4.9 Hydrant nadziemny kołnierzowy
Źródło: http://www.norson.pl/upload/pics/hydrantn.jpg
Rysunek 4.10 Hydrant podziemny z pojedynczym zamknięciem
Źródło: http://www.centrumwodomierzy.pl/images/products/originals/zetkama_hydrant_p_dn80.jpg

11. 11
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Hydranty nadziemne mają taką samą konstrukcję jak podziemne,
ale w hydrantach nadziemnych cały żeliwny korpus hydrantu znajduje się ponad
powierzchnią terenu. Uruchomienie następuje poprzez obrócenie czapki połączeniowej
z przedłużonym wrzecionem. Zarówno hydranty nadziemne, jak i podziemne
produkowane są do połączeń średnicy DN 50, 80, 100 mm. Hydranty można także
wykorzystać jako źródło wody dla celów budowy.
 zabezpieczające – odpowietrzniki, napowietrzniki (rysunek 4.11), kompensatory,
zawory redukcyjne, zawory bezpieczeństwa.
Przykład zaworu odpowietrzającego i napowietrzającego
Rysunek 4.11 Zawór odpowietrzający i napowietrzajacy
Źródło: http://www.emet-impex.com.pl/jafar/gfx/zawor_od_i_napowietrzajacy_7010_jafar.jpg
W celu zabezpieczenia sieci wodociągowej przed powstawaniem korków
powietrznych w miejscach najwyżej położonych montowane są odpowietrzniki, które
umieszcza się na przewodach magistralnych w studzienkach betonowych
lub murowanych. Zawór odpowietrzający może również być stosowany do
napowietrzania rurociągu. Zawory napowietrzające stosowane są w celu szybkiego
napowietrzenia przewodu wodociągowego w czasie opróżniania go z wody, aby
zabezpieczyć przewód przed powstaniem w nim podciśnienia.

12. 12
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Zawory redukcyjne stosowane są na przewodach wodociągowych w miejscach
granicznych między strefą wysokiego i niskiego ciśnienia w celu utrzymania jego
wartości w granicach określonych za dopuszczalne. Natomiast zawory bezpieczeństwa
chronią przewody przed powstaniem w nich nadmiernego ciśnienia i montowane są
m.in. na przewodach transportujących wodę z pompowni.
Przewody wodociągowe magistralne narażone są na powstawanie naprężeń
rozrywających w ścianach rurociągu (wywołanych zjawiskiem uderzenia
hydraulicznego), których wartość jest większa od wartości krytycznej. Przewody
powinny być wyposażone w odpowiednie urządzenia techniczne, które spowodują
stłumienie uderzenia hydraulicznego, czyli nie dopuszczą do osiągnięcia ciśnienia
krytycznego, wywołującego naprężenia krytyczne. Doboru odpowiedniego typu
urządzeń tłumiących uderzenia hydrauliczne należy dokonywać indywidualnie,
po przeprowadzeniu analizy występowania uderzenia hydraulicznych, określeniu jego
wielkości oraz opracowaniu odpowiedniej metody tłumienia skutków uderzenia
hydraulicznego. Kompensatory służą do tłumienia drgań, redukcji hałasu
oraz niewielkiej kompensacji długości. Stosowane są do podłączania do rurociągu pomp
i innych urządzeń wywołujących drgania.
 kontrolno-pomiarowe – wodomierze, manometry;
Wodomierze to przyrządy służące do pomiaru i rejestracji objętości wody
przepływającej w instalacji. Można wyróżnić wodomierze silnikowe, manometryczne,
sprzężone i upustowe.
W zależności od zasady działania wodomierze można podzielić na:
− silnikowe – w których przepływająca woda napędza bezpośrednio ruchomy
element (np. tłok, wirnik, tarczę itp.),
− wirnikowe – w których element ruchomy w postaci wirnika turbinowego
lub śrubowego wprawiany jest w ruch bezpośrednio prędkością
przepływającej wody,
− skrzydełkowe,
− śrubowe,
− objętościowe – w których komory o znanej objętości są napełniane
i opróżniane wodą przepływającą przed wodomierz za pośrednictwem
specjalnego mechanizmu (np. tłoka),
− wodomierze zwężkowe (manometryczne) i przepływomierze (rzadziej
stosowane konstrukcje).

13. 13
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Przykład wodomierza
Rysunek 4.12 Wodomierz skrzydełkowy jednostrumieniowy
Źródło: http://www.centrumwodomierzy.pl/images/products/originals/powogaz_jssnplus.jpg
Wodomierze skrzydełkowe produkowane są dla średnic przewodów od DN 15 –
40 mm i mogą mieć wykonanie np.:
− JS – jednostrumieniowe suchobieżne,
− WS – wielostrumieniowe suchobieżne.
Wodomierze śrubowe produkowane są dla średnic przewodów DN 50 – 500 mm
i mogą mieć wykonanie np.:
− MW – z poziomą osią wirnika,
− MP – z pionową osią wirnika.
Wodomierze do pomiaru wody zimnej mają kolor niebieski (maksymalna
temperatura wody to 50°C), do pomiaru wody gorącej – kolor czerwony (maksymalna
temperatura wody to 90°C).
4.3 Systemy rozprowadzenia wody w sieciach
System zaopatrzenia w wodę to układ współdziałających elementów.
Ich zadaniem jest zaopatrzenie w wodę odbiorców. W tym systemie wyróżnić można
następujące elementy:
 ujęcia wody;
 pompownie I stopnia (przepompowanie z ujęcia do stacji uzdatniania);
 zakłady uzdatniania wody (stacje uzdatniania wody);

14. 14
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
 zbiorniki wody czystej uzdatnionej;
 pompownie II stopnia (przepompowanie ze zbiornika do sieci);
 zbiorniki wyrównawcze sieciowe;
 sieci przewodów wodociągowych.
Najprostszy schemat układu wodociągowego przedstawia rysunek 4.13.
W układzie ujęcie wody – stacja uzdatniania wody – przepompownia wody – sieć
wodociągowa – zbiornik wyrównawczy.
Schemat ogólny wodociągu
Rysunek 4.13 Schemat ogólny wodociągu
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm
Można wyróżnić następujące warianty w zależności od usytuowania zbiornika:
 ze zbiornikiem początkowym – przepływowym lub bocznym (rysunek 4.14);
 ze zbiornikiem końcowym (rysunek 4.15).
Przykład sieci rozdzielczej
Rysunek 4.14 Położenie zbiornika górnego względem ujęcia i sieci rozdzielczej
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm

15. 15
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
Przykład sieci rozdzielczej
Rysunek 4.15 Schemat wodociągu bez stacji uzdatniania wody
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm
Części składowe systemu mogą się zmieniać w zależności od miejscowych
warunków naturalnych, rodzaju potrzeb odbiorców oraz czynników ekonomicznych.
Pod względem współpracy części składowych wodociągu i systemów hydraulicznych
wyróżnia się:
 system grawitacyjny (rysunek 4.16);
 system pompowy;
 system mieszany;
 system jednostrefowy i wielostrefowy (rysunek 4.17);
 system z jednym źródłem zasilania lub z wieloma źródłami zasilania.
Przykład sieci grawitacyjnej
Rysunek 4.16 Schemat wodociągu grawitacyjnego
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm

16. 16
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
4.3.1 Strefowanie sieci wodociągowej
Strefowanie sieci wykonuje się w przypadku terenu, w którym występują bardzo
duże różnice wysokości.
Standardowe ciśnienie w sieci wynosi 3÷4 barów (30÷40 m słupa wody).
Wystarcza ono na pokrycie zapotrzebowania przy zabudowie 5 kondygnacji.
Maksymalne ciśnienie sieci wodociągowej nie powinno przekraczać 5÷6 barów
(50÷60 m słupa wody).
Rysunek 4.17 Podział wodociągu na strefy a) równoległy b) szeregowy
Źródło: http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm
W terenach o powierzchni zróżnicowanej pod względem wysokościowym często
występuje konieczność przekraczania ciśnienia maksymalnego. W takich przypadkach
projektant dzieli miasto na strefy ciśnienia (dolną lub górną). Podział może być
równoległy (rysunek 4.17a) lub szeregowy (rysunek 4.17b). W podziale równoległym ze
wspólnej pompowni prowadzi się osobne przewody do obu stref. Każda ma swój własny
zespół pomp. W podziale szeregowym cała ilość wody tłoczona jest do strefy I
i do pompowni, którą buduje się specjalnie do tłoczenia wody z przewodów I strefy do
II.

17. 17
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
4.4 Literatura
4.4.1 Literatura obowiązkowa
 Heidrich Z., Wodociągi i kanalizacja, cz. 1, WSiP, Warszawa 2008;
 Praca zbiorowa pod redakcją Żuchowicki W., Wodociągi i kanalizacja, Wydawnictwo
Verlag Dashofer, Warszawa 2011.
4.4.2 Literatura uzupełniająca
 Hoffmann Z., Lisicki K., Instalacje budowlane, WSiP, Warszawa 1995;
 Popek M., Wapińska B., O instalacjach sanitarnych najkrócej, WSiP, Warszawa 2001.
4.4.3 Netografia
 http://www.instsani.webd.pl/sieciwod.htm.
4.5 Spis rysunków
Rysunek 4.1 Schemat połączenia wodociągowego z instalacją domową.......................................3
Rysunek 4.2 Schemat kładu sieci promienistej..............................................................................................4
Rysunek 4.3 Schemat układu obwodowego.....................................................................................................5
Rysunek 4.4 Schemat układu mieszanego........................................................................................................6
Rysunek 4.5 Zasuwa nożowa dwustronnie szczelna..................................................................................7
Rysunek 4.6 Zawór zwrotny klapowy kołnierzowy....................................................................................8
Rysunek 4.7 Zawór zwrotny grzybkowy kołnierzowy..............................................................................8
Rysunek 4.8 Zdrój uliczny standardowy przyłącze gwintowane........................................................9
Rysunek 4.9 Hydrant nadziemny kołnierzowy...........................................................................................10
Rysunek 4.10 Hydrant podziemny z pojedynczym zamknięciem ...................................................10
Rysunek 4.11 Zawór odpowietrzający i napowietrzajacy....................................................................11
Rysunek 4.12 Wodomierz skrzydełkowy jednostrumieniowy .........................................................13
Rysunek 4.13 Schemat ogólny wodociągu.....................................................................................................14
Rysunek 4.14 Położenie zbiornika górnego względem ujęcia i sieci rozdzielczej ................14
Rysunek 4.15 Schemat wodociągu bez stacji uzdatniania wody......................................................15
Rysunek 4.16 Schemat wodociągu grawitacyjnego..................................................................................15
Rysunek 4.17 Podział wodociągu na strefy a) równoległy b) szeregowy..................................16
4.6 Spis treści
4 Rodzaje i zadania sieci wodociągowych..................................................................................................2
4.1 Układy i wyposażenie sieci wodociągowej.............................................................................................2
4.1.1 Przewody sieci wodociągowej........................................................................................................................ 2
4.1.2 Układy sieci wodociągowej ............................................................................................................................. 3
4.1.3 Przykładowe schematy sieci wodociągowej............................................................................................... 6
4.2 Uzbrojenie sieci wodociągowej....................................................................................................................7
4.3 Systemy rozprowadzenia wody w sieciach.........................................................................................13
4.3.1 Strefowanie sieci wodociągowej ..................................................................................................................16
4.4 Literatura............................................................................................................................................................17

18. 18
Kurs: Sieci wodociągowe i kanalizacyjne
4.4.1 Literatura obowiązkowa ................................................................................................................................17
4.4.2 Literatura uzupełniająca................................................................................................................................17
4.4.3 Netografia...........................................................................................................................................................17
4.5 Spis rysunków...................................................................................................................................................17