KÖZMŰVEK. Követelmények. Témakörök. DARABOS Péter adjunktus Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

Átírás

1 KÖZMŰVEK DARABOS Péter adjunktus Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék 1/8/1 Követelmények 1/8/2 Az előadások látogatása ajánlott, de nem kötelező! Katalógus 4 alkalommal! Pozitív diszkrimináció! Jegyzet Nyomtatott formában a tanszéken kapható Elektronikusan a tanszéki honlapról letölthető (HEFOP) Az előadások anyaga (PDF) a tanszéki honlapról letölthető > Letöltések > Oktatás > Építő BSc > Közművek 1 tervezési feladat Gyakorlati jegyzet tölthető le a honalapról Gyakorlatokon katalógus minden alkalommal, az aláírás feltétele 70 % - min. 9 alkalom. 2 közbenső és egy végső ellenőrzési pont, min. 80 % (nem teljesítés esetén KD) Az 1. és igény szerint a 2. héten az alapadat beszerzéshez (Civl3D-GE) konzultáció a tanszéki számítógép laborban (16-17 h). 1 ZH a 12. héten a gyakorlaton Szóbeli vizsga Félév végi jegy: 20% ZH, 30% HF 50% szóbeli vizsga Témakörök 1/8/3 Vízi közművek (fókuszban) Ivóvízellátás létesítményei, kialakításuk, tervezésük Csatornarendszerek (szennyvíz és csapadékvíz elvezetés), kialakítása, tervezése Építés (kivitelezés) A működtetés sajátosságai (üzemeltetés) Csőstatika Korrózió Egyéb közművek (röviden) Gázellátás Távhőszolgáltatás Elektromos energia elosztó rendszerek

2 Definíciók Infrastruktúra Azon létesítmények, berendezések és az ezekkel végzett szolgáltatások összessége, amelyek a szervezett emberi társadalom működéséhez szükséges környezetet, feltételeket biztosítják. Az infrastruktúra fejlettségi színvonala meghatározza a termelés minőségét és fejlesztésének lehetőségeit. Közlekedés Közművek 1/8/4 Közművek alatt a településeken élő lakosság és egyéb fogyasztók folyamatosan vagy időszakosan jelentkező szükségleteit kielégítő létesítményeinek összességét, valamint a létesítmények felhasználásával szolgáltató tevékenységet végző szervezeteket értjük. A közművek főbb jellemzői A közművek saját létesítményekkel (termelő telepekkel, hálózattal), vagy vezetéki rendszerekhez kapcsolódva fejtik ki működésüket. A fogyasztás időbeli menetgörbéje alapján: a rendszereket az átlagfogyasztásnál jóval nagyobb kapacitásra kell kiépíteni. Folyamatos rendelkezésre állás: A működőképesség akkor is folyamatosan fenntartandó, ha egy adott pillanatban, vagy hosszabb ideig nem lenne fogyasztás. Bővítés lehetősége (rugalmasság): A közművek létesítésekor megteremtik annak műszaki lehetőségét, hogy a későbbiek során realizálódó igények is kielégíthetők legyenek. Az esetleges meghibásodások, üzemzavarok miatt ugyancsak tartalékok építendők a rendszerekbe. A fogyasztó közvetlen kapcsolatba többnyire csak a hálózattal illetve annak egy részével kerül. Az elosztó hálózat általában közterületen helyezkedik el. Egyes közműszolgáltatások a települések egy részén, vagy egészén monopolisztikus jellegűek. 1/8/5 A közművek csoportosítása 1/8/6 Ágazati besorolás szerint Vízgazdálkodási közművek vízellátás csatornázás Energiaellátási közművek gázellátás villamosenergia-ellátás távhőszolgáltatás Távközlési közművek telefon, KTV-rendszerek Egyéb közműjellegű vezetékrendszerek termékvezetékek (termálvíz-vezetékek) közúti forgalomirányító vezetékek közúti tömegközlekedés vezetékei vasúti közlekedés vezetékei Területi kiterjedés szerint Települési kiterjedésű közművek távhőellátás, tömegközlekedés, közúti forgalomirányítás, KTV-rendszer Regionális kiterjedésű Vízellátás, csatornázás Országos kiterjedésű közművek gázellátás, villamosenergia-ellátás Kontinentális kiterjedésű közművek gázellátás, villamosenergia-ellátás Globális kiterjedésű közművek távközlés

3 Települési vízgazdálkodás 1/8/7 Szabályozott anyagcsere forgalom A víz és a víz által szállított (szennyező) anyagok forgalmának szabályozása Cél: A természet vízháztartásának az emberek szükségleteivel és a természeti környezet megóvásának követelményeivel való összehangolása. A települések vízforgalmát szolgáló műszaki létesítmények A létesítmények működtetésére, fejlesztésére irányuló műszaki, tudományos, gazdasági és igazgatási tevékenységek és szervezetek Települési vízforgalom A vízforgalom folyamatai: Zárt körfolyamat Vízellátó rendszer Szennyvíz elvezető és tisztító rendszer Nyitott rendszer - csapadékvíz elvezetés. A csapadékvíz egy része elpárolog ill. a növényzet felveszi, a fennmaradó rész a felszíni lefolyással vagy a talajvíz mozgásával a felszíni befogadóba vagy mélyebb rétegekbe kerül. A vízforgalom két rendszere egymással szorosan összekapcsolódik. 1/8/8 2. Előadás VÍZELLÁTÁS A vízellátás feladata. A vízellátó rendszer fogalma, felépítése. A vízelosztó rendszerek általános felépítése és fontosabb létesítmény csoportjai. 2/26/1

4 VÍZELLÁTÁS A vízellátás célja: megfelelő mennyiségű, minőségű, és energiatartalmú (nyomású) víz biztosítása A felhasználás céljától függően az egyes jellemzők között nagy eltérések is lehetnek. pl.: a gyógyszeripar, az ivóvíz, vagy a ipari hűtővizek vízminőségi követelményei 2/26/2 VÍZELLÁTÁS Lakosság ivóvízzel való ellátása Ipari üzemek, termelő egységek ellátása a termékek előállításához szükséges minőségű, mennyiségű és nyomású ipari vízzel. Mezőgazdasági üzemek, gazdaságok ellátása öntöző vízzel. 2/26/3 Vízhasználatok Kommunális Lakosság Közintézmények Mezőgazdasági Öntözés Halastavak Ipari Energia termelés Vegyipar Élelmiszer ipar 2/26/4

5 A vízkészlet használat megoszlása Magyarországon 2/26/5 IVÓVÍZELLÁTÁS Az egészséges, emberi fogyasztásra alkalmas víz biztosítása Közegészségügyi veszélyeztetettség minimalizálása 2/26/6 VÍZELLÁTÓ RENDSZER V ízszerzés V íztisztítás F elszín alatti F elszíni F ogyasztók V ízelosztás F ogyasztók Folyamatos üzem az igények időben változnak folyamatosan jelentkeznek Veszélyes üzem A hálózat nyomás alatt van Permanens üzemzavar. 2/26/7

6 Vízbázis Fogalma szűkebb értelemben a vízellátó rendszer vízbeszerző létesítményeinek összessége, tágabb értelemben a vízigényt kielégítő vízkészletet és a készletet magába foglaló természetes képződmény. A vízkészlet részei Statikus vízkészlet az a mennyisége, amely a vizsgált területen a felszínen vagy a felszín alatt állandóan (évtizedekig, esetleg évszázadokig) jelen van, de tömegében nem vesz részt a vízkörforgalomban. Dinamikus vízkészlet a teljes vízkészletnek azon része, amely a hidrológiai körfolyamatban részt vesz, azaz a vízkészlet gazdálkodás szempontjából kezelhető időtartamon belül a vízkörforgalom során megújul, után pótlódik. 2/26/8 Folyamatos kiaknázásra - a vízfogyasztás vízbázisaként - hosszútávon csak a dinamikus vízkészletek vehetők igénybe! VÍZBÁZISOK FAJTÁI Felszín alatti: Szemcsés közegből: Felszín közeli Talajvíz Partiszűrésű Mélységi Rétegvíz Repedezett kőzetből: Karsztvíz Magyarország: főként felszín alatti vízbázisra települtek. A partiszűrésű vízszerzés mintegy átmenetet képez a felszínalatti és felszíni vízszerzés között, mivel ebben az esetben felszíni víz természetes szűréséről van szó. Felszíni: Természetes vizekből - Élőízfolyásból, Tavakból Mesterséges tározókból 2/26/9 Felszíni vízszerzés létesítményei 2/26/10

7 ÉRV ZRt. Hasznos Mihálygerge Lázbérc Köszörűvölgy Csórrét Lázbérc 2/26/11 Felszín alatti vízkészletek Magyarországon 2/26/12 Felszínalatti vízszerzés fontosabb létesítményei Forrásfoglalás 2/26/13

8 Felszínalatti vízszerzés fontosabb létesítményei Galéria 2/26/14 Felszínalatti vízszerzés fontosabb létesítményei Ásott kút (talajvíz) Akna kút (talajvíz) 2/26/15 Felszínalatti vízszerzés fontosabb létesítményei Talajvíz csőkút (szerkezet) Csáposkút 2/26/16

9 Felszínalatti vízszerzés fontosabb létesítményei Mélységi csőkút szerkezet Építési fázisok 2/26/17 Vízelosztó rendszer Fogyasztók Fogyasztás = A tényleges vízvételezés. Vízigény = Amit szeretett volna! (De a csapból csak furcsa hörgő hangok jöttek víz helyett!) Mennyiségi igény A fogyasztási szokásoknak megfelelően időben változó. Minőségi igény... Nyomásigény Ez tulajdonképpen egy energia igény! 2/26/18

10 Vízelosztó rendszer Hálózat A víztermelő, vízkezelő telepek általában a fogyasztóktól távol helyezkednek el, tehát gondoskodni kell a víz szállításáról. A szállítás csővezeték hálózaton történik. Súrlódási veszteségek, energia veszteségek. A csőhálózat nem folytonos és nem zárt! A hálózaton fordul elő a legtöbb hiba, melyet folyamatosan kell elhárítani. A hálózaton végzendő javításokhoz egyes csőszakaszokat üzemen kívül kell tudni helyezni. Tűzoltás. A hálózatot a csővezetékeken kívül számtalan szerelvény, idom, akna, stb. alkotja. 2/26/19 Szabadság híd DN800 Duktil építés 2/26/20 Vízelosztó rendszer Gépházak A fogyasztók nyomásigényének kielégítése érdekében, illetve a szállítás során fellépő súrlódási energiaveszteségek pótlására energia közlés, energia átalakítás. Átemelések, nyomászónák-nyomáshatárok A hálózati üzemi nyomás megengedett értéke a fogyasztói lecsatlakozási pontnál 60 [mvo], az épületen belüli szerelvények berendezések védelmében. Tározás Az egyenletes, folyamatos termelés és a változékony fogyasztás közötti különbséget tározással lehet kiegyenlíteni. 2/26/21

11 Gépházak 2/26/22 2/26/23 2/26/24

12 2/26/25 Rendszer kialakítás A hálózat struktúrája szemponjából Ágas Sugaras Körvezetékes 2/26/26 1. Gépház 2. Főnyomócső 3. Gerincvezeték 4. Elosztó hálózat, elosztó vezetékek Rendszer kialakítás A tározó elhelyezése szempontjából Átfolyásos Súlyponti Ellennyomó 2/26/26

13 3. előadás CSATORNÁZÁS A csatornázás a vízgazdálkodás, ezen belül a települési vízgazdálkodás fontos részterülete. A csatornamű feladata: a településen ill. a hozzá tartozó vízgyűjtőterületen keletkező szenny- és csapadékvizek műszaki, gazdasági és egészségügyi követelményeket kielégítő összegyűjtése, elvezetése, az előírásoknak megfelelő mértékű tisztítása majd elhelyezése. A csatornamű részei: a csapadék- és szennyvizek összegyűjtésére és elvezetésére szolgáló csatornarendszer, és a csapadék- és szennyvizek tisztítását végző tisztítórendszer 3/24/1 CSATORNARENDSZEREK OSZTÁLYOZÁSA A gyűjtés és elvezetés módja szerint egyesítet rendszerű elválasztott rendszerű vegyes rendszerű A csatorna üzeme szerint gravitációs nyomás alatti vákuumos 3/24/2

14 EGYESÍTETT RENDSZER A szenny- és csapadékvizeket ugyanazon gravitációs üzemű rendszerben vezetik el. 3/24/3 Előnyei - a rendszer üzemeltetése a csatornarendszerbeli hidraulikai lefolyási viszonyok miatt egyszerűbb, - az egyetlen vezeték helyigénye kisebb, épületbekötés kedvezőbb, - az egy csatorna nyilvántartása, üzemeltetése, fenntartása egyszerűbb, - a beruházási költség összességében, általában kisebb EGYESÍTETT RENDSZER 3/24/4 Hátrányai - a befogadók keverék szennyvízzel való terhelése miatt nem felel meg a környezetvédelem mai előírásainak, - a szennyvíztisztító telep terhelése kiegyenlítetlen, a csapadékvizek miatt időszakosan jelentősen túlterhelődik, - az elvezetendő nagy vízmennyiségek miatt a rendszerben visszaduzzasztás gyakran előállhat (sík terep, nem megfelelő lejtés), - kedvezőtlen hidraulikai viszonyok létrejötte esetén a lefolyási idő növekedése a szennyvíz "berothadását" (anaerob állapot kialakulását) segíti elő, a feliszapolódás veszélye nő, - a rendszer új területek bekapcsolására, a fedettségi viszonyok változására a korlátozott hidraulikai kapacitás (szelvényméret) miatt kevésbé alkalmas, - a viszonylag nagy átmérőjű gravitációs csatornák közműalagútban általában nem helyezhetők el. EGYESÍTETT RENDSZER 3/24/5

15 ELVÁLASZTOTT RENDSZER A szennyvizet a szennyvízelvezető csatornák, a csapadékvizet a csapadékvíz elvezető csatornák szállítják. Üzemük szerint lehetnek gravitációs rendszerűek nyomás alatti rendszerűek vákuumos rendszerűek 3/24/6 ELVÁLASZTOTT RENDSZER 3/24/7 ELVÁLASZTOTT RENDSZER Előnyei a szennyvíztisztító telep hidraulikai és szennyezőanyag terhelése kiegyenlítettebb (mivel a csapadékvíz nem terheli), gazdaságosabb szelvényméretek alkalmazhatók, a csatornahálózat kialakítása hidraulikai szempontból kedvezőbb (a szennyvízcsatornák nem lesznek túlméretezettek a csapadékvíz miatt, így kisebb a feliszapolódás veszélye), a szennyvízcsatornák közműalagútban is vezethetők, a szennyvíz- és csapadékvíz csatornák helyszínrajzilag általában a bekötési helyekhez közelebb fektethetők, a helyi adottságokhoz jobban képes alkalmazkodni (bővíthető). 3/24/8

16 ELVÁLASZTOTT RENDSZER Hátrányai a szennyvízcsatornák öblítő hatásfokuk fenntartása miatt nagyobb lejtéssel építendők, az átemelés, nyomás alatti csatornaszakaszok beiktatási igénye fokozottabb, a csapadékvíz a befogadóba tisztítatlanul jut (a befogadó szennyeződése azonban csapadékvíz tározó létesítésével mérsékelhető), a kétféle csatorna szűk utcában nehezebben helyezhető el, nyilvántartásuk, üzemeltetésük, fenntartásuk költségesebb és munkaerő igényesebb, a teljes kiépítés beruházási költsége általában nagyobb. 3/24/9 VEGYES RENDSZER A vegyes csatornarendszerek az egyesített és az elválasztott rendszert részterületként, egy rendszeren belül foglalják magukba. Üzemük szerint, akárcsak az elválasztott rendszerek gravitációs rendszerűek nyomás alatti rendszerűek vákuumos rendszerűek 3/24/10 VEGYES RENDSZER 3/24/11

17 Nyomás alatti szennyvíz-csatornarendszer Jellemzők Működtetéséhez külső energiaforrás szükséges. Magassági kötöttségektől mentes a vonalvezetése. A szennyvíz tartózkodási ideje csökken. A szennyvíz a nyomás alatti közcsatorna rendszerbe telken belüli gravitációs gyűjtéssel és házankénti vagy házcsoportonkénti dugulásmentes, aprító előtétes szennyvíz-szivattyúkkal emelhető. A szennyvíz visszaáramlását az átemelő előtti gravitációs gyűjtőcsatornába visszacsapó szelep akadályozza meg. Helyszínrajzi kialakítás Elágazó hálózat Körvezetékes hálózat 3/24/12 Nyomás alatti szennyvíz csatornarendszer 3/24/13 Nyomás alatti szennyvíz-csatornarendszer Pneumatikus átemelő Pneumatikus szívó-nyomó átemelő Búvárszivattyús átemelő 3/24/14

18 Vákuumos szennyvíz-csatornarendszer Vákuumos szennyvíz-csatornarendszer Jellemzők Működtetéséhez külső energiaforrás szükséges Sűrű beépítettségű területen, ahol a gravitációs rendszer létesítése a domborzati és talajviszonyok miatt nem lehetséges Elemei Vákuum központban Gravitációs vezeték Vákuumos szennyvíz szelep Vákuum csatornarendszer A szennyvíz a vákuumcsatornában nem folyamatosan, hanem szennyvízdugók formájában halad. 3/24/15 Vákuumos szennyvíz-csatornarendszer 3/24/16

19 Vákuumos szennyvíz-csatornarendszer Vákuum-szelep 3/24/17 Vákuumos szennyvíz-csatornarendszer 3/24/18 A szennyvíz az épületből gravitációs vezetéken áramlik a vákuumos szennyvíz szelephez, amely a két rendszer közötti kapcsolatot biztosítja. A szelep önműködően nyílik, ha a szelep előtti gravitációs vezetékszakaszban, vagy aknában bizonyos mennyiségű szennyvíz összegyűlt. A szennyvíz a vákuumcsatorna rendszerben csak addig áramlik, amíg a szelep nyitva van. Ezért a szennyvíz szelepen való áteresztése után légköri nyomású levegőt kell a hálózatba juttatni, mely a szelep záródása után a hálózati vákuum mértékének megfelelően kitágul, majd a szennyvízszállítás leáll. A szennyvíz a vákuumcsatornában tehát nem folyamatosan, hanem szennyvízdugók formájában halad. A működés elvi alapja, hogy a vákuum szelep késleltetve zár, így levegő is jut a vezetékbe, amely a vákuum hatására kiterjed és így mozgásba hozza a szennyvíz dugókat. Vakuum szelep működése

20 Vákuumos szennyvíz-csatornarendszer 3/24/19 Forrás: A csatornarendszer műtárgyai a házi csatornahálózat műtárgyai, bekötőcsatorna, helyi szennyvíztisztító műtárgyak (zsírfogó, benzinfogó, olajfogó), útkeresztmetszetben levő műtárgyak, aknák (víznyelő, bukó, surrantó, öblítő, hóledobó, szellőztető akna), csatlakozások, tehermentesítő műtárgyak, szerelvények, csatornazsilip, csatornatolózár, vízhozam mérő, csatornahálózati átemelő, csatornahálózati tározók. 3/24/20 Gravitációs csatorna szelvények 3/24/21

21 Csatorna aknák 3/24/22 Csatorna műtárgyak 3/24/23 Szennyvíz átemelő 3/24/24

22 4. előadás Energiaellátási közművek - gázellátás - villamosenergia-ellátás - távhőellátás 4/20/1 Éghető gázok jellemzői A gáz állapota üzemi, vagy normálállapotú térfogatával jellemezhető V - üzemi térfogat [m3] üzemi hőmérsékleten, nyomáson, vízgőztartalommal Vn - fizikai normáltérfogat [Nm3] 0C-on, 1 bar, száraz állapotban Vgn - gáztechnikai normáltérfogat [gnm3] 15 C-on, 1 bar,vízgőzzel telített állapotban 4/20/2 Éghető gázok jellemzői Fajsúly - 1 Nm3 gáz súlya relatív fajsúly - S - a gáz levgőhöz viszonyított fajsúlya Égéshő - Hf [MJ/Nm3] egységnyi térfogatú gáz tökéletes elégésekor felszabaduló hőmennyiség Fűtőérték - Ha [MJ/Nm3] a vízgőz párolgási hőveszteségével csökkentett égéshő Égési (gyulladási) hőmérséklet 4/20/3

23 Használatos gázok főbb jellemzői Hf (égéshő) S (relatív fajsúly) [kcal/nm3] [MJ/Nm3] [-] min max min max min max Ipari fűtőgáz ,18 6,28 0,80 0,90 Városi gáz ,74 20,92 0,45 0,65 Földgáz ,56 39,75 0,55 0,65 PB gáz ,15 117,15 1,75 1,85 4/20/4 Lakások fajlagos gázigénye Fogyasztás jellege Mértékadó fajlagos gázigény [kcal/ó.lakás] [MJ/ó.lakás] Főzés ,28 Főzés + melegvíz ,47 Teljes ellátás + 1 szoba (fűtés) ,31 Teljes ellátás + 2 szoba (fűtés) ,59 Teljes ellátás + 3 szoba (fűtés) ,05 4/20/5 Gázellátó rendszer nagynyomású 25, 40, 60 bar gázfogadó állomás Gázszállító vezeték (távvezeték) közép nyomás 0,1-3 bar Nyomás csökkentõ kisnyomás mbar Csatlakozó vezeték lakossági fogyasztók közép nyomás 0,1-3 bar Ipar emelt kisnyomás mbar Csatlakozó vezeték lakossági fogyasztók nagyközép nyomás közép nyomás 3-10 bar 0,1-3 bar Ipar 4/20/6 gáztartály - felszini - felszin alatti szolgáltatási terület

24 Gázvezeték hálózat főbb objektumai Gázelosztó hálózat Fogyasztási főelzáró (főcsap) Csatlakozó vezeték Bekötő vezeték A gázátadó állomástól induló és a fogyasztói csatlakozó vezetéig tartó csővezeték rendszer, a hozzá tartozó nyomáscsökkentő és szabályozó berendezésekkel. A telekhatáron, vagy attól legfeljebb egy méteren belül létesített elzáró szerelvény. A fogyasztó telekhatárától a gázmérő főcsapjáig, vagy annak hiányában, a fogyasztói főcsapig terjedő vezeték és tartozékai. A csatlakozó vezeték közterületi része. Fogyasztói nyomásszabályozó A gázelosztóvezetéken érkező gáz nyomását a fogyasztói berendezések üzemeltetéséhez szükséges nyomásra csökkenti, és közel állandó értéken tartja. 4/20/7 Csatlakozási nyomás (kisnyomású hálózat) Gázfajta Névl. csatl. nyomás [mbar] Készülék nyomásszabályozó nélkül Csatlakozási nyomás [mbar] Készülék nyomásszabályozóval Legalább Legfeljebb Legalább Legfeljebb Földgáz /20/8 Villamosenergia ellátás ( ) A villamos energia előállítására, átvitelére és elosztására szolgáló berendezések összességét villamos műveknek nevezzük, ezek együttműködő rendszerét pedig villamosenergia-rendszernek. A villamos energiát az erőművek generátorai állítják elő, és ezt kiterjedt elosztóhálózat szállítja a fogyasztókhoz. A villamos hálózatokkal valósítják meg az erőművek együttműködését, a termelt energia országon belüli elosztását, valamint az egyes országok villamosenergiarendszerei közötti kapcsolatot, azaz együttműködést (kooperációt). 4/20/9

25 Villamosenergia termelés csúcserômû alaperômû nap menetrendtartó block alaperômû hét 4/20/10 A villamosenergia útja a termelőtől a fogyasztóig 4/20/11 Villamoseneregia ellátó rendszer 4/20/12

26 A hálózat részei Alaphálózaton azon hálózatok összességét értjük, amelyek az erőművekben termelt villamos energia összegyűjtésére, az erőművek együttműködésére, valamint az összegyűjtött energiának a nagy fogyasztói súlypontokba szállítására szolgálnak. Ezek a hálózatok alkotják az országos villamosenergia-rendszer gerincét. Nemzetközi kooperációs hálózaton azokat a hálózatokat értjük, amelyek a szomszédos országok alaphálózatait kötik össze. A villamosenergia-import, illetve -export céljára szolgálnak. Főelosztóhálózaton azon hálózatokat értjük, amelyek feladata a villamos energia szállítása az alaphálózati csomópontokból az elosztóhálózat táppontjaiba. Elosztóhálózatnak nevezzük azokat a középfeszültségű (10 35 kv) hálózatokat, amelyek a főelosztóhálózatból táplált transzformátorállomásokat kötik össze a fogyasztói transzformátorállomásokkal vagy a középfeszültségű fogyasztókkal. Fogyasztói elosztóhálózatnak nevezzük azokat a kisfeszültségű hálózatokat, amelyek a fogyasztók közvetlen ellátására szolgálnak. 4/20/13 Jellemző feszültség szintek nemzetközi kooperációs hálózat: 120, 220, 400, 750 kv főelosztóhálózat: 120, 220, 330 kv országos alaphálózat: 330, 400, 750 kv elosztóhálózat: 10, 20, 35 kv ipari üzemek belső elosztóhálózata: 1, 6, 10, 20 kv kisfeszültségű hálózat: 0,4 kv (3 x 400/230 V) törpefeszültségű hálózat: 50 V alatt 4/20/14 Villamosenergia ellátó rendszer 4/20/15

27 MVM csoport ww.mvm.hu Paksi Atomerőmű Zrt. MAVIR Zrt. Átviteli hálózattulajdonos Rendszerirányító OVIT Zrt. Hálózat karbantartás és fejlesztés ERBE ENERGETIKA Zrt. Tervezés mérnökszolgáltatások MVM Trade Zrt. Kereskedő 4/20/16 Erőművek 4/20/17 1. Dunamenti Erőmű 2. Mátrai Erőmű 3. Pécsi Erőmű 4. Tisza II. Hőerőmű 5. Dunaújvárosi Erőmű 6. Oroszlányi Erőmű 7. Budapesti Erőmű 8. Tiszapalkonyai Erőmű 9. Csepel II. Erőmű 10. Ajkai Erőmű 11. Bánhidai Erőmű 12. Borsodi Erőmű 13. Lőrinci Gázturbinás Erőmű 14. Litéri Gázturbinás Erőmű 15. Sajószögedi Gázturbinás Erőmű 16. Inotai Erőmű 17. Tatabányai Erőmű 18. Tiszalöki Vízerőmű 19. Kiskörei Vízerőmű 20. Kesznyéteni Vízerőmű 21. Kulcsi Szélerőmű FF FM fűtőerőmű fűtőmű Távhőellátás FM kooperációs vezeték FM hőközpont primer vezetékek szekunder vezetékek fogyasztói hőközpont hőcserélő fogyasztó tápvíz 4/20/18

28 Távhőellátás Egyedi központi fűtés Tömbfűtés Körzetfűtés Fűtőmű Fűtőerőmű Alacsony nyomású gőzfűtés Forróvíz fűtés Melegvíz fűtés 4/20/19 Távhőellátás 4/20/20 Jogszabályok Tervfajták 7. témakör

29 Jogszabályok 7/xx/ Jogalkotási hierarchia (1987. évi XI. tv. a jogalkotásról) Törvény - Csak az Országgyűlés alkothat Rendelet Kormány és kormány tagjai és az önkormányzatok hozhatnak, a kormány tagjai együttesen is Jelölés pl. 4/1995. (V. 4.) KTM rendelet, Régebben az országos hatáskörű szervek rendelkezést hozhattak, pl. OVH Az állami irányítás egyéb jogi eszközei határozat: kormány, országgyűlés, önkormányzatok utasítás szabvány 1994-től rendeletben kell közzétenni a kötelezően alkalmazandókat. Az EU szabványok honosítása. közlemény jogi iránymutatás Jogszabályok 7/xx/ Közzététel Magyar Közlöny - ami minden állampolgárt érinthet, a többi tárca és önkormányzati közlönyökben Hatály: Nincs visszamenőlegesség! Törvények, rendeletek stb. módosítása kiegészítése Fontos jogszabályok évi LXXVIII. törvény (Étv.) - Az épített környezet alakításáról és védelméről 253/ 1997.(XII.20.) Korm. rendelet (OTÉK) - Az országos településrendezési és építési követelményekről Az engedélyezéshez szükséges az országos rendeletek közül: 45 /1997.(XII.29.) KTM. - Az építészeti-műszaki tervdokumentációk tartalmi követelményeiről 46/1997.(XII.29.) KTM. - Az egyes építményekkel, építési munkákkal és építési tevékenységgekkel kapcsolatos építésügyi hatósági engedélyezési eljárásokról Jogszabályok 85/2000. (XI.8.) FVM rendelet - A telekalakításról évi IV. törvény - Az államigazgatási eljárás általános szabályairól Az engedélyezési fajtától függő további cca. 30 db rendelet ismerete. 7/xx/

30 Tervfajták 7/xx/ Tanulmányterv (csatornázásban általános terv) Az alaptérképek méretaránya 1:4000-1: Szabályozási (Rendezési) tervek tartalmukat miniszteri utasítás szabályozza általános rendezési terv (ÁRT) részletes rendezési terv (RRT) Koncepciótervek (változatok) Megvalósíthatósági tanulmány - Szükség esetén környezeti hatástanulmány (jóváhagyás) Beruházási program gazdasági kérdések vizsgálata - költségbecslés, ütemezésorganizáció Közműhálózatok tervezési elvei, tervfajták Engedélyezési terv a konkrét megvalósítás irányába tett legfontosabb lépés, az összes érdekeltnek jóvá kell hagynia, nagyon bonyolult és időigényes tevékenység Versenyfelhívási dokumentáció Tervezésre, vagy kivitelezésre, általában a kiviteli tervet közelítő kidolgozottsági szint. Kiviteli terv Ez alapján történik az építés. Minden olyan részletet, szakágat tartalmaznia kell, ami a megvalósításhoz elengedhetetlen Szakági tervek, kitűzés, kisajátítás stb. 7/xx/ Tervezés Az igény meghatározás módszerei 8. témakör

31 Az igény meghatározás módszerei A lakosságot, a települést kiszolgáló létesítmények élettartama 10 években mérhető. Ezért ezeket nem a megvalósulás időpontjában várható igényekre tervezzük, hanem úgynevezett távlati (20-30 év) igényekre. A közmű tervezés folyamatának első, és sokszor legtöbb vitát kiváltó lépése az igények meghatározása, prognosztizálása. Egy-egy nagyobb közműfejlesztési beruházás költségeit, ütemezését alapvető módon befolyásolja az igény prognózis. Az egyik legnagyobb gond a prognózis készítése során, hogy a fogyasztási szokásokra a gazdasági-politikai változásoknak is igen jelentős hatása van. A helyzetet csak bonyolítja, hogy a nagyobb közmű létesítmények kivitelezése éppen kiterjedtségük miatt hosszú időt, éveket vesz igénybe. Ezért már a tervezés során az igények kielégítését, illetve a beruházást ütemezni kell. A szabványokban és műszaki irányelvekben rögzített igény mutatókat mindig össze kell vetni az üzemeltetői tapasztalatokkal. 8/xx/ Az igényeket befolyásoló tényezők A lakosszám, korfa (KSH) A lakások száma és felszereltsége Az időjárás Településszerkezet és annak változása Fogyasztói szokások A közmű szolgáltatást a lakosságon kívül az ipari és mezőgazdasági üzemek is igénybe veszik, ezért az igények meghatározását mindhárom fogyasztói körre el kell végezni. Az igény-meghatározás során a feladat az igények időbeli és térbeli megoszlásának meghatározása, a különböző fejlesztési időhorizontokra. 8/xx/ Település ivóvízigénye Lakosság ivóvízigénye Ipar ivóvízigénye Mezőgazdaság vízigénye Közületi fogyasztók vízigénye Tűzoltás vízigénye Közterület fenntartás vízigénye Szolgáltatási veszteségek 8/xx/

32 A lakosság ivóvízigénye Az ellátottság színvonala Közkifolyós módon ellátott fogyasztó, aki a csőhálózatra szerelt közkifolyós vízvételi helytől közúton mérve legfeljebb 150 m távolságra lakik. Félkomfortos módon ellátott az a fogyasztó, akinek ingatlanán egy csapolóhely van. Komfortos módon ellátott az a fogyasztó, akinek lakásán több csapolóhely (fürdőszoba, WC,stb.) van. Összkomfortos módon ellátott fogyasztó az, aki a vízellátáson kívül egyéb rendszeres kommunális szolgáltatásban részesül (melegvíz, központi fütés, gázellátás, stb.) Fajlagos vízigények Félkomfortos lakóépületek [l/fő.d] Komfortos lakóépületek [l/fő.d] Összkomfortos lakóépületek [l/fő.d] 8/xx/ Jellemző lakossági vízigények n átlag Qd i1 n max Q d i i1 N q i i i N q i Átlagos napi vízigény Legnagyobb napi vízigény i Évszakos egyenlőtlenségi tényező. Az éves átlagos és az évente egyszer előforduló legnagyobb vízigény hányadosa. 8/xx/ Évszakos egyenlőtlenségi tényező - β Település jellege Országos és kiemelt felsőfokú központ Felsőfokú és részleges felsőfokú központ Középfokú központ Alsófokú központ Ipari Mezőgazdasági Vegyes Üdülő /xx/

33 További ivóvízigények Mezőgazdaság Ipar Tűzoltás Az Országos Tűzvédelmi Szabályzat szerint (45 (8) pont): "A lakótelep és a létesítmény közös vízellátási rendszere esetén a vízvezetéki hálózatot úgy kell méretezni, hogy az a településen a kommunális átlagos, a létesítménynél pedig a technológiai víz mellett a meghatározott oltóvíz mennyiséget egyidejűleg biztosítsa." Település jellemző vízigényei Átlagos napi vízigény Q d átl Legnagyobb napi vízigény Q d max Legnagyobb órai vízigény Q h Legkisebb napi vízigény Q d min Gázenergia igények A gázenergia igényeket a fogyasztók jellege, a felhasználás célja, valamint a fogyasztók berendezései, készülékei határozzák meg. A fogyasztás jellege szerint megkülönböztetünk Ipari fogyasztókat, akik technológiai gázigénnyel jelentkeznek Háztartási és egyéb fogyasztókat, akik főzési, melegvíz készítési, fűtési gázigénnyel jelentkeznek. A gázellátás tervezése során meg kell állapítani a tervezés alatt álló területre eső valamennyi gázzal ellátandó létesítmény csatlakozó vezetékének (bekötésének) gázigényét. m V e i1 n i v i Ahol V - a gázigény a csatlakozó vezetéknél n i - a betervezett gázkészülékek száma e - egyidejűségi tényező v i - a gázkészülék fajta névleges gázfogyasztása 8/xx/ Gázenergia igények q vi H max i a illetve qi vi H a ahol q i max - a gázkészülék felső hőterhelési határa [kj/h] q i - a gázkészülék adott hőterhelése [kj/h] H a - a gáz fűtőértéke [kj/m 3 ] 8/xx/

34 Lakossági gázigény A háztartások gázigénye a 8/xx/ konyhai V k fürdőszobai V f fűtési V fűt Az előkészítő tervezés során figyelembe veendő átlagos egyidejű hőigények (q k és q k+f ) egyedi beépítésű területeken : Konyhai kj/h Konyhai és fürdőszobai kj/h Többszintes épületekből álló nagy lakótelepek esetében: Konyhai kj/h Konyhai és fürdőszobai kj/h Az épület bekötésének hőterhelése: qk Vk n H a V k f q n H k f a Fűtés gázigénye V fűt = 0.7 Sz 0.73 m 3 /h (Földgáz tüzelés esetén) Sz szobaszám Többszintes lakóépületek központi gázfűtés esetében a gázigény q H = kj/h/lakás A távfűtés gázigénye Az előkészítő tervezési fázisban a távfűtés gázigényét a távfűtéssel és használati melegvízzel ellátott lakások száma (N) és a lakások fajlagos hőigénye (q ft ) alapján számítjuk Kiviteli tervek készítésekor pedig a fűtőműbe beépített gázberendezések együttes gázterhelése alapján 1.0 egyidejűségi tényező figyelembevételével számított gázigényt kell figyelembe venni. 8/xx/ A gázigény területi megoszlása A gázigényeket létesítményenként, épületenként (csatlakozásonként) állapítjuk meg, és ezt a település, vagy település rész helyszínrajzán fel kell tüntetni. Mivel a gázelosztó hálózat egyes szakaszait a kapcsolódó, csatlakozó vezetékek (bekötések) várható egyidejű maximális terhelésére méretezzük, a csatlakozó vezetékekre meghatározott gázigényeket hálózati szakaszonként kell összegezni és a hálózat csomópontjaira átszámítani. 8/xx/

35 Csatorna terhelés meghatározása A települési vízelvezető rendszerekben nem csak az ivóvízhasználat során keletkezett hulladékot, az ún. szennyvizet kell a településről elvezetnünk, hanem ugyanazon, vagy külön hálózatban a település vízgyűjtőjén lehullott csapadékból származó vizeket is. A két féle csatornahálózatot terhelő anyagáram jellemzőit tekintve lényegesen eltér egymástól, ezért a belőlük számítható terheléseket külön tárgyaljuk. A külön történő tárgyalás műszakilag is teljesen indokolt, hiszen a terhelési idősorok korrekt szuperpozíciója megengedett. 8/xx/ Szennyvíz terhelés meghatározása Amennyiben a vízigények rendelkezésre állnak, akkor a vízellátásnál meghatározott Q dmax kommunális jellegű vízfogyasztás mintegy % vehető figyelembe mértékadó szennyvíz terhelésként az egyes fogyasztási körzetekben. Az elvezetendő szennyvízhozamot az infiltrációs (beszivárgási) és a szabálytalan bekötésekből származó többlet víz-, ill. szennyvízhozamokkal együtt kel figyelembe venni. A beszivárgási (infiltrációs) vízhozam (Q i [m 3 /d.km]) a csatorna anyagának, a csatorna átmérőjének és a talajvízszint csatorna záradék feletti magasságának függvényében állapítható meg A szabálytalan bekötésekből eredő többlet terhelést (Q b ) az elválasztott rendszerű szennyvízcsatornák terhelésének meghatározásakor kell figyelembe venni. A szabálytalan bekötésből származó többlet terhelés a napi átlagos kommunális szennyvíz terhelés %-a. 8/xx/ Tervezés Nyomás alatti elosztórendszerek méretezése 9. témakör

36 9.ea Tervezés 9/xx/ A bonyolult elosztórendszerek méretezési eljárásai matematikai modellezésen alapulnak. A hálózatok esetében alkalmazott modellek általában három részből tevődnek össze A hálózat geometriáját leíró TOPOLÓGIAI modell A hálózat viselkedését leíró FIZIKAI-HIDRAULIKAI modell A fogyasztás, vagy terhelés FOGYASZTÁSI v. TERHELÉSI modell A napjainkban alkalmazott modellek az elosztó rendszert gráfként leírt hálózatnak értelmezik, mely gráf éleihez különböző relációkkal, algoritmusokkal fizikai tulajdonságokat rendelnek. Topológiai modell 9/xx/ A hálózat topológiája a hálózat geometriája anélkül, hogy a hálózat fizikai jellegével foglalkoznánk. GRÁFELMÉLET A nyomás alatti csőhálózatok hidraulikai számításaiban a topológiai modell mindig egy összefüggő, irányított gráffal írható le. Az irányított gráf kapcsolatainak leírására használatos az ún. KAPCSOLÁSI MÁTRIX. A kapcsolási mátrix a gráf ágai és csomópontjai közötti összefüggést írja le oly módon, hogy a csomópontoknak a mátrix sorai, míg az ágaknak az egyes oszlopok felelnek meg. A kapcsolási mátrix egyes elemei a 0, +1 vagy -1 értékeket vehetik fel a következők szerint: +1 ha az i-dik csomópont a j-dik ág kezdőcsomópontja -1 ha az i-dik csomópont a j-dik ág végcsomópontja 0 ha az i-dik csomópont és a j-dik ág nem esik össze Topológiai modell KIRCHOFF I. (kontinuitási) törvénye Aq A kapcsolási mátrixból származtathatjuk az ún. hurokmátrixot, melyben a mátrix sorainak a hurkok (gyűrűk), oszlopainak az ágak felelnek meg. a hurokmátrix B(i,j) eleme: +1 ha az i-dik hurok a j-dik ágat tartalmazza, és az ág és a hurok irányítása egyezik, -1 ha az i-dik hurok a j-dik ágat tartalmazza, de irányításuk eltérő, 0 ha az i-dik hurok a j-dik ágat nem tartalmazza. q f KIRCHOFF II. (egyensúlyi) törvénye, (ahol h az ágak nyomásveszteségeinek vektora) B h0 9/xx/

37 Vízellátó rendszerek modellezése A vízellátó rendszer elemeinek fizikai - hidraulikai modellje 2 Vezeték l v h v C Q Q d 2g 8 l 5 d g C 2 Colebrook-White összefüggés: 1 k lg 3.7d Re A derivált: h v 2 C Q 9/xx/ Vízellátó rendszerek modellezése Tározók, kötött nyomású pontok fiktív ág, melynek mentén a nyomásveszteség nem függ a szállított vízhozamtól, fiktív csomópont, a hálózat azon kitüntetett pontja, mely a hasonlító síkban fekszik. A tározók modellezése a fiktív ág, illetve csomópont bevezetésével A tározót egy olyan fiktív ággal modellezzük, melynek kezdő csomópontja a fiktív csomópont és rajta a nyomásveszteség a vízforgalomtól függetlenül éppen annyi, mint az aktuális vízállás hasonlító sík feletti magassága. A fiktív csomópontot kiiktatva a hálózatból, a fiktív ágak a tározókat kötik össze, és rajtuk a nyomásveszteség a vízforgalomtól függetlenül a tározók aktuális vízszint-különbsége. 9/xx/ Vízellátó rendszerek modellezése Szivattyú (centrifugál szivattyú) 2 H a a Q a Q sz H 0 1 sz 2 sz sz H 0 a Q sz H 2 a Q sz sz Q sz Kút Szűrő vs H k H 0 s k Q h C Q Q k Q s k s s A fogyasztás modellezése 9/xx/

38 Vízellátó hálózat méretezése és ellenőrzése 9/xx/ Tekintettel arra, hogy a vízellátó hálózatok viselkedését leíró KIRCHOFF egyenletekben szereplő nyomásveszteség összefüggésekben a négyzetes tag szerepel az egyenletrendszer explicit megoldása jelenlegi ismereteink szerint nem lehetséges. Ezért a méretezés a következő lépésekből áll: A fogyasztási modell alapján becsléssel meghatározzuk az egyes vezeték keresztmetszetekre mértékadó vízszállításokat. A mértékadó vízszállítás alapján meghatározzuk a szükséges vezeték átmérőt. Iterációs hidraulikai számítással, az előbbiekben ismertetett matematikai modell segítségével, ellenőrizzük különböző jellemző üzemállapotokban a hálózatban kialakuló sebességeket és nyomásokat. Amennyiben a hálózat valamely részén kedvezőtlenül nagy, vagy túl kis sebességek alakulnának ki, akkor módosítjuk a becsléssel meghatározott átmérőket, és újra elvégezzük az ellenőrzést. Egy vízellátó hálózatban a kívánatos sebesség tartomány m/s. A hálózati nyomás értéke egyetlen üzemállapotban sem lehet kisebb egyetlen csomóponton sem, mint az épületek szintszáma alapján előírt érték, illetve elosztó vezetékek esetében, nem lehet nagyobb mint 60 mvo. A vezeték mentén kialakuló fajlagos nyomásveszteség kívánatos értéke ~ 10 A vízellátó hálózat üzemállapotai 9/xx/ Az üzemállapot kifejezés leszűkített értelemben az üzemi viszonyok különbözőségét jelenti. Tágabb értelemben az egyes üzemállapotokat nemcsak a betáplálások különbözősége, hanem a fogyasztási állapot is jellemzi. A hálózat hidraulikai vizsgálata során jellemzőnek tekinett üzemállapotok céljukat tekintve két csoportba sorolhatók: Méretezési üzemállapotok, melyek a rendszert zavartalan üzem esetén jellemzik. Ellenőrzési üzemállapotok, melyek valamilyen zavaró eseményt feltételeznek, pl. tűzoltás. A vízellátó hálózat üzemállapotai Mértékadó üzemállapotokhoz tartozó keresztszelvények B B B B B B C C 1.körzet C C 2.körzet A C A C 9/xx/ Keresztmetszet Fogyasztás Megjegyzés jele A-A Qszmax A betáplálási ponttól húzódó fővezetékekre. B-B max Qsz-Qfmax A betáplálási pontot (pontokat) a tározóval (tározókkal) összekötő vezetékekre a szivattyúzás és fogyasztás különbségének legnagyobb pozitív, vagy legkisebb negatív értéke. Másként fogalmazva a tározók legnagyobb töltődésekor, vagy ürülésekor fellépő állapot. C-C Qh Az elsőrendű elosztó vezetékekre, az általuk ellátott terület óracsúcs fogyasztása a mértékadó.

39 Minta feladat Minta feladat vízellátó hálózat hidraulikai ellenôrzéséhez 1. Terhelés számítás 138 mbf dh = 2.00 m mbf DN ac DN ac 1.körzet DN 150 ac 2.körzet 5 DN 150 ac Qó1= 28 l/ s m1= Qó1 /L1= l/ s,km Qó2= 35 l/ s m2= l/ s,km 9/xx/ Ág Hossz Körze Körzetbe tartozó hossz [km] - L i Terhelések - m i L i C=c l jele [km] t ( j ) L j [db] ( i ) = L i <- Kontroll Minta feladat Mintafeladat vízellátó hálózat hidraulikai számításához 2. Kiegyenlítés 138 mbf mbf Nyomásveszteség számítás Valódi ág: hv= sign(c) C Q abs(q) Tározó-fiktív ág: hv= - sign(c) Ht Kiegyenlítés képlete: - C Q abs(q) Q = 2 C Q Qi+1 = Qi + sign(c) Q 9/xx/ Ág ( j ) Csp ( k ) Ez gyakorlatilag 63 l/s, megegyezik az előző táblázat kontrolljával Minta feladat Kiegyenlítés Mintafeladat vízellátó hálózat hidraulikai számításához 2. Kiegyenlítés mbf mbf Nyomásveszteség számítás Valódi ág: hv= sign(c) C Q abs(q) Tározó-fiktív ág: hv= - sign(c) Ht Kiegyenlítés képlete: - C Q abs(q) Q = 2 C Q Ág C Q CQ CQ 2 Q+Q Q = /xx/ Q = Qi+1 = Qi + sign(c) Q

40 S Z IV A T T Y Ú Z Á S S Z IV A T T Y Ú Z Á S F O G Y A S Z T Á S F O G Y A S Z T Á S 8,00 7,00 6,00 5,00 Tározó térfogat meghatározása 4,00 3,00 2,00 1,00 0, T 0 Q( t) dt0 20,00 15,00 Q(t) Q( t) Q ( t) Q ( t) sz f MAX + 10,00 5,00 0, ,00 MAX - -10,00 Ahol T - A kiegyenlítési időszak hossza. Q(t) - A tározó vízforgalma (töltődés vagy ürülés) a t időpillanatban. 9/xx/ 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0, ,00 Q(t) 15,00 MAX + 10,00 5,00 0, ,00 MAX - -10,00 9/xx/ Tározó térfogat meghatározása Idôköz Fogyasztás Szivattyúzás Tározó Q(t) t Q(t) Q(t) vízforgalom [%] [h] [%] [%] Q(t) [%] 1 1,00 5,00 4,00 0,00 2 1,20 5,00 3,80 4,00 3 1,50 5,00 3,50 7,80 4 1,60 5,00 3,40 11,30 5 3,50 5,00 1,50 14,70 6 5,50 5,00-0,50 16,20 7 7,80 5,00-2,80 15,70 8 7,40 5,00-2,40 12,90 9 5,50 5,00-0,50 10, ,00 5,00 1,00 10, ,00 5,00 2,00 11, ,40 5,00 1,60 13, ,50 5,00 0,50 14, ,00 5,00 1,00 15, ,50 5,00 1,50 16, ,00 5,00 1,00 17, ,60 0,00-5,60 18, ,50 0,00-6,50 13, ,50 0,00-7,50 6, ,00 0,00-8,00-1, ,50 5,00-0,50-9, ,80 5,00 2,20-9, ,50 5,00 3,50-7, ,20 5,00 3,80-3,80 Összesen 100,00 100,00 0,00 0,00 10.ea Tervezés MSZ EN 752 Települések vízelvezető rendszerei 1. Általános előírások és fogalom meghatározások 2. Követelmények 3. Tervezés 4. Hidraulikai méretezés és környezetvédelmi szempontok 5. Helyreállítás 6. Szivattyútelepek 7. Üzemeltetés és fenntartás 10/xx/

41 Szennyvíz csatorna méretezése Szennyvízcsatornát terhelő vízhozamok Valamely csatornaszelvényen a naponta átfolyó szennyvízmennyiség (Q szd ) számítható a hozzá rendelt vízgyűjtőn elfogyasztott ivóvíz mennyiségének redukálásával ( Q d ). Q szd = n * Q d, [ m 3 /d ] ahol n 0.8, ha a vízgyűjtő beépítése kertes családiházas 0.95, ha összkomfortos ellátottságú lakótelep. Az elvezetendő mértékadó ( legnagyobb ) szennyvízhozam a napi mennyiségből számítható / hasonlóan a vízellátás órai csúcsigényének meghatározásához / : Q m = z * Q szd, [m 3 /h] ahol z - az ún. egyenlőtlenségi tényező értéke között változik a település méretének (lakosszám) függvényében. Infiltrációs víz - Az infiltrálódó vízmennyiség ( Q inf ) arányos a csatorna fölötti talajvíz nyomásával, a talajvízbe merülő csatornahosszal és befolyásolja a csatorna anyaga és a csőkötés típusa. 10/xx/ Az áramlási sebesség számítása Turbulens áramlás Prandtl-Kármán-Colebrook egyenlet v 2 k 2,51 2gId log 3,71d d 2gId Manning-Strickler egyenlet 2/3 1/ 2 v KR h I E 10/xx/ Szennyvíz csatorna méretezése Átmérő kiválasztás Telt szelvényű szállítóképesség alapján A mértékadó hozam kisebb kell legyen a teltszelvényű vízszállításnál. Célszerű értéke annak kb. 80 %-a. 10/xx/

42 Szennyvíz csatorna méretezése Az ellenőrzés kirtériumai v >= 0.4 m/s h >= 2 cm 10/xx/ Csapadékvíz csatorna méretezése Racionális árhullámszámítás kis vízelvezető rendszerek Az alkalmazás feltételei (vagylagos!) A < 200 ha t < 15 min T = t T - a csapadék időtartama [min] t - a szelvényhez tartozó vízgyűjtő összegyülekezési idő [min] 10/xx/ Csapadékvíz csatorna méretezése 1. A csapadék mennyiség meghatározása a mértékadó csapadék gyakoriságának meghatározásával p - visszatérési idő [év], 0.5, 1, 2, 4, 10 év A csapadék ( átlagos) intenzitása a csapadék időtartamának függvénye i p = a * T (-m) [ l/s,ha ] 10/xx/

43 Csapadékvíz csatorna méretezése 2. A méretezési szelvényhez tartozó vízgyűjtő lehatárolása ( A, [ha] ), A vízgyűjtő átlagos lefolyási tényezőjének ( a ) meghatározása A homogén területek i lefolyási tényezőit műszaki irányelv tartalmazza ( pl. tetőfelületnél 0.9, parknál , stb. ) A1 1 A2... An n a Ai 3. A csapadékból származó lefolyás a csapadékintenzitás és a vízgyűjtő terület szorzataként számítható : Q cs = a * i p * A, [ l/s ] 10/xx/ Csapadékvíz csatorna méretezése 4. T =??? = t 1 + t 2 t 1 - a felszíni lefolyás, 5-10 [min] t 2 - a csatornabeli lefolyás időtartama, t 2 = L * v 1 v 1 - feltételezett áramlási sebesség a csatornában L - a csatorna hossza v 1 i p Q cs v 2 Cv 1 - v 2 C < 0.1 * v 1 10/xx/ Csőanyagok Csőrendszerek 5/xx/1 5.témakör

44 Csőanyagok csoportosítása Szállított közeg szerint Gáz Folyadék Ivóvíz Szennyvíz Csapadékvíz Kőolaj és kőolaj származék Egyéb ipari folyadékok A szállítás módja szerint Gravitációs Kényszer áramú Nyomás alatti Vákuumos Gyártási helye szerint helyszínen gyártott (monolit) előre gyártott Falszerkezet kialakítása szerint homogén bordás üreges különböző anyagokból rétegekből álló vegyes Csőanyagok csoportosítása Fémes anyagú Öntöttvas Lemezgrafitos Gömbgrafitos Acél Cement kötőanyagú Beton Vasbeton Azbesztcement Kerámia Kőagyag Mázas Mázatlan Műanyag PVC - Polivinilklorid PE - Polietilén PP - Polipropilén Műgyanta kötőanyagú ÜPE Üvegszál erősítésű poliészter Csőanyagok alkalmazása Szállítási mód Csőanyag Gravitációs Kényszer áramoltatású Öntöttvas * + Acél * + Kőagyag + - Beton * - Vasbeton * * Azbesztcement * * Műanyag Ajánlott - Nem ajánlott * Előfordulhat speciális körülmények között, vagy meglévő hálózatokban

45 Csőanyagok alkalmazása Közmű szakág Csőanyag Vízellátás Csatornázás Gázellátás Távhő Öntöttvas */+ * - - Acél * * + + Kőagyag Beton - * - - Vasbeton */- * * * Azbesztcement * * - - Műanyag Ajánlott - Nem ajánlott * Előfordulhat speciális körülmények között, vagy meglévő hálózatokban Csőkötések csoportosítása A csőkötés anyaga szerint a cső anyagával megegyező (homogén) eltérő anyagú Statikai szempontból felnyíló kötésű (pl.: tokos, csőbilincs) húzóerő felvételére alkalmas (pl.: hegesztett, menetes, karimás ) Öntöttvas csövek Előnyei Hosszú élettartam (megfelelő korrózióvédelemmel) Jó idomellátottság Egyszerű kötéstechnika Hátrányai Megfelelő védelem nélkül korrózióra hajlamos Drága Viszonylag nehéz csőanyag Kötéstípusai Tokos Könnyű, vagy masszív csőbilincs

46 Öntöttvas csőkötések Masszív csőbilincs /Straub/ Öntöttvas A külső, belső korrózióvédelem anyagai Polietilén Cementhabarcs Poliuretán Cink Bitumen Acél csövek Előnyei Szinte bármilyen körülmények között alkalmazható Méretválasztéka a legszélesebb Statikai tulajdonságai a legkedvezőbbek Helyszínen méretre szabható Hátrányai Korrózió védelmet igényel Hőmérséklet változásokra jelentős alakváltozást produkál Kötéstípusai Hegesztett Karimás

47 Beton, vasbeton csövek Előnyei Hosszú élettartam (környezetnek megfelelő alkalmazás esetén), Jó teherbíró képesség, Nagy átmérőben építhető Hátrányai Korrózió érzékenység (cementkő) Speciális megmunkáló szerszámok szükségesek (vágás, csatlakozások kialakítása) Drága építés, gépigény miatt, Viszonylag nehéz csőanyag, Precíz, szakképzett építést igényel aljzat, ágyazat, illetve csatlakozások kialakítása Nagyobb átmérőtartományban versenyképes Kötéstípusa Tokos Betoncső Betoncsövek kötései ábra: Beton- és vasbeton csövek, illetve aknaelemek vízzáró kötései: a.) gördülő gumigyűrű, b.) ellapuló gumigyűrű, c.) ékes gumitömítés, d.) ékes aknaelem tömítés, e.) kettős ékes aknaelem tömítés, f.) keskeny csapos cellás gumiprofil, g.) széles csapos cellás gumiprofil, h.) keskeny csapos cellás gumiprofil aknához

48 Azbesztcement Előnyei Hosszú élettartam (környezetfüggő), Gyártási eljárásból adódóan sima belső felület Viszonylag könnyű csőanyag Nagy átmérőtartomány Egyszerű csőkötés technika Hátrányai Korrózió érzékenység (cementkő) Nem megfelelő munkavégzés mellett egészségkárosító Elmozdulásokra érzékeny Kötéstípusai Tokos Reka Simplex Gibault (ritka, inkább javításokkor) Azbesztcement csökötések Gibault kötés Simplex kötés Reka kötés Kőagyag csövek Kerámia Előnyei Hosszú élettartam, Jó korrózió állóság Kis csőfal érdesség (mázas csöveknél) Hátrányai Speciális megmunkáló szerszámok szükségesek (vágás, csatlakozások kialakítása) Drága, Viszonylag nehéz csőanyag, Precíz, szakképzett építést igényel (körülbetonozás) Kötéstípusai Tokos, Koracél tokkal

49 Műanyag csövek Anyaguk szerint csoportosítva Hőre lágyuló PE - polietilén (régen KPE) PVC - polivinilklorid PP - polipropilén Hőre keményedő Műgyanta kötőanyagú (ÜPE) Hőre lágyuló műanyag csövek alkalmazási hőmérséklet tartománya PP Wavin PipeLife HOBAS KPE PVC hőmérséklet [ o C ] Műanyag csövek Előnyeik Könnyű csőanyag Sima belső felület Egyszerű csőkötés technika (tokos, karmantyús csöveknél) Könnyen szerelhető és megmunkálható Viszonylag olcsó Hátrányaik Gondos építést, ágyazást igényel Körültekintő tárolást igényel Napsugárzás, hő károsíthatja Idővel fizikai tulajdonágai változnak Műanyag csövek Strukturált csőfal szerkezetek

50 Műanyag csövek Kötéstípusok PVC, KG-PVC, ÜPE Tokos PE Hegesztett Gyorskötő Electro fitting ÜPE Acél mandzsetta Műanyag csövek ábra: PE csőkötéstechnikák: a.) tokos (rövid és hosszú), b.) alumínium feszítőcsatos gyorskötő, c.) lazakarimás hegesztőtoldatos, d.) fűtőszálas elektromos hegesztő idom, e.) tompahegesztés, f.) extrudációs hegesztés (nyomó-csöveknél nem javasolt) Csőstatika 6. témakör

51 A STATIKA ÉS A CSŐSTATIKA KÜLÖNBÖZŐSÉGEI A STATIKA és A CSŐSTATIKA A CSŐ- és a TALAJ KÖLCSÖNHATÁSA SZÁMSZERŰSÍTÉS: VOELLMY Voellmy a teherviselő rendszer a cső és a talaj alakváltozását viszonyította egymáshoz. A Voellmy korában ismert és alkalmazott alakváltozási egyenletek felírásával egyszerűsítés és átrendezés után adódik a klasszikus Voellmy-képlet alakja: ahol: E n E talaj n - a rendszermerevségi mutatószám E talaj - a talaj összenyomódási modulusa E cső - a cső rugalmassági modulusa s - a cső falvastagsága rk- a cső középsugara cső 3 rk s Voellmy rendszerezési elve képezi a csőstatika alapját.

52 CSŐANYAGOK E MODLUSÁNAK TÁJÉKOZTATÓ ÉRTÉKEI CSŐANYAG E RUGALMASSÁGI MODULUS [N/mm 2 ] E 0 E h ÜPE PE PVC Öntöttvas Beton Szálerősítésű cement Kőagyag PVC csőanyag feszültség-fajlagos megnyúlás izokron görbéi. (Megjegyzések: húzási sebesség: 5mm/perc, h=óra és a vizsgálati hőmérséklet 20 C) Hőre lágyuló műanyag csövek élettartamát befolyásoló tényezők Csökkentő tényezők Hőmérséklet Terhelés Összefüggés (Arrhenius formula) B C lg t A lg T T A CSŐFAL KIALAKÍTÁSÁNAK PROBLÉMÁI

53 Műanyag csövek jellemző jelölései Szabványos méretarány (SDR) dn SDR Csősorozat en (S) Gyűrűmerevség SDR 1 S (SN) a 3%-os alakváltozáshoz tartozó éltörőteher értéke 2 ahol: EI dsn n - névleges 3 átmérő d e n - névleges n falvastagság I - inercia nyomaték E - rugalmassági modulus Talajok tulajdonságai Talaj 3 fázisú közeg, amely alapvetően meghatározza terhelés hatására az alakváltozásokat, amely függ: Terhelés nagyságától, idejétől Talaj típusától, állapotától (hézagtényező, víztartalom) Hooke törvény talajokra csak korlátozott mértékben érvényes!!! Talajnál összenyomódási modulust használunk rugalmassági modulus helyett TALAJOK E MODULUSA TALAJFAJTA TÉRFOGAT- TÖMEG [knm -3 ] f BELSŐ SÚRLÓDÁSI SZÖG E t ÖSSZENYOMÓDÁSI MODULUS a T rfüggvényében [Nmm -2 ] jele megnevezése 85% 90% 92% 95% 97% 100% 1. Kavics, murva 20,0 35 2,5 6,0 9,0 16,0 23,0 40,0 2. Homok 20,0 32,5 1,2 3,0 4,0 8,0 11,0 20,0 3. Kötött, vegyes 20,0 25 0,8 2,0 3,0 5,0 8,0 14,0 4. Kötött 20,0 20 0,6 1,5 2,0 4,0 6,0 10,0