Vodovodni sustavi su jedan od najznačajnijih infrastrukturnih građevina. Osnovna namjena vodovodnih sustava je distribucija vode do svih njenih korisnika. Voda mora biti isporučena u dovoljnoj količini i prihvatljivom tlaku.
Zahtjevi zaštite okoliša, očuvanje prirodnih resursa i ekonomičnost sustava postavljaju dodatne uvjete kod projektiranja, građenja i održavanja vodovodnih sustava.
Gravitacijski i tlačni vodovodni sustavi
Obzirom na način funkcioniranja vodovodne sustave dijelimo na dvije osnovne grupe – gravitacijski i tlačni.
U gravitacijskom sustavu, ako to dopuštaju uvjeti terena, voda se distribuira iz vodospreme, koja je smještena na dovoljnoj visini, u distributivno područje.
U tlačnom sustavu koriste se pumpe koje osiguravaju dovoljnu količinu vode i tlak za distribuciju. Najčešće se vodovodni sustav sastoji i od gravitacijskih i tlačnih dijelova. Obzirom na troškove održavanja, prihvatljiviji su gravitacijski sustavi.
Topologija vodovodnog sustava
Obzirom na topologiju vodovodnog sustava razlikujemo granate i prstenaste mreže.
Granata mreža distribuira vodu preko jedne ili više distributivnih linija koje završavaju u određenim točkama.
Prstenasta mreža omogućava dopremu vode u neku točku iz više pravaca.
Često se vodovodni sustavi sastoje i od prstenastih i granatih dijelova. Problem kod granate mreže je mali protok vode (što uključuje manju brzinu tečenja) na krajevima ogranaka.
Namjena projektiranja
Osim za standardnu potrošnju vode za industriju i domaćinstva, vodovodni sustavi se moraju projektirati da zadovolje i protupožarne zahtjeve.
Ovi zahtjevi mogu značajno povećati troškove građenja i održavanja vodovodnih sustava.
I u projektiranju vodovodnih sustava vrijede standardne procedure i tipovi projekata kao i kod drugih građevina. Projektna dokumentacija može biti tipa idejnih rješenja, idejnih projekata, glavnih i izvedbenih projekata.
Za svaki tip projekta definirana je koncepcija, sadržaj i detaljiranost.
O čemu ovisi projektiranje vodovodnih sustava?
Projektiranje vodovodnih sustava značajno ovisi o prostornim karakteristikama. To uključuje topografiju i njezin utjecaj na raspodjelu tlakova u cijevnoj mreži.
Korištenje zemljišta i vlasnički odnosi utječu na troškove izvođenja, dok prostorne karakteristike tla utječu na troškove iskopa. Većina vodovodnih sustava ugrađena je u postojeće ili planirane ceste, pa tijekom izvođenja može doći i do problema zbog postojećih komunalnih infrastruktura.
Sve ovo uvelike utječe na postavljanje trase cjevovoda i izgled mreže.
Složenost vodovodnih sustava
Vodovodni sustavi su sami po sebi složeni jer pokrivaju veliko područje.
Najčešće se sastoje od više cijevnih petlji, regulirani su nelinearnim hidrauličkim jednadžbama i sadrže složene hidrauličke uređaje kao što su ventili i pumpe. Pod utjecajem su energetskih zahtjeva zbog crpljenja te kompromisa između početnog ulaganja i troškova rada i održavanja tijekom projektnog razdoblja.
Sukladno projektnim vodoopskrbnim količinama i osobinama vodovodne mreže (materijal izvedbe, položaj i režim rada objekata na mreži, topografski uvjeti) uvijek je potrebno hidraulički dimenzionirati vodoopskrbnu mrežu, tako da ona u svakom trenutku udovoljava potrebnim vodoopskrbnim količinama i tlakovima.
Čak i uz korištenje simulacijskih modela, projektanti su i dalje suočeni s teškim zadatkom. Jedan od najčešće korištenih softvera za hidrauličke proračune i modeliranje vodovodnih sustava je softver EPANET, američke agencije za zaštitu okoliša EPA.
Brojni softveri, pa tako i StudioARS Urbano Hydra, oslanjaju se na EPANET za ove potrebe.
Prilikom projektiranja i izvođenja vodovodne mreže potrebno je svladati česte promjene smjera, promjera i vrste spojeva, te izvesti grananja cijevnih vodova. Ovo se rješava korištenjem fazonskih komada.
Vodoopskrbna mreža također sadrži i vodovodne armature – različite uređaje koji služe za njeno ispravno funkcioniranje, upravljanje i održavanje, kao što su zasuni, podzemni i nadzemni hidranti, zračni ventili i muljni ispusti, povratni ventili, itd.
Vodovodna mreža se u projektu prikazuje situacijskim planom, uzdužnim profilima cjevovoda, karakterističnim poprečnim presjecima cjevovoda, detaljima i shemama čvorova.
Sheme čvorova sadrže shematski prikaz čvorova s fazonskim komadima i vodovodnim armaturama te tablični prikaz potrebnih elemenata u pojedinom čvoru.
3D modeli cijevnih infrastruktura
U zadnje vrijeme, sve je veća potreba i za 3D modelom cijevnih infrastruktura, pa tako i vodovodnih sustava. BIM (Engl. Building Information Modelling), između ostalih zahtjeva, traži i postojanje 3D modela bogatog informacijama.
3D BIM model se koristi za koordinaciju projekta čime se pravovremeno mogu uočiti nedostaci u projektu i eventualne kolizije s drugim cijevnim infrastrukturama ili nekim drugim čvrstim objektima. Pravovremenim uočavanjem problema i intervencijom u fazi projektiranja moguće je značajno smanjiti troškove projekta i spriječiti probijanje rokova.
Moderni softveri kao što je StudioARS Urbano sposobni su ispuniti mnoge od ovih zahtjeva potrebnih projektantima vodovodnih sustava.
